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Der große brickobotik-Wettbewerbsguide

Jana Burczyk — Wed, 06 Oct 2021 09:24:28 +0000

Hier auf dem Blog berichten wir euch häufig von Wettbewerben rund um MINT-Themen. Wenn du dich dabei immer gefragt hast, ob dieser oder jener Wettbewerb auch etwas für dich wäre, dann ist unser Wettbewerbsguide genau das Richtige für dich! Wir geben in diesem Artikel einen Überblick über die wichtigsten Drohnen-, Robotik- und Informatikwettbewerbe. Die Liste ist natürlich nicht vollständig und wir werden sie nach und nach erweitern. Wenn euch Wettbewerbe fehlen, dann hinterlasst doch gern einen Kommentar oder schickt uns eine Nachricht und wir werden versuchen, eure Vorschläge mit aufzunehmen.

Um eine erste Idee zu bekommen, welcher Wettbewerb der richtige für dich ist, kannst du unseren kleinen Test im Bild unten absolvieren. Alle Wettbewerbe, die dort aufgeführt sind, findest du weiter unten ausführlich beschrieben. In der Grafik steht außerdem, welche Altersgruppe am jeweiligen Wettbewerb teilnehmen darf.

Drohnen – Wettkämpfe aus der Vogelperspektive

Drohnen finden im Hobby- und Profibereich immer mehr Fans. Ein paar Kleinigkeiten gilt es aber zu beachten, bevor auch du durchstarten kannst: Nach dem neuen EU-Gesetz ist es ohne spezielle Zulassungen als „offener“ Betrieb erlaubt, Drohnen mit einem Gewicht bis zu 25 Kilogramm in Sichtweite bis maximal 120 Meter Höhe zu fliegen, solange keine gefährlichen Gegenstände transportiert oder abgeworfen werden. Je nach Drohne muss man sich aber registrieren. Hierbei erhalten Pilot*innen eine Registriernummer, die auf allen benutzten Drohnen sichtbar angebracht sein muss. Lasst euch dazu am besten im Fachhandel beraten. Über Krankenhäusern, Wohngrundstücken oder Naturschutzgebieten darf generell nicht geflogen werden.

Drone Racing Series/Multi GP

Bei Drohnenrennen steuern Pilot*innen ihre Copter aus der sogenannten First Person View – einer Perspektive, als wären die Pilot*innen an Board ihrer Fluggeräte. Daher wird die Wettkampfart auch FPV-Racing genannt. Das Ganze funktioniert über VR-Brillen, die die Copter-Pilot*innen aufsetzen. Echtzeit-Videoaufnahmen von den Kameras an Bord der Drohnen werden während des Rennens auf die VR-Brillen übertragen.
Die Drohnen müssen bei den Rennen durch einen Parcours gesteuert werden, bei dem Tore durchquert, Hindernisse um- und/oder Tunnel durchflogen werden müssen. Je nach Veranstaltung gibt es verschiedene Durchgänge beziehungsweise Läufe, sogenannte Heats, von denen einer oder mehrere in die Wertung eingehen. Wer den schnellsten Durchgang fliegt, gewinnt.

Unter dem Mantel des Deutschen Modellflieger Verbands e.V. (DMFV) wurde die Drone Racing Series ins Leben gerufen. Hierbei gilt ein gemeinschaftliches Regelwerk. Wettbewerbe können innerhalb eines Liga Systems, der Multi GP, ausgetragen werden oder einfach nur zum Spaß.
Die Multi GP ist ein Ligasystem mit Drohnen-Sportgruppen, den sogenannten Chapters. Diese Chapters durchlaufen drei Ränge, die Tiers (Tier 1 – Tier 3). Diese sind abhängig von der Chaptergröße sowie der allgemeinen Renn- und Wettbewerbserfahrung. Dazu gehört auch, selbst Rennen auszurichten. Bei der Multi GP werden in der jeweiligen Wettkampfsaison sogenannte Qualifikationsrennen sowie ein Finalrennen ausgetragen. Die Saison entspricht dem jeweiligen Kalenderjahr. Bei den Rennen können sich Pilot*innen für die Multi GP Championships qualifizieren. Hierbei treten Drohnenpilot*innen aus der ganzen Welt gegeneinander an. Die Championships werden jährlich in den USA ausgetragen.

In Nordrhein-Westfalen gibt es zwei Chapter: „Top Dog Homeland Racing Team“ aus Siegen und „FPVision“ aus Münster. Ihr könnt aber auch euer eigenes Chapter starten!

Da das Regelwerk mit dem der Multi GP vergleichbar ist, können die Ergebnisse der Qualifikationsrennen auch in der Wertung des internationalen Luftfahrt Sportverbands, der Fédération Aéronautique Internationale (FAI) anerkannt werden. Dadurch können sich Teilnehmer*innen auch für die Nationalmannschaft qualifizieren und bei einer Weltmeisterschaft gegen andere Nationalteams antreten. Außerdem wird über diese Ergebnisse der*die offizielle*r Deutsche Meister*in ermittelt.

Wichtig: Für Starts bei FAI-Wettbewerben muss eine FAI-Lizenz vorliegen. Diese muss jährlich neu beantragt werden. Außerdem muss eine Mitgliedschaft im Deutschen Aero Club e. V. beziehungsweise im DMFV bestehen.

Drohnen Fotowettbewerbe

Wer gerne fotografiert, kann dieses Hobby auch mit Drohne ausleben. Wir haben euch schon den Drohnen Fotowettbewerb vorgestellt, bei dem ihr auch FPV-Videos einreichen könnt. Daneben gibt es aber auch die Drone Photo Awards oder auch die Comedy Wildlife Photograpy Awards und viele weitere. In Nordrhein-Westfalen werden beispielsweise noch bis August 2022 Bilder für den NRW-Fotokalender gesucht. Die Augen offen zu halten lohnt sich! Achtung: Bei den meisten Wettbewerben müsst ihr euch anmelden, um eure Fotos oder Videoaufnahmen einreichen zu können.

Robotik – Kreative Lösungsansätze gesucht

Bei Roboter-Wettbewerben kommen sowohl Tüftler*innen als auch Robotersport-Fans auf ihre Kosten. Neben Schulteams können sich auch private Gruppen für die Wettbewerbe anmelden. In der Regel bestehen die Teams aus einem*r Betreuer*in und mehreren Teilnehmer*innen.

Die FIRST® LEGO® League (FLL)

FLL Explore

Das Programm für Einsteiger*innen bei der FIRST® LEGO® League heißt Explore. Bei Explore steht der Spaß am Entwickeln von Robotermodellen im Fokus. Zugelassen sind entweder der LEGO® Education WeDo oder das WeDo 2.0 Roboter-Set (das kann von erstmalig angemeldeten Teams auch ausgeliehen werden). Unter bestimmten Bedingungen können auch LEGO® Mindstorms® EV3 oder SPIKE™ Prime Roboter-Sets verwendet werden. Die Teamprojekte werden auf Ausstellungen anderen FLL-Explore-Teams vorgestellt.

Eine Saison startet im April mit der Eröffnung des Anmeldezeitraums. Zeitnah wird auch das jeweilige Saisonthema veröffentlicht. Ab Anfang August werden die Teamdokumente und sogenannte Motivations-Sets (mit LEGO®-Steinen, Grundplatten, Figuren und Anleitungen) verschickt. Die Aufgabenveröffentlichung findet ebenfalls im August statt. Bis spätestens vier Wochen vor der Ausstellung, an der ein Team teilnehmen möchte, ist eine Anmeldung möglich. Zwischen Dezember und Mai finden die Ausstellungen der aktuellen Saison statt. Im internen Team-Bereich auf der FLL-Website können Betreuer*innen alle Infos einsehen. Für zusätzlichen Knobelspaß sorgt bei der FLL die Off-Season-Challenge.

FLL Challenge

Die FLL Challenge ist die große Schwester von FLL Explore. Wie der Name bereits vermuten lässt, geht es hier um den Wettkampf mit anderen Teams. Zum Einsatz kommen LEGO® Mindstorms® EV3 oder SPIKE™ Prime Roboter-Sets. Alle Teams treten in vier Kategorien gegeneinander an: Robot-Game, Forschung, Roboterdesign und in der Kategorie Grundwerte, bei der die Jury darauf achtet, wie sich die Teams unter- und miteinander verhalten – denn Sportsgeist, gegenseitige Rücksicht und Inklusion gehören zu den Grundwerten der FLL Challenge. Es werden Pokale sowohl in den jeweiligen Kategorien vergeben als auch ein Gesamtsieger gekürt.

In der Kategorie Robot-Game müssen programmierte Roboter auf einem vorgegebenen Spielfeld innerhalb von zweieinhalb Minuten so viele Aufgaben wie möglich lösen. Bei Forschung geht es darum, sich zum jeweiligen Saisonthema eine Problemstellung zu suchen und Lösungsideen dafür zu entwickeln. Diese werden am Wettbewerbstag einer Jury präsentiert. Anschließend stellen die Teams der Jury ihren Roboter vor. Dieser soll möglichst innovativ und robust, selbst gebaut und programmiert sein. Das Roboterdesign wird dabei in einer eigenen Kategorie gewertet. Auch der Entwicklungsprozess fließt in die Bewertung mit ein.

Der Anmeldezeitraum für Teams ist von April bis Oktober. Im Frühjahr wird das Thema der Saison veröffentlicht. Im August werden die Aufgaben für das Robot-Game bekanntgegeben und die Teams erfahren, wie der Forschungsauftrag lautet. Zwischen Dezember und Februar finden die Regionalwettbewerbe statt. Die besten Teams aus den regionalen Wettbewerben kämpfen in einem Qualifikationswettbewerb um den Einzug ins Finale für ganz Deutschland, Österreich und die Schweiz, das im März ausgetragen wird. Auch bei der FLL Challenge wird eine Off-Season-Challenge angeboten.

Die World Robot Olympiad (WRO)

WRO Starter-Programm

Bei dem neuen Starter-Programm der WRO handelt es sich um eine Parcours-Aufgabe, bei der ein programmierter Roboter auf einem vorgegebenen Spielfeld Aufgaben lösen muss. Hierbei können Teams einen beliebigen Roboter verwenden. Am Starter-Programm können alle Kinder und Jugendlichen von 8-19 Jahren teilnehmen und erste Robotererfahrungen sammeln. Das Starter-Programm wird weiterhin nur bei regionalen Wettbewerben angeboten. Der Anmeldezeitraum läuft von November bis März (für 2022 startet der Anmeldezeitraum beispielsweise am 5. November). Auch das Oberthema der Saison wird im November veröffentlicht. Ab Mitte Mai finden die verschiedenen Regionalwettbewerbe statt.

Über die WRO haben wir bereits häufiger auf unserem Blog berichtet.

WRO Robo-Mission

Bei der Robo-Mission gilt es, einen Parcours auf einer etwa drei Quadratmeter großen Fläche zu absolvieren und vorgegebene Aufgaben zu lösen. Es dürfen nur LEGO®-Roboter eingesetzt werden. Die Roboter müssen am jeweiligen Wettbewerbstag neu zusammengebaut werden. Außerdem wird am Wettbewerbstag eine zusätzliche Überraschungsaufgabe gestellt. Es gibt drei Altersgruppen: Elementary (8-12), Junior (11-15) und Senior (14-19).

Eine Anmeldung ist von November bis Ende März möglich. Im November wird auch das jeweilige Thema der Saison bekanntgegeben. Am 15. Januar werden die Aufgaben für die Robo-Mission veröffentlicht. Ab Mitte Mai bis zum Beginn der Sommerferien finden regionale Wettkämpfe statt, bei denen sich Teams für das Deutschlandfinale qualifizieren können. Dieses findet im September statt. Teams, die sich hier durchsetzen, können am Weltfinale teilnehmen, das 2022 in Deutschland stattfinden wird.

Über die WRO haben wir bereits häufiger auf unserem Blog berichtet.

WRO Future Innovators

In der WRO-Kategorie Future Innovators arbeiten Teams an einem Robotermodell zum jeweiligen Thema der Saison und stellen es am Wettbewerbstag einer Jury vor. Im Fokus stehen besonders der Innovationswert des Modells und der Unternehmergeist, der hinter der Idee steht. Neben dem Modell an sich fließt auch der Entwicklungsprozess in die Bewertung ein. Die Teams müssen diesen Prozess daher dokumentieren. In der Kategorie sind alle Roboter und alle Materialien erlaubt. Es gibt drei Altersgruppen: Elementary (8-12), Junior (11-15) und Senior (14-19).

Eine Anmeldung ist von November bis Ende März möglich. Im November wird auch das jeweilige Thema der Saison bekanntgegeben. Am 15. Januar werden die Aufgaben für Future Innovators veröffentlicht. Ab Mitte Mai bis zum Beginn der Sommerferien finden regionale Wettkämpfe statt, bei denen sich Teams für das Deutschlandfinale qualifizieren können. Dieses findet im September statt. Teams, die sich hier durchsetzen, können am Weltfinale teilnehmen, das 2022 in Deutschland stattfinden wird.

Über die WRO haben wir bereits häufiger auf unserem Blog berichtet.

WRO RoboSports

Diese Kategorie richtet sich an Jugendliche im Alter von 11-19 Jahren. Bei RoboSports wird etwa alle drei bis vier Jahre die Sportart gewechselt. Ab der WRO-Saison 2022 wird Doppeltennis gespielt. Ziel ist es, Bälle auf die gegnerische Hälfte zu schlagen. Das Team mit den wenigsten Bällen auf der eigenen Hälfte gewinnt. Bei allen Sportarten schicken die Teams jeweils zwei Roboter gleichzeitig an den Start. Das Spielfeld ist vorgegeben. Es dürfen ausschließlich LEGO®-Roboter mit gegebenenfalls Erweiterungen wie einer Kamera zur Ballerkennung eingesetzt werden.

Eine Anmeldung ist von November bis Ende März möglich. Ab Mitte Mai bis zum Beginn der Sommerferien finden regionale Wettkämpfe statt, bei denen sich Teams für das Deutschlandfinale qualifizieren können. Dieses findet im September statt. Teams, die sich hier durchsetzen, können am Weltfinale teilnehmen, das 2022 in Deutschland stattfinden wird.

Über die WRO haben wir bereits häufiger auf unserem Blog berichtet.

WRO Future Engineers

Future Engineers ist die jüngste WRO Kategorie und wird zur Saison 2022 erstmalig stattfinden. Die Kategorie richtet sich an Jugendliche im Alter von 14-19 Jahren. Es gibt keinerlei Beschränkungen, welche Roboter, Controller oder zusätzliche Bauteile verwendet werden. Ziel ist es, im Team ein autonom fahrendes Roboterauto zu bauen, das mit einer Kamera Hindernisse, Kurven und Begrenzungen erkennt und einen zufällig zusammengestellten Parcours völlig selbstständig bewältigen kann. Es bringt Bonuspunkte, den Entwicklungsprozess zu dokumentieren. Dazu gehören Fotos, ein kurzes Video, die schematische Darstellung der elektronischen Komponenten und der Programmcode.

Über die WRO haben wir bereits häufiger auf unserem Blog berichtet.

Der Robocup Junior

Für den RoboCup Junior gibt es in Deutschland in verschiedenen Städten Qualifikationsturniere, bei denen jeweils etwas unterschiedliche Ligen vertreten sind. Eine Übersicht über die Standorte für 2022 findet ihr auf der Website des RoboCup Deutschland. Die Teilnahme an allen Ligen ist für Kinder und Jugendliche bis 19 Jahre in Teams mit max. 4 bzw 5 Mitgliedern möglich. Sie müssen einen bzw. mehrere Roboter konstruieren, die den Anforderungen entsprechen und die gestellte(n) Aufgabe(n) möglichst gut lösen.

Über die Planungen für die Saison 2022 haben wir euch hier auf dem Blog schon berichtet.

Soccer

Hier messen sich jeweils zwei Roboter aus zwei gegnerischen Teams mit einem maximalen Durchmesser von 22 cm im Fußball spielen. Die Roboter müssen sich autonom auf dem Spielfeld bewegen können und versuchen, den Ball ins Tor zu befördern. In der Lightweight League (LWL) sendet der Ball infrarotes Licht aus, sodass er von den Robotern mit Hilfe von Infrarot-Sensoren geortet werden kann. In der Open League gibt es dagegen kein Infrarot-Signal und die Roboter müssen den orangefarbenen Ball mit Farbsensoren bzw. Kameras finden.

Für Neulinge in der Soccer-Disziplin gibt außerdem zwei Einstiegsligen (Soccer 1-1 Standard Kit und Soccer 1-1 Open), in denen die Roboter jeweils nur 1:1 gegeneinander antreten.

Rescue

In dieser Kategorie werden Szenarios nachgestellt, in denen Roboter Katastrophenopfer finden und retten sollen. Dazu müssen sie sich autonom durch ein Spielfeld mit Hindernissen bewegen. In der Unterliga „Rescue Line“ folgt der Roboter einer schwarzen Linie auf einem hellen, ebenen Untergrund. Im „Rescue Maze“ dagegen muss der Roboter ein Labyrinth erkunden, in dem er sich auch über verschiedene Untergrundmaterialien bewegen muss, und darin möglichst viele Opfer aufspüren. Neu hinzugekommen ist hier außerdem die Kategorie „Rescue Simulation“, in der ein virtueller Roboter ein Labyrinth erkundet.

Auch hier gibt es zwei Einstiegsligen (Rescue Line Entry und Rescue Maze Entry) für Neulinge.

On Stage

In dieser Kategorie können die Teilnehmenden ihrer Fantasie freien Lauf lassen. Sie sollen eine Performance von 1 bis 2 Minuten entwickeln, in der sich ein oder mehrere Roboter autonom bewegen. Die Roboter stehen dabei zusammen mit einer oder mehrere Teammitgliedern auf der Bühne. Es können Kostüme entworfen, Theater gespielt, Musik genutzt werden und vieles mehr.

Informatik – Gedankensport für helle Köpfchen

In einer digitalisierten Welt werden Fähigkeiten in Informatik immer wichtiger. Es gibt deshalb einige Wettbewerbe, in denen es um das Lösen verschiedener Informatik-Aufgaben oder auch die Entwicklung eines eigenen Projektes geht – allen voran der Bundeswettbewerb Informatik (BwInf), der inzwischen weitere Ableger für Informatik-Einsteiger*innen hat.

BwInf-Wettbewerbe

Informatik-Biber

Der Informatik-Biber richtet sich an Informatik-Einsteiger*innen der Klassenstufen drei bis dreizehn und findet jährlich innerhalb von zwei Schulwochen im November statt. 2021 starten diese sogenannten Biber-Wochen am 8. November und enden am 19. November. Eine Teilnahme ist an jedem Tag innerhalb dieses Zeitfensters möglich. Teilnehmen können ganze Klassen, aber auch einzelne Schüler*innen. Lehrkräfte registrieren sich als Koordinator*in und können dann eine beliebige Zahl von Schüler*innen anmelden. Diese Anmeldung ist ab September möglich. Die Aufgaben dürfen sowohl einzeln als auch im Zweierteam gelöst werden. Je nach Klassenstufe müssen verschiedene Aufgaben innerhalb einer vorgegebenen Zeit gelöst werden. Bei den Aufgaben handelt es sich um Logikrätsel. Vorkenntnisse in der Informatik sind nicht nötig. Beispielaufgaben findest du auf der Website des Bundeswettbewerb Informatik. Um sich mit dem Online-System vertraut zu machen, wird der Schnupper-Biber angeboten.

Jugendwettbewerb Informatik

Beim Jugendwettbewerb Informatik geht es darum, einfache und anspruchsvollere Aufgaben in der Programmierumgebung „Blockly“ zu lösen. Der Wettbewerb richtet sich an Schüler*innen ab der Klassenstufe 5. Dabei handelt es sich allerdings nur um eine Empfehlung und es dürfen auch jüngere Schüler*innen teilnehmen. Interessierte Jugendliche können sich selbst für den Wettbewerb anmelden oder durch ihre Lehrkraft anmelden lassen. Der Wettbewerb besteht aus drei Runden. Die ersten beiden Runden erfolgen online. In der dritten Runde werden zwei Aufgaben gestellt. Diese gilt es mit eigenen Programmierwerkzeugen zuhause zu bearbeiten.

Auf der Website des Jugendwettbewerb Informatik werden Übungsaufgaben bereitgestellt, in denen sich Schüler*innen mit Blockly vertraut machen können. Dazu braucht man nur auf ein Themenfeld klicken und anschließend auf die weißen Buttons mit den leeren blauen Sternen. Außerdem gibt es Übungsaufgaben für die unterschiedlichen Klassenstufen.
Der Anmeldezeitraum startet im Januar. Die Teilnahme an der ersten und zweiten Runde erfolgt zwischen März und Mai. Alle, die die erste Runde absolvieren, dürfen auch an der zweiten Runde teilnehmen. Die dritte Runde beginnt im September. Hierfür müssen sich Teilnehmer*innen, die sich in den ersten beiden Runden durch das Erreichen einer Mindestpunktzahl qualifiziert haben, noch einmal gesondert registrieren. Das Onlinesystem erfordert eine Team-Teilnahme. Ein Team kann allerdings auch aus nur einer Person bestehen. Die Lösung für beide Aufgaben (s.o.) müssen bis zu einer vorgegebenen Deadline im November eingereicht werden.

Bundeswettbewerb Informatik

Der Bundeswettbewerb Informatik (BwInf) richtet sich an Informatik-Fans bis 21 Jahre. Er ist in drei Runden aufgeteilt. Nur in der ersten Runde ist eine Arbeit im Team möglich. Anmeldestart ist im September. Für die Teilnahme müsst ihr euch registrieren. Noch bis zum 22. November können Teilnehmer*innen der ersten Wettbewerbsrunde 2021 ihre Lösungen einreichen. Die zweite Runde findet von Anfang 2022 bis Ende April 2022 statt. Mitte September 2022 wird die dritte Wettbewerbsrunde ausgerichtet. Auf der Website des BwInf findet ihr Beispielaufgaben aus den letzten Jahren.

Über den Bundeswettbewerb Informatik haben wir bereits auf unserem Blog bereits berichtet.

Andere

Hackathons

Hackathons sind oft mehrtägige Treffen von Gleichgesinnten, die hier gemeinsame Ideen entwickeln, