Sechsbeinige Roboter überwinden Hindernisse im Rekordtempo

Es ging um Bestzeiten beim Geradeauslaufen, beim Ausweichen und Steuern um Hindernisse und beim Überwinden von Hindernissen bis zu einer Höhe von 72 Millimeter. Drei Teams, alle zusammengesetzt mit Ingenieurinformatik-Studierenden im dritten Semester, traten gegeneinander an. Team 1 konnte sich schließlich mit einer Gesamtzeit von exakt 79 Sekunden vor den anderen Teams mit respektablen 82,3 und 87,8 Sekunden durchsetzen. Als Preise lockten für alle Teams Urkunden und für den Sieger zusätzlich zwei Kästen Bier. Zum Gewinner-Team gehören Marc Abel, Eike Hake, Nenad Jankovic, Daniel Wendorff, Tobias Kleffmann, Marc Mesloh, Riccardo Thonke, Brendon-Conor Kues, Carsten Potthoff, Friedrich Schiemann, Sven Meinking und Christian Hagedorn.

Zum ersten Mal hatte Prof. Dr. Axel Schneider vom Fachbereich Ingenieurwissenschaften und Mathematik - IuM - seine Studierenden am vergangenen Freitag zum "FH Bielefeld-Hexapod-Walking-Challenge" eingeladen. Sie sollten ihr Können in der angewandten Programmierung von eingebetteten Laufrobotersystemen unter Beweis stellen. Die konkrete Aufgabe: einen sechsbeinigen Laufroboter, aufbauend auf netzwerkfähigen Servomotoren eines koreanischen Herstellers, so zu programmieren, dass er nach einem Semester auf die schnellste Art und Weise diverse Parcours mit verschiedenen Hindernissen überwinden konnte. Schneider: "Die Verwendung eines sechsbeinigen Roboters stellt die Studierenden vor besondere Herausforderungen, gilt es doch, sechs mal drei Antriebe gleichzeitig und koordiniert anzusteuern."

Um diese Aufgabenstellung überhaupt bewältigen zu können, bildeten sich pro Team insgesamt vier Untergruppen. Jede Untergruppe musste ein Teilproblem lösen und der im Sinne der Aufgabenstellung nächst "höheren" Gruppe die Teillösung als Produkt zur Verfügung stellen. So musste die Untergruppe Servokommunikation (COM) die gesamte Kommunikation für die Antriebe über eine virtuelle serielle Schnittstelle objektorientiert implementieren und eine Gelenkantriebsklasse zur Verfügung stellen.

Die nächste Untergruppe, verantwortlich für Vorwärts- und inverse Kinematik der Beine (LEG), griff diese Klasse auf und erzeugte eine Klasse "Einzelbein", die für die Umrechnung von Gelenkwinkeländerungen in Beinbewegungen und umgekehrt verwendet wurde. Diese Beinklasse wurde schließlich von der Untergruppe zur Erzeugung der Laufstrategie (ROB) verwendet, um basales Laufen in einer tripoden Gangart - immer drei Beine am Boden und drei in der Luft - zu erzeugen.

Parallel dazu arbeiteten zwei weitere Untergruppen an der Fernsteuerung des Roboters via WLAN über einen Laptop und ein Android-Endgerät (GUI/TCP/Android). Informatiker Schneider: "Neben Softwarearbeiten wurden auch verschiedene Hardwarearbeiten zur Integration eines Raspberry PI-Einplatinencomputers auf den Roboter durchgeführt. Aufbauend auf vorhergehende Semester fand in diesem Projekt die Programmiersprache Python Anwendung." Betreut wurden die Teams sowohl von Professor Axel Schneider als auch Dipl.-Ing. Manfred Fingberg vom Labor für Angewandte Informatik und Mathematik.

Die Studierenden und ihre Betreuer hätten nicht nur viel Spaß beim Wettbewerb, sondern auch im Vorfeld bei der Umsetzung des Projekts gehabt, so Schneider. Auf der einen Seite hätten sie sich über das selbstverantwortliche Arbeiten innerhalb des Projektes und auch über das praktische Anwenden und Umsetzen des bereits Erlernten gefreut, auf der anderen Seite aber auch über die Projekt- und Zeitmanagementanteile. "Es hat uns sehr motiviert, eigenständig und eigenverantwortlich zu arbeiten und unsere Aufgaben flexibel einzuteilen", ließ das Siegerteam verlauten. Aus Sicht von Professor Schneider konnten die angestrebten Lernziele wie Arbeiten im Team, Lerninhaltsvertiefung im Bereich hardwarenaher Softwareentwicklung und das Anwenden auf ein reales Objekt erfolgreich umgesetzt und vermittelt werden.

Die Hexapod-Walking-Challenge soll nun regelmäßig am Fachbereich IuM ausgetragen werden. Alle Interessierten, die es dieses Mal nicht zum Wettbewerb geschafft haben, können auf der Computermesse CeBit vom 10. bis 14. März in Hannover das Robotersystem sowie die Leistungen der Studierenden kennenlernen. Studierende aller Teams werden drei Tage lang vor Ort ihr System vorstellen.