Unser Aufräumroboter

Darian Spies und Fabian Specht

 

Darian Spies und Fabian Specht, Stefan-George-Gymnasium Bingen, mit dem Aufräumroboter Version 1

Foto: Christine Tscherner

 

„Hast du schon dein Zimmer aufgeräumt?“ Diese im Grunde doch eher nervige aber bei Eltern irgendwie sehr beliebte Frage können wir inzwischen locker mit „Ja“ beantworten. Zu verdanken haben wir dies unserer Mathematiklehrerin am Stefan-George-Gymnasium in Bingen, Hellen Ossmann. Als Leiterin des Regionalwettbewerbs „Jugend forscht“ hat sie uns animiert beim Wettbewerb „Jugend Forscht“ mitzumachen. Klar, dass wir 2014 beim Regionalwettbewerb an der Fachhochschule in Bingen auch dabei sein wollten um zu sehen, ob unsere Ideen verwirklicht werden können.

Die Idee zu unserem Projekt für das Fachgebiet Technik beim Wettbewerb „Schüler experimentieren“ fiel dabei nicht vom Himmel, nein – sie kam uns buchstäblich beim Aufräumen unserer Zimmer. Wie cool wäre es doch, nur einen Knopf zu drücken und sich dann schwupps mit den Worten „Fertig mit Aufräumen, gehe jetzt Fußball spielen“ verabschieden zu können. Genau – wir bauen einen Roboter der uns das Aufräumen erleichtert, einen Aufräumroboter!

Unsere Ansprüche an diesen Roboter waren schon recht hoch. Er soll für uns aufräumen, ohne dass wir ihm dabei helfen müssen. Dazu haben wir unseren Prototyp mit einem programmierbaren Legostein ausgestattet. Zum Aufheben der Gegenstände kommt noch ein Greifarm dazu. Damit sich die Maschine auch fortbewegen kann, haben wir außerdem zwei Motoren montiert.

Für die Aufräumbefehle haben wir zwei Programme erstellt. Mit dem ersten sucht der Roboter den Gegenstand auf und wir können ihn per iPad mit Hilfe der Software „Comander“ steuern. Das andere Programm wurde so programmiert, dass der Roboter einen Gegenstand aufsucht und ihn je nach Farbe an seinen Platz bringt.

Damit unser Roboter die Gegenstände überhaupt aufspüren kann, haben wir einen Infrarotsensor angebracht. Um zu vermeiden, dass der Greifmotor durchdreht, haben wir am Greifarm Berührungssensoren befestigt, die mit dem Auftreffen auf das Objekt einen Stopp-Befehl an den Motor senden.

Den für das zweite Programm notwendigen Farbsensor haben wir zwischen den beiden Armen des Greifarms angebracht. Da unser erster Prototyp nur etwa 70 Gramm tragen konnte, modifizierten wir diesen entsprechend. Die neue Maschine ist nun simpler aber stärker. Sie benötigt nur drei statt vier Motoren und kann nun etwa 120 Gramm anheben. In der Praxis dreht sich unser zweiter Prototyp anfangs in bestimmten Abschnitten so lange, bis der Infrarotsensor in einer Distanz von 30 Zentimetern oder darunter etwas erfasst. Nach der Erfassung fährt der Aufräumroboter zunächst auf den Gegenstand zu. Schließlich erkennt der Farbsensor die Farbe des Objektes, greift es auf und fährt es dorthin zur Ablage, wo die Gegenstände dieser Farbkennung hingehören. Dann fährt der Aufräumroboter zurück und sucht weiter. Um auch auf unebenem Boden wie Teppichen voranzukommen, fährt unsere zweite Version übrigens auf Gummiketten.

 

Anmerkung der Redaktion:

Der Regionalwettbewerb findet seit fünf Jahren an der FH Bingen statt, die auch als Patenfirma den Regionalwettbewerb ausrichtet. Er teilt sich auf in den Wettbewerb „Schüler experimentieren“ für Schüler bis 14 Jahre sowie die Altersstufe „Jugend forscht“ von 15 bis 21 Jahren.

Fabian Specht wurde 2002 geboren und wohnt in Bingen am Rhein. Darian Spies, ebenfalls wohnhaft in Bingen am Rhein, ist Jahrgang 2001.

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