Das Practical Robotics Institute Austria (PRIA) bietet viele Möglichkeiten zur Vertiefung. z.B. Robotik für Schulen oder Summercamps für verschiedene Altersgruppen oder Teilnahme an Roboterwettbewerben:
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Schräge Roboter geht in die Verlängerung
In den letzten zwei Monaten waren wir damit beschäftigt, das Konzept zu verfeinern und die zweiten und dritten Workshops (Prototyp und Evaluierung) durchzuführen. Nun ist die erste Staffel durch und wir gehen für ein Semester in Verlängerung mit vier weiteren 2. Klassen Wiener Gymnasien. Außerdem werden wir erstmals jeweils einen Projekttag mit drei Gruppen aus zwei 5. Klassen machen, wo das Konzept in komprimierter Form an einem Tag abläuft, inklusive Besuch des Vision for Robotics Lab an der TU Wien und Demo des Roboters Romeo von der Firma Aldebaran. Wir sind gespannt!
Mattie Roboter – Teile
Hier ist eine Zusammenfassung der Roboterteile, die wir beim Mattie Roboter benutzt haben:
Mechanische Teile
Motor
Ein einfacher Elektromotor mit eingebautem Getriebe der mit Batterien oder Akkus betrieben werden kann. Die Welle hat eine abgeflachte Seite, damit die unten beschrieben Räder an der Welle halten.
http://electronics.semaf.at
Räder
Bei den Rädern sollte darauf geachtet werden, dass sie zu den Motoren passen. Für unseren Roboter haben wir uns für Räder von Pololu entschieden, die man direkt an die Welle des Motors stecken kann.
http://www.lipoly.de
Stützrad
Bei der Bauarbeit mit nur zwei Rädern ist ein zusätzliches Stützrad empfehlenswert, damit die Grundplatte des Roboters nicht am Boden schleift. Wir benutzen ein Stützrad mit einer einfachen Kugel, damit sich der Roboter schnell in alle Richtungen drehen kann.
http://physicalcomputing.at
Elektronische Teile
Mikrocontroller
Es gibt eine Vielzahl von Mikrocontroller am Markt. Im Hobbybereich hat sich in den letzten Jahren die Arduino
Plattform durchgesetzt. Ein gutes Einsteigermodell ist der Arduino UNO.
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Motortreiber
Um die Motoren richtig steuern zu können und ihnen genügend Strom zu liefern, benötigt man zwischen ihnen und
dem Mikrocontroller noch einen Motortreiber. Ein Beispiel dafür ist der TB6612FNG motor driver.
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MP3-Shield
Dieser Chip wird direkt auf einen Arduino Microcontroller gesteckt und ermöglicht es, MP3 Dateien von einer microSDKarte abzuspielen. Ein Lautsprecher kann über ein Klinkenkabel angeschlossen werden.
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Steckbrett
Ein Steckbrett (auch Breadboard genannt) wird benutzt um elektronische Schaltungen umzusetzen. Es ist eine einfache Möglichkeit alle elektronischen Module mit Kabeln zu verbinden. Die Schaltungen können jederzeit verändert werden und man muss nicht löten.
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Drahtbügel (oder Jumper Wire)
Diese einfachen Kabel passen leicht in das Steckbrett und die Pins des Mikrocontrollers.
http://electronics.semaf.at
Sensoren
Kapazitiver Berührungssensor Breakout Board
Dieser Sensor ermöglicht das Erkennen der Berührung von bis zu 12 unterschiedlichen Elektroden. Als Elektrode kann dabei jedes leitfähige Material wie z.B. Alufolie, elektrisch leitfähige Farbe oder ein Kabel verwendet werden.
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Temperatursensor
Dieser Sensor kann Temperaturen von -55°C bis 125°C mit einer Genauigkeit von 0.5°C messen.
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Ultraschallsensor
Dieser Sensor misst die Entfernung bis zum nächsten Hindernis. Die Reichweite beträgt 2cm-500cm und die Genauigkeit ist 0,5cm.
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Kraftsensor
Dieser Sensor misst wie fest man auf ihn presst. Er misst Kräfte von 100g-10kg, aber ist dabei nicht sehr genau. Daher ist er für den Einsatz als Waage schlecht geeignet.
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Biegesensor (Flex-Sensor)
Dieser Sensor erkennt, wenn er gebogen wird. Er ist daher gut dafür geeignet, um zu erkennen, wenn der Roboter dabei ist, bei etwas anzufahren.
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Lichtsensor (Photoresistor)
Dieser Sensor ändert seinen Widerstandswert, je nachdem wieviel Licht auf ihn scheint.
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Electret Microphone
Dieses einfache Mikrofon misst die Lautstärke in der Umgebung.
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STEAM statt STEM oder wie man durch Kunst zu Innovationen kommt
Ein Beitrag im Servus TV über den Medienkünstler Olsen Wolf und seine Roboter – Kreativität in Höchstform:
Was ist ein Roboter?
Definition
Die Internationale Federation für Robotik hat Serviceroboter nach ISO-Standard 8373 definiert.
“A robot is an actuated mechanism programmable in two or more axes with a degree of autonomy, moving within its environment, to perform intended tasks. Autonomy in this context means the ability to perform intended tasks based on current state and sensing, without human intervention.”
Ein Roboter ist ein betriebener programmierbarer Mechanismus, in zwei oder mehr Axen, mit gewissem Grad an Autonomie, und sich in seiner Umgebung bewegend, um vorgegene Aufgaben durchzuführen. Autonomie in diesem Kontext heißt, die Fähigkeit vorgegebene Aufgaben basierend auf dem Istzustand und der Wahrnehmung, ohne menschliche Intervention, durchzuführen.
“A service robot is a robot that performs useful tasks for humans or equipment excluding industrial automation application. Note: The classification of a robot into industrial robot or service robot is done according to its intended application.”
Ein Serviceroboter ist ein Roboter, der hilfreiche Aufgaben für Menschen oder Equipment durchführt, ausgenommen industrielle automatisierte Applikationen.
“A personal service robot or a service robot for personal use is a service robot used for a non-commercial task, usually by lay persons.”
Ein persönlicher Serviceroboter ist ein Serviceroboter für den persönlichen Gebrauch, der für nicht-wirtschaftliche Zwecke genutzt wird, also meistens von Laien.
Unterschied zwischen programmierbarer Maschine und Roboter
Roboter handeln autonom, programmierbare Maschinen nicht. Was bedeutet Autonomie? Roboter sind in der Lage basierend auf ihrem Istzustand und ihrer Sensorik Veränderungen in ihrer Umgebung wahrzunehmen und darauf zu reagieren, ohne menschliche Intervention.
“True robots act autonomously. They may be able to take input and advice from humans, but are not completely controlled by them.” – M. Mataric
Referenzen:
http://www.ifr.org/service-robots
M. J. Mataric. The Robotics Primer (Intelligent Robotics and Autonomous Agents). The MIT Press, Cambridge, MA, 2007.
Roboter in Schräge Roboter
In unserem Konzept verwenden wir folgende Definition:
„Ein Roboter ist eine gesteuerte Maschine, die programmierbar und autonom ist.“
Übung für die Klasse
Auseinandersetzung mit dem Begriff Autonomie. Was bedeutet das?
Auseinandersetzung mit dem Begriff Verhalten eines Roboters. Wie kann man dieses Verhalten vorhersagen oder beeinflussen?
Definition Roboter
Die Internationale Federation für Robotik hat Serviceroboter nach ISO-Standard 8373 (das ist ein Regelwerk für Ingenieure) definiert.
Ein Roboter is eine gesteuerte Maschine, die programmierbar und autonom ist, und sich in ihrer Umgebung bewegen kann um Aufgaben durchzuführen. Autonom heißt, dass der Roboter die Aufgaben ohne menschliche Hilfe durchführen kann.
Ein Serviceroboter ist ein Roboter, der hilfreiche Aufgaben für Menschen durchführt und kein Industrieroboter in einer Fabrik ist.
Ein persönlicher Serviceroboter (personal service robot) ist ein Serviceroboter, der für nicht-wirtschaftliche Zwecke genutzt wird, also meist von Konsumenten (Leute, die Dinge kaufen und benutzen). Beispiele sind Haushaltshelfer-Roboter, intelligente Rollstühle oder Exoskeletons.
Ein professioneller Serviceroboter (professional service robot) ist ein Serviceroboter, der für wirtschaftliche Zwecke genutzt wird, und von Experten bedient wird, die dafür trainiert wurden. Beispiele sind Putzroboter für öffentliche Plätze, Auslieferroboter für Büros oder Krankenhäuser, Feuerwehr Roboter, Roboter in der Rehabilitation oder Chirurgieroboter in Krankenhäusern.
Schräge Roboter 