Erweiterung des Kursangebotes: Mobile Autonome Roboter

Das neue Grundkursangebot „Mobile Autonome Roboter“ mit dem englischen Arbeitstitel „smart robotics“ soll als weiterer hochaktueller Baustein die Kompetenzen aus der Beruflichkeit in unsere gymnasiale Oberstufe bringen.

Die Schülerinnen und Schüler sollen ab dem Schuljahr 2019/20  in mehrfacher Hinsicht auf eine durch autonome Systeme geprägte Zukunft im Sinne von Industrie 4.0 vorbereitet und zu weiterführenden Studien- bzw. Ausbildungsgängen im Bereich der angewandten Informatik (Robotik und Automation) ermuntert und ermutigt werden.

Roboter und Automation als Anwendungsbereiche der technischen Informatik sind für Industrie 4.0 Schlüsselelemente, um mit neuen Produktionsmethoden Antworten auf Fragen der Industrieautomatisierung (Individualisierung, Ressourceneffizienz und schnelle Verfügbarkeit) zu geben. Die Anwendungen sind dabei nicht auf Industrie-Automatisierung beschränkt, sondern umfassen auch Pflegeroboter, autonomes Fahren und Roboter für das tägliche Leben.

Die Forschung im Bereich der autonomen Bewegung und im Bereich des autonomen Fahrens beschleunigt die Entwicklung von Industrie 4.0 insgesamt. Standen in der Industrierobotik bislang Kriterien wie Wiederholgenauigkeit, Kraft und Schnelligkeit im Mittelpunkt, sind nun Flexibilität, Anpassungsfähigkeit und Selbstständigkeit gefordert. Anstelle einprogrammierter Befehlsfolgen für die Lösung ein und desselben Problems werden dem Roboter nun nur Regeln vorgegeben, mit denen er die ihm gestellten Aufgaben autonom lösen kann. Die Grundlage dafür, dass der Roboter selbstständig seine Handlungen in Echtzeit planen kann, bildet seine Wahrnehmung mittels Sensoren, zum Beispiel mit Kameras, Triangulationssensoren, Laserscannern oder Ultraschall- und Infrarot-Entfernungsmessgeräten. Um sich in einer ihm unbekannten Umgebung zurechtzufinden, erkundet der mobile Roboter zunächst seine Umwelt und legt das Wissen, das er während seiner Bewegungen erwirbt, in einer Art elektronischen Karte ab. Mit dieser Karte kann der mobile Roboter anschließend seinen optimalen Pfad planen.

Das Neue an dieser Form der Robotik liegt also darin, dass der Roboter eine vorgegebene Aufgabe autonom löst und selbstständig Entscheidungen treffen kann. Der Roboter kann folglich – mithilfe seines internen Weltbildes – auf wechselnde Anforderungen und Problemstellungen seiner dynamischen Umwelt reagieren und sein Verhalten dementsprechend anpassen – ohne Änderungen von außen am softwaretechnischen System.

Bei einem Interview im Jahr 2017 unterstrich die Bundeskanzlerin Angela Merkel den zu erwartenden gesellschaftlichen Wandel durch beispielsweise autonomes Fahren. Ihrer Meinung nach werden wir im Jahr 2037 „nur noch mit Sondererlaubnis selbstständig Auto fahren dürfen.“ 

Den Schülerinnen und Schülern die technologischen Hintergründe dieser interdisziplinären Automation nicht nur aufzuzeigen, sondern sie vielmehr in projektform zu befähigen solche autonomen mobilen Systeme im Sinne von Industrie 4.0 auch selbst zu planen, zu entwerfen und deren gesellschaftlichen Einfluss abzuschätzen, ist das Ziel unseres Kurses MAR.

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