Redaktion
24.11.2005

LEGO-Roboter und -Software

Ob Algorithmik und Robotik im Informatikunterricht, Messwerterfassung in der Physik oder fächerverbindende Unterrichtsprojekte zwischen Kunst, Informatik und Physik - der RCX-Baustein von LEGO ist vielseitig verwendbar.
 

Am Massachusetts Institute of Technology (MIT) wurden in Kooperation mit LEGO von Seymour A. Pappert die Mindstorms Roboter entwickelt. Das Herz (und das Hirn) dieser Roboter bildet der programmierbare RCX-Baustein ("Robotics Command Explorer"), ein in einem LEGO-Stein eingebetteter Mini-Computer. Der Prozessor kann durch entsprechende Software am Rechner programmiert und das Programm durch eine Infrarot-Schnittstelle an den Baustein übermittelt werden. An den Baustein können Sensoren und Motoren angeschlossen werden, die es ermöglichen, einen beweglichen, selbstgesteuerten Roboter zu entwerfen. Ergebnisse oder Fehler bei der Programmierung des Roboters werden durch den einfachen, praktischen Test sofort sichtbar.

Technischen Grundlagen

Robotics Command Explorer (RCX)

Das Prinzip von LEGO-Steinen ist allen Kindern bekannt. Viele besitzen selbst LEGO-Steine oder haben zumindest schon einmal bei Freundinnen oder Freunden damit gespielt. Die Anwendung ist einfach und ohne zusätzliches Werkzeug möglich. Das Herzstück des LEGO Mindstorms Systems ist der so genannte Robotics Command Explorer (RCX). Der RCX ist eigentlich ein überdimensionaler LEGO-Stein mit besonderem Inhalt (Abb. 1, Platzhalter bitte anklicken). Er besitzt drei Ein- und drei Ausgänge zum Anschluss von Licht- und Berührungssensoren sowie von zwei Hochleistungsmotoren und wird von sechs Batterien versorgt.

 
 

Robotics Invention System (RIS)

Das Robotics Invention System 2.0 ist das LEGO Mindstorms Standardpaket für zu Hause zum Bauen und Programmieren von unzähligen spannenden LEGO Robotern. Das Set enthält alle wichtigen Hardwarekomponenten und eine einfache grafische Programmiersoftware (Abb. 2), die keine Vorkenntnisse erfordert. Grafische Symbole machen es den Schülerinnen und Schülern leicht, einen Programmablauf zusammenzustellen.

 

LEGO Mindstorms für Schulen

LEGO Educational Division ist die pädagogische Tochter der LEGO Gruppe und stellt spezielle LEGO Mindstorms Sets für Schulen her, die über Landespartner vertrieben werden (zum Beispiel LPE Technische Medien GmbH). Die LEGO Schulbaukästen sind speziell auf die Bedürfnisse an Schulen, Themenschwerpunkte und Lehrplaninhalte abgestimmt und werden in verschieden Versionen angeboten, so zum Beispiel das Robotik Grundlagen Set oder das meistverwendete LEGO Mindstorms Erfinder Set 2. Das LEGO Mindstorms System wird im technisch-naturwissenschaftlichen Unterricht, in der Informatik, in fächerübergreifenden Projekten, im Rahmen von Roboter AGs oder von Wettbewerben bereits in weit über 1.000 Schulen in Deutschland eingesetzt.

Robolab-Software

Für den Schuleinsatz empfiehlt sich der Einsatz der grafischen Programmiersoftware Robolab. Auf insgesamt acht differenzierten Schwierigkeitsstufen können Schülerinnen und Schüler ihre Roboter Programmieren. Neben den beiden Programmierebenen Pilot und Inventor steht mit der Investigator-Oberfläche ein Werkzeug zu Verfügung, mit dem der RCX-Baustein als Datenlogger eingesetzt werden kann. Damit können Messdaten erfasst, dargestellt, interpretiert und präsentiert werden (Abb. 3).

 

Freie Programmierung

Neben der grafischen Programmierung mithilfe der RIS-Software oder Robolab-Oberfläche, die keine Vorkenntnisse erfordert, ist auch eine anspruchsvolle Programmierung mit formalen Programmiersprachen möglich. Mit Java, Delphi, Visual Basic, NQC, C oder C++ usw. lassen sich Programmierungen bis zum Hochschulniveau durchführen.

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