02.06.2016

TGM-Schüler bringen Roboter das Schwimmen bei

Tauchroboter in der Schule

Noch schwimmt er nur in der Plastikwanne, aber wenn er groß ist, erforscht er vielleicht die Ozeane: „Shark“, der selbst gebaute Tauchroboter des TGM in Wien. Schülerinnen und Schüler werden im Sommer mit dem kleinen U-Boot arbeiten und die Programmierung einfacher machen. Denn 2017 wird Shark bei einem Wettbewerb in Bulgarien wortwörtlich „auftauchen“.

Schwarz, gedrungen, mit einer bösen Haifisch-Rückenflosse: In einem Schwimmbad könnte Shark, auch wenn er nur 30 Zentimeter misst, durchaus Panik auslösen. Doch für solche Scherze ist der Unterwasser-Roboter viel zu wertvoll. Denn es handelt sich bei ihm um einen echten Roboter: Er erhält seine Befehle und bewegt sich dann selbstständig, ohne Fernsteuerung. Die würde unter Wasser auch gar nicht funktionieren. Das kleine U-Boot kann vorwärts und rückwärts fahren, Kurven drehen und vor allem in die Tiefe tauchen. Die Selbstständigkeit steckt bei ihm schon im Namen: Shark steht als Abkürzung für „Submarine Hydrodynamic Autonomous Robotics Kit“.

Das Spiel mit dem Tauchboot hat einen ernsten Hintergrund: Shark und seine Nachfolger sollen einmal bei der Erforschung der Meere helfen und dem Umweltschutz dienen. Solche Roboter können unter Wasser Fotos aufnehmen, die Wasserqualität messen oder Proben aus der Tiefe an die Oberfläche bringen. Shark besitzt bereits eine Kamera und einen Infrarot-Sensor.

Bauteile aus dem 3D-Drucker

Das Modell ist so entwickelt, dass es von Schülern oder Wissenschaftlern sehr einfach und billig nachgebaut werden kann. Das Gehäuse entstand im 3D-Drucker und erforderte einen Materialaufwand von sechzig Euro. Die restlichen Bauteile samt Mikroprozessor kosteten etwa hundert Euro. Kleine Schiffsschrauben bekommt man im Modellbau-Geschäft. Und die Wassertanks, die das U-Boot zum Abtauchen braucht, findet man in der Apotheke – die sind nämlich eigentlich dicke Injektionsspritzen für Pferde…

Die heimatliche „Werft“ von Shark ist PRIA, das Practical Robotics Institute Austria am TGM. „Mit dem autonomen U-Boot möchten wir Jugendliche für die Robotik begeistern“, erklärt Gottfried Koppensteiner, Leiter von PRIA. „Ein Tauch-Roboter bewegt sich ganz anders als ein Landfahrzeug und stellt die Schüler vor neue Herausforderungen. Bisher haben wir uns mit fahrenden und fliegenden Robotern beschäftigt, nun erobern wir auch das Wasser.“

Koppensteiner setzt das U-Boot im Unterricht ein und lässt im Sommer vier junge Ferialpraktikanten an der Programmierung arbeiten. Die Steuerung muss einfacher und sicherer werden, automatische Sperren sollen verhindern, dass die Wassertanks überdehnt werden könnten und das Gefährt zerstören. Außerdem sollen die Schüler Regeln für Wettbewerbe ausarbeiten – die gibt es für Tauchroboter bisher noch nicht, das Wasser ist ein ganz neues Gebiet.

Nächstes Jahr wird Shark sein Können bei einem europäischen Roboter-Wettbewerb in Bulgarien zeigen. Ein Schüler-Team des TGM fährt nach Sofia und tritt mit dem intelligenten U-Boot an. Bei diesem Wettbewerb müssen Roboter bestimmte Aufgaben selbstständig lösen, nun erstmals auch im nassen Element. Die Bewerbe laufen im Rahmen von ECER, einer europäischen Robotik-Konferenz für Schüler. Die Veranstaltung wird ebenfalls von PRIA organisiert und fand bisher immer in Österreich statt. 2017 wagt man zum ersten Mal den Sprung ins Ausland.

Über das TGM

TGM – Die Schule der Technik – ist mit rund 2.600 Schülern und 310 Lehrern die größte HTL Wiens und eine der ältesten Österreichs. Die Versuchsanstalt des TGM übernimmt Forschungsprojekte und Prüfaufgaben im Auftrag der Wirtschaft und arbeitet an innovativen Entwicklungen mit. Die Ausbildungen umfassen Elektronik und Technische Informatik, Elektrotechnik, IT, Maschinenbau, Wirtschaftsingenieur, Biomedizin- und Gesundheitstechnik sowie Kunststofftechnik mit dem neuen Ausbildungsfokus Biopolymere und Umwelttechnik. Absolventen sind im Verband der Technologinnen und Technologen weltweit vernetzt.
www.tgm.ac.at