Mindroid – die Verbindung aus LEGO-Mindstorms und Android – ist der Name eines neuen Java-Roboterworkshops für Schüler, der die bisherigen Workshops mit den programmierbaren EV3/NXT-Bausteinen plus Sensoren von LEGO ergänzen soll und sich mittels Android-Smartphones auf die Kommunikation zwischen den Robotern konzentriert.

Nachdem zwei Studierende und zwei wissenschaftliche Mitarbeiter am  Fachgebiet Echtzeitsysteme der TU ein Jahr Entwicklungszeit investiert hatten, fand nun zum ersten Mal ein Pilotdurchlauf statt. Dazu reisten am 30. August 2017 vom Beruflichen Gymnasium in Michelstadt drei besonders leistungsstarke und interessierte Schüler der Q1- und Q3-Datenverarbeitungstechniker gemeinsam mit ihrer Lehrerin Dr. Heidrun Günzel nach Darmstadt, um Aufgabenstellungen, Programmierumgebung und Roboter auf Herz und Nieren zu testen.

Im Vergleich zum Schulalltag kam bei den Teilnehmern Florian Seida, Simon Marksteiner und Jannis Schwinn sehr positiv an, dass sie ausgiebig Zeit hatten, sich näher mit einem kursergänzenden Thema zu beschäftigen, und auch „die Freiheit hatten, Neues zu probieren“ (Florian). Mit großem Interesse, aber ohne Druck arbeiteten sie sich ein, probierten die Technik aus, stellten Fragen, suchten Fehler und brachten Verbesserungen auf den Weg. Alle gestellten Aufgaben konnten gelöst sowie fast alle Projektanregungen bearbeitet und zum Abschluss des Pilotworkshops vorgestellt werden.

Der Test war für alle Beteiligten ein spannendes und erfolgreiches Ereignis: Der Großteil der gewünschten Funktionen funktionierte wie erwartet; die sporadischen „Ausreißer” sorgten für Lacher, aber auch für angeregte Diskussionen mit den Entwicklern darüber, wie mögliche Verbesserungen aussehen könnten.

Von Florian wurde unter anderem der praktische Aufbau des Roboters mit Handy-Lagerung und Führung des USB-Kabels überarbeitet und von Florian, Simon und Jannis Verbindungsabbrüche und Unzuverlässigkeiten im Parallelbetrieb von vier Robotern an einem Router aufgedeckt, sodass die Entwickler wissen, woran sie bis zur geplanten Bereitstellung des Mindroid- Workshops für größere Schülergruppen 2018 arbeiten müssen. Mithilfe des Feedbacks werden die Aufgabenstellungen verfeinert und um “Troubleshooting-Hinweise” ergänzt.

Die Herausforderung an die Entwicklergruppe aus den betreuenden wissenschaftlichen Assistenten Markus Weckesser und Roland Kluge sowie den Studierenden Torben Unzicker und Felicia Ruppel bestand vor allem darin, dass sie drei Komponenten (EV3, Handy, Server-Anwendung) einbeziehen wollten. Dafür mussten sie eine geeignete API (Application Programming Interface – Programmierschnittstelle) aufbauen, sodass den Schülern für die Java-Programmierung der Roboter leicht zu verwendende Methoden (beispielsweise zum Nachrichtenversand) zur Verfügung stehen. Das Projekt führte ebenfalls dazu, dass die für den Unterricht didaktisch gut gestaltete Entwicklungsumgebung „Java-Editor“ erweitert wurde, sodass in Zukunft Schüler einen leichten Start in die Entwicklung von Smartphone-Apps finden können. Mit Unterstützung von Herrn Gerhard Röhner hat Felicia den Java-Editor um einen Android-Modus bereichert.

Unser aller Dank gilt hierbei Herrn Prof. Dr. Andy Schürr: Ideengeber und Koordinator  der Kooperation mit hessischen Schulen,  Leiter des Fachgebietes Echtzeitsysteme an der TU Darmstadt.

Zu den Videos:

https://youtu.be/1LTt36YFSAk

https://youtu.be/LmO7HVHJwoE

https://youtu.be/NayCBgPwTbM

https://youtu.be/bY3pp_GxPA4

 

  • Die ersten Gehversuche der Roboter

 

Text: Heidrun Günzel und Roland Kluge
Fotos: Katharina Keller, Roland Kluge, Heidrun Günzel
Videosequenzen: Heidrun Günzel
Beitrag: Sabine Hofmann am 25.09.2017