teutolab-robotik

Mitmach- und Experimentier-Labor der Technischen Fakultät

teutolab-robotik

Von der "Natur zur Technik" - Im teutolab-robotik haben Schüler*innen ab der 7. Klasse die Möglichkeit, die spanende Welt von NAO, PLEO und Co kennenzulernen.

teutolab-robotik

Von der "Natur zur Technik" - Im teutolab-robotik haben Schüler*innen ab der 7. Klasse die Möglichkeit, die spanende Welt von NAO, PLEO und Co kennenzulernen.

teutolab-robotik

Von der "Natur zur Technik" - Im teutolab-robotik haben Schüler*innen ab der 7. Klasse die Möglichkeit, die spanende Welt von NAO, PLEO und Co kennenzulernen.

In dem Mitmach- und Experimentier-Labor "teutolab-robotik" der Technischen Fakultät (Universität Bielefeld), dessen Leitung im Mai 2017 von Prof. Dr. Claas Wegner übernommen wurde, haben technisch und naturwissenschaftlich interessierte /begabte Schüler*innen die Möglichkeit, Roboter aus der aktuellen Forschung kennenzulernen, diese zu testen und selbstständig auf Basis einer gemeinsam entwickelten Forschungsfrage zu programmieren.

Roboter als die "Helfer von morgen" betreffen und beeinflussen momentan besonders Bereiche der Industrie und Technik sowie ihre zahlreichen Berufe. Das Verständnis über den Einsatz von Robotern, das heißt unter anderem ein Verständnis über die Kommunikation und Interaktion von Menschen mit Robotern, wird daher zukünftig immer wichtiger.

Das Angebot richtet sich an technisch und naturwissenschaftlich interessierte Schulklassen der Jahrgangsstufe acht bis 12/13. In unterschiedlichen Workshops gehen sie Phänomenen der Robotik aus unterschiedlichen Perspektiven auf den Grund und ergründen den Nutzen dieses neuen Wissenschaftsbereichs an "Tier und Maschine" experimentell.

Ein Ziel des Projekts besteht darin, den Schüler*innen die Möglichkeiten, aber auch die Grenzen von Robotern und ihrer Fähigkeiten sowie ihre Vor- und Nachteile näherzubringen.

Ein weiteres Ziel liegt in der Betrachtung der Schnittstelle zwischen Technik/Robotik und Biologie, der Bionik: Die Nutzung biologischer Strukturen, Eigenschaften und Verhaltensmuster und ihre Übertragung auf die Technik und Industrie bietet als fächerübergreifendes Thema spannende Anreize für Fragstellungen.

Für bionische Angebote kooperiert das mit dem Projekt





Gefördert durch:


Aktuelle Workshop-Angebote des Projekts

Das nachfolgenden Workshop-Angebot richtet sich an Schulklassen ab der achten Jahrgangsstufe. Daneben werden außerdem Summercamps angeboten, für die sich auch einzelne Schüler*innen anmelden können.

Die Anmeldung an einem Workshop oder dem Summercamp erfolgt per Mail (s. Anmeldung ).

Die Workshops werden alle als Tagesworkshops (TWK) angeboten, mit Ausnahme des Workshops "Robotik - Von der Natur zur Technik", welcher auch als Wochenworkshop (WWK) angeboten wird.

Nachfolgend finden Sie eine Übersicht über die aktuellen Workshops im teutolab-robotik. Alle weiteren dauerhaft angebotenen Workshops entnehmen Sie bitte dem Workshop-Angebot des Projekts "biologie hautnah" oder der folgenden PDF.



Robotik - Von der Natur zur Technik (Jgst. 8-10)

(TWK; WWK )

Die Teilnehmer*innen erhalten hier vertiefte Einblicke in die spannende Welt der Robotik. Der Workshop geht der Frage nach, inwiefern Roboter mit ihren natürlichen Vorbildern konkurrieren können, wem sie nachempfunden sind und wieweit ihre Funktionen bereits optimiert sind. Anhand praktischer Versuche werden die Bereiche Bewegung und Wahrnehmung mithilfe ausgewählter Roboter wie dem Hexbug untersucht.

