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The Cool Science Institute

Eine Initiative zur Förderung des Interesses Jugendlicher an Wissenschaft und Technik

Eine gemeinsame Initiative von

Roboterbaulabore in Schulen

Roboter in Schulen?Roboterbaulabore für Schüler! Schüler bauen Roboter!!!

• Kurskonzept aus Tutorien, Laborarbeit und Wettbewerben• Teams mit 3-5 Schülern• Mechanik aus LEGO Technic• Aktorik mit Gleichstrommotoren und Modellbau-Servos• Sensorik mit Tastern, Infrarot, Ultraschall• Programmierbares Microcontrollerboard als "Denkzentrale"

• ein wenig Theorie im Tutorium• viel Praxis im Labor • Wettbewerbe motivieren und kontrollieren den Lernerfolg

Merke: Roboterbaulabore = Robot Building Laboratories = RBLs

Beispiel: Roboter Friendly

• Johann-Schöner-Gymnasium, Karlstadt• gebaut von Schülern der 7. Klasse

The Cool Science Institute

• Zweck und Zielsetzung• Konkret

• Förderung des Interesses an Naturwissenschaft und Technik

• Durchführung von Robot Building Labs mit Schülern• Betreuung von Schülerteams für den RoboCup Junior• Aufbau eines Netzwerkes

Schulen-Universitäten-Unternehmen

• Ideell• Förderung und Verbesserung der Zusammenarbeit

zwischen Universitäten und Schulen• Engere Verknüpfung schulischer und universitärer Bildung

Angebote des TCSI

• Info-Veranstaltungen an Schulen• Weiterbildungsangebote für Lehrer• Bereitstellung von Lehrmaterial (print/online)• Bereitstellung von Roboterbausätzen• Reparaturservice• Kommunikationsinfrastruktur: Email, News, Web• Organisation von Wettbewerben• Vermittlung von Sponsoren• Weiterentwicklung des Lehrkonzepts Roboterbaulabor

Kurskonzepte des TCSI

Drei Kurskonzepte für verschiedene Altersgruppen:• Mindstorm Kurs

• LEGO Mindstorm Robotics Invention Kits• Programmieren in RCX oder Not Quite C• Altersgruppe 10 bis 13 Jahre sowie Einsteiger

• Tetrixx Compact Kurs• Tetrixx Electronics + Tetrixx Mechanics• Programmieren in TIDE/C++ (Java in Vorbereitung)• Altersgruppe 13 bis 16 Jahre

• Tetrixx Advanced Kurs• Tetrixx Electronics + Tetrixx Mechanics • Erweiterte Sensorik (Kamera) und Kommunikation• C++/Java• Altersgruppe 16 bis 19 Jahre• Projektarbeiten (Jugend forscht)

Mindstorm Kurs: Roboter

• Differenzialantrieb• Wenige Sensoren (max 3 ohne Hardware-Hacks)

• Kontaktsensor• Lichtsensor• Rotationssensor• selbstgebaute Sensoren

Tetrixx Compact Kurs: Bausatz

• Tetrixx Compact Kit, bestehend aus• Tetrixx Mechanics• Tetrixx Sense• Tetrixx Tronics

• CPUboard• Multiboard

• Tetrixx Control• mögliche Erweiterungen

• Tetrixx/LegoTechnics Interfacing Bricks• Experimentierboard• Compact Sonarboard • Display

• Herstellung und Lieferung durch Wonderbits, Ulm

Tetrixx mechanics + sense

• Hochwertige Bauelemente aus farbig eloxiertem Aluminium• Spezialbauteile zur Aufnahme von Sensoren und Motoren• Kostengünstige Modellbau-Komponenten• Hochwertige Industriekomponenten

Tetrixx tronics

• Programmierbare Microcontroller-Boards• Modulare Erweiterungsplatinen für Sensoren und Motoren

Tetrixx Compact Kurs: Roboter

Wettbewerbe

Wettbewerbe orientiert an RoboCup Junior:• RoboDance

• kreiere eine artistische Performance mit Robotern• baue nette Roboter und ziehe sie nett an• wähle passende Musik und schreibe ein Drehbuch• programmiere den Roboter so dass er sich nach der

Musik bewegt oder eine Rolle im Drehbuch spielt• spiele selbst im Drehbuch mit

• RoboSoccer• zwei-gegen-zwei auf einem Fußballfeld (ca 2m x 1m)• Bodenfarbe erlaubt Positionsbestimmung• Wände sind schwarz, Tore sind grau• Ball sendet Infrarotlicht aus

Video

• Impressionen von • Roboterbaulaboren• RoboCup Junior 2000

TCSI Pilotprojekte

• Robert-Bosch-Stiftung, Programm NaT-Working• Illertal-Gymnasium Vöhringen• Graf-Münster-Gymnasium Bayreuth• Johann-Schöner-Gymnasium Karlstadt• Gymnasium Unterhaching• Holbein-Gymnasium Augsburg• Gymnasium Weilheim• Werkgymnasium Heidenheim• Graf-Eberhardt-Gymnasium Bad Urach

