Die Roboter

Überblick: Die Schülerinnen und Schüler können im teutolab-robotik

  • auf Tuchführung mit Robotern aus der Forschung gehen
  • gemeinsam Forschungsfragen entwickeln und
  • zuletzt auch Roboter programmieren, ausprobieren und über ihre Ergebnisse diskutieren.
  • Phänomenen der Bionik aus beiden Perspektiven auf den Grund gehen und den Nutzen dieses neuen Wissenschaftsbereichs an „Tier und Maschine“ experimentell ergründen.


Hier wollen wir Ihnen die Akteure im teutolab-robotik vorstellen – unsere Roboter:

PLEO

PLEO ist einem Jungtier des Camarasaurus nachempfunden. Dieser ist ein Langhalssaurier aus dem Zeitalter des Jura.

Entwickelt wurde der Saurier von der Firma Ugobe, jetzt gehört er zur Innvo Labs Corporation.

Der Roboter kann auf allen vieren gehen und Kopf sowie Schwanz bewegen, seine Augenlider schließen und den Mund öffnen und schließen. Er simuliert Fraßverhalten, reagiert auf Bewegungen und Geräusche.

In seinem programmierten Verhalten simuliert der Roboter Neugeborene, Jung- und Adulttiere.

PLEO besteht aus 2000 Einzelteilen, 14 Motoren, 106 Zahnrädern und 38 Sensoren und wird mit der Software Live Operating System (Life OS) betrieben. Mit einer Infrarot-Lichtschranke erkennt PLEO z.B. Futter in seinem Maul. Auch kann er mit anderen PLEOs kommunizieren. Über USB-Schnittstellen kann man in die Software des Roboters eingreifen und mit sog. Development-Kits die ‚Persönlichkeit‘ verfeinern.


Wie werden die Roboter in unseren Workshops eingesetzt?

Zu Beginn:
  • Kennenlernen von PLEO (Wo liegen die Drucksensoren? Wie reagiert PLEO auf das Drücken einzelner Sensoren? )
Zum Programmieren:
  • SchülerInnen sollen mithilfe einer SD-Karte vorgeschriebene Verhaltensmuster auf PLEO laden, diese können sie auf bestimmte Sensoren legen
  • Beispiel: PLEO soll sich beim Drücken des Beinsensors strecken (Senken des Kopfes, Vorderfüße ausgestreckt nach vorne)
  • Praktisch: Das Programm zeigt eine Demo des jeweiligen Verhaltens, damit die SchülerInnen eine Vorstellung von den Bewegungen haben
  • SchülerInnen sollen Demo mit realer Bewegung vergleichen (Theorie und Praxis – Unterschiede?)
  • Anschließend sollen die SchülerInnen verschiedene Programmierbeispiele umsetzen (PLEO ist krank, usw.)

AIBO ERS 7

Kurz für das japanische Wort „Partner“, sowie Abkürzung für Artificial Intelligence roBOt. Er ist einem Haushund nachempfunden und wurde als Unterhaltungsroboter von Sony entwickelt.

Mittels Kamera, Mikrofonen und teils taktiler Rückmeldung kann der Roboter seine Umgebung wahrnehmen.

Sein programmiertes Verhalten entspricht bei Auslieferung einem, das typisch für Haushunde ist: vierbeiniger Gang, nonverbale Kommunikation (Schwanz- und Ohren-Wackeln, Auf-dem-Boden-Wälzen). Über Ton und Leuchtioden wird auch die Stimmung übermittelt.

AIBO kann durch seine Schnittstelle (OPEN-R) von Grund auf selbst programmiert werden. 2008 gab es beispielsweise ein Roboter-Fußball-Turnier (‚Robocup‘).



Wie werden die Roboter in unseren Workshops eingesetzt?

  • Ausschließlich für Vorführungszwecke
  • Testen der Spracherkennungsfunktion
  • Testen der Kamera (SchülerInnen können Karten vor AIBO halten, er führt den „Befehl“ der Karten aus.)
  • Welche Sensoren hat AIBO?
  • Kommunikation/Interaktion Roboter - Mensch

NAO

Der NAO ist ein Roboter, der dem Menschen nachempfunden ist ('humanoider Roboter').

Nach der Vorstellung 2006 durch den Hersteller Aldeberan Robotics, wurde er 2007 Nachfolger des AIBO von Sony.

NAO gibt es in verschiedenen Ausführungen. Sie unterscheiden sich durch verschiedene Sensorik und Bewegungsmöglichkeiten in der Komplexität ihrer Fähigkeiten.

NAO ist 58 cm hoch, wiegt etwa 5 Kilogramm und basiert auf einem INTEL Atom Prozessor. Er ist für die Interaktion ausgelegt:







  • Mit bis zu 25 Bewegungsrichtungen (Freiheitsgraden) kann er die Umwelt wahrnehmen und sich in ihr bewegen sowie seine Balance halten, z.B. beim Hinsetzen.
  • Zahlreiche Sensoren in Kopf, Händen und Füßen sowie Akustiksensoren erlauben ihm seine Orientierung.
  • 4 Mikrophone und Lautsprecher ermöglichen ihm die Interaktion in natürlicher Weise.
  • Zwei HD-Kameras filmen seine Umgebung, um Umrisse und Objekte zu erkennen.
  • Via WiFi oder Ethernet kann NAO sich mit dem Internet verbinden.
  • Ansatzweise ist NAO so in der Lage, menschliches Verhalten nachzuahmen - auch ohne dass man direkt von Artificial Intelligence sprechen kann.
Auch NAO ist entwickelt worden, um ihn zu personalisieren: Steuerungssystem und Programmiersprache wurden freigegeben.

Wie werden die Roboter in unseren Workshops eingesetzt?

  • Kurze Vorstellung von NAO und Kennenlernen der Sensoren
  • Kennenlernen des Programmierprogramms
  • Ausprobieren von einfachen Programmierungen (Mithilfe einer Demo am Bildschirmrand können die SchülerInnen ihre Programmierungen überprüfen und anschließend auf den NAO übertragen)
  • Spielstrategie: Wie lernen Roboter? (Beispiel: SchülerInnen sollen "Schnick, Schnack, Schnuck" für NAO programmieren)
  • Anschließend spielen sie gegen NAO (dieser wird mit hoher Wahrscheinlichkeit gewinnen).



 
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