Lernende Roboter (Jgst. 8-EF)

(TWK; kombinierbar mit "Programmieren mit PLEO")

Dieser Workshop dreht sich um die Leitfrage "Können Roboter lernen?". Zur Beantwortung dieser Frage erarbeiten die Schüler*innen in einem ersten Schritt, dass Computer nicht von selbst lernen können, sondern dass diese von uns Menschen programmiert werden müssen. Anschließend soll dies dann an dem humanoiden Roboter NAO getestet werden. Hierfür erhalten die Schüler*innen zunächst einen Überblick über die Programmieroberfläche "Choregraphe", mit welchem der NAO bedient wird. Anschließend erfolgen erste eigene Programmierschritte.

Programmieren mit PLEO (Jgst. 8-EF)

(TWK; kombinierbar mit "Lernende Roboter")

In diesem Workshop werden die Schüler*innen an das Programmieren des vierbeinigen Dino-Roboters PLEO herangeführt. Die Schüler*innen untersuchen zu Beginn des Workshops verschiedene PLEOs und erkennen nach einiger Zeit, dass die PLEOs unterschiedliche Verhaltensweisen aufweisen und erschließen sich mit dieser Erkenntnis, dass sie unterschiedlich programmiert worden sind. Anschließend lernen die Schüler*innen die Programmieroberfläche "MySkit" für den PLEO kennen. Mit dieser werden sie zunächst angeleitet; später lernen sie dann selbstständig den PLEO zu programmieren.

Sportrobotik (Jgst. EF-Q2)

(TWK)

Hier werden die Teilnehmer*innen einen Schlagwurf ausführen und anschließend versuchen, ihre Wurftechnik zu optimieren. Die Ausführung wird dabei mithilfe eines Filmprogramms aufgenommen und für die Erarbeitung von Bewegungsmerkmalen einer optimalen Bewegungsausführung genutzt. Diese erarbeiteten Merkmale sind die Ausgangslage, um sich in einem zweiten Schritt mit dem Roboter NAO auseinanderzusetzen und ihm diesen optimierten Bewegungsablauf eigenständig beizubringen. Die Ausführungen von Mensch und Roboter werden schließlich auf motorischer und biologischer Ebene verglichen und diskutiert.



Vorstellung der 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 und gehört jetzt 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 und reagiert auf Bewegungen und Geräusche.

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

PLEO besteht aus 2000 Einzelteilen, 14 Motoren, 106 Zahnrädern und 38 Sensoren und wird mit der Software "MySkit" 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.

AIBO ERS 7

"AIBO" steht als Kurzform für das japanische Wort "Partner" sowie als Abkürzung für Artificial Intelligence roBOt. Dieser Roboter ist einem Haushund nachempfunden und wurde als Unterhaltungsroboter von Sony entwickelt.

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

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

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, die sich durch verschiedene Sensorik und Bewegungsmöglichkeiten in der Komplexität ihrer Fähigkeiten unterscheiden.

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 Mikrofone 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.



Anmeldung zu den Workshops

Haben wir Ihr Interesse geweckt? Dann melden Sie Ihre Schülergruppe (Klasse acht bis 12/13 möglich) gerne zu einem unserer Workshops an!

Die Anmeldung erfolgt per Mail.

Um Ihre Anmeldung auch bearbeiten zu können, schicken Sie mit Ihrer Anfrage bitte folgende Daten mit:

  • Jahrgangsstufe/Klasse
  • Größe der Schülergruppe
  • Anzahl der gebuchten Workshops
  • Angabe des/der Workshop

Senden Sie dafür einfach eine E-Mail an biokolumbus@uni-bielefeld.de



Informationen für Studierende

Abschlussarbeiten (BA/MA)

Studierende können im Experimentierlabor "teutolab-robotik" im Rahmen von Abschlussarbeiten teilnehmen. Sie sind dabei i.d.R. in einen der Workshops eingebunden, welche regelmäßig angeboten werden.

Weitere Informationen zu den Bestimmungen und Anforderungen finden Sie hier.



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