• Stadt Ulm, Bildungsoffensive Ulm• Schubart-Gymnasium Ulm

• Self-Organized Funding• Störck-Gymnasium Bad Saulgau• Robert-Bosch-Schule Ulm• Richard-Wagner-Gymnasium Bayreuth• Maristenkolleg Mindelheim

TCSI Statistik

Ende März 2001 ...• laufen an mehr als 15 Schulen RBL-Aktivitäten• organisieren mehr als 40 Lehrer RBLs• beteiligen mehr als 300 Schüler an den RBLs• lieferte das TCSI etwa 120 Roboterbausätze aus

Mitgliedschaft im TCSI

• Jahresbeiträge in DEM• Persönliche Mitgliedschaft:

• Normalbeitrag 40 • Reduzierter Beitrag 10 • Fördermitglied 100

• Institutionelle Mitgliedschaft:• Schulen 100 • Universitäten 1.000 • Unternehmen 300 - 10.000 • Premium Sponsors 100.000

• Beitritt• schriftlich per Fax/Brief• demnächst auch Online

Zusammenarbeit TCSI und VDMA

• Das bietet das TCSI:• Unterstützung von Lehrern und Schulen• Didaktische Konzepte für Roboterbaulabore• Beratung zu Roboterbausätzen• Kostengünstige Beschaffung von Roboterbausätzen• Vermittlung von wissenschaftlichen Betreuern • Vermittlung von Kontakten zu Hochschulen

• Das bietet der VDMA:• Vermittlung von Firmenpatenschaften• Vermittlung von Firmen-Sponsoring für Roboterbausätze• Vermittlung von Firmenkontakten

Information und Kontakte

• The Cool Science Institute: www.tcsi.de• RoboCup: www.robocup.org• Kontakt TCSI:

• Dr. Gerhard KraetzschmarThe Cool Science Institutec/o Universität Ulm, Abteilung NeuroinformatikJames-Franck-Ring, D-89069 UlmFon: 0731-50-24155 Fax: 0731-50-24156Net: gkk@tcsi.deWeb: www.tcsi.de

• Kontakt VDMA:• Patrick Schwarzkopf

Forum Fabrikautomation im VDMALyoner Straße 18, 60528 Frankfurt am MainFon: 069-6603-1470 Fax: 069-6603-1689Net: patrick.schwarzkopf@vdma.orgWeb: www.vdma.org/fabrikautomation

Anhang

• Kurzinfo zum RoboCup• viele schöne Roboter aus einem Mindstorm Kurs• Bilder der Roboterkatze RoboTiger-3

Die RoboCup Initiative

• Eine neue, langfristige Herausforderung:• Können wir ein Team von humanoiden Robotern

konstruieren und programmieren, welches in einem nach den Regeln der FIFA durchgeführten Fußballspiel den amtierenden Weltmeister schlägt?

• Fußballspielen mit Robotern• Interdisziplinarität

• Robotik• Künstliche Intelligenz• Neuroinformatik• embedded systems, verteilte Systeme, ...• Materialwissenschaften• Kognitionswissenschaft

Impressionen vom RoboCup

Battery

• Johann-Schöner-Gymnasium, Karlstadt• gebaut von Schülern der 7. Klasse

Billy

• Johann-Schöner-Gymnasium, Karlstadt• gebaut von Schülern der 7. Klasse

Dagon

• Johann-Schöner-Gymnasium, Karlstadt• gebaut von Schülern der 7. Klasse

Friendly

• Johann-Schöner-Gymnasium, Karlstadt• gebaut von Schülern der 7. Klasse

Homer and Marge

• Johann-Schöner-Gymnasium, Karlstadt• gebaut von Schülern der 7. Klasse

Panzerknacker

• Johann-Schöner-Gymnasium, Karlstadt• gebaut von Schülern der 7. Klasse

Polyphem

• Johann-Schöner-Gymnasium, Karlstadt• gebaut von Schülern der 7. Klasse

Sammy

• Johann-Schöner-Gymnasium, Karlstadt• gebaut von Schülern der 7. Klasse

Vegi

• Johann-Schöner-Gymnasium, Karlstadt• gebaut von Schülern der 7. Klasse

Ziegelstein

• Johann-Schöner-Gymnasium, Karlstadt• gebaut von Schülern der 7. Klasse

Die Roboterkatze RoboTiger-3

• Illertal-Gymnasium Vöhringen• gebaut von Florian Schrapp (Facharbeit)• Regionalsieger bei Jugend forscht

The RoboTiger's Brain

Gelenk von RoboTiger-3

The RoboTiger ready to go ...

The RoboTiger walking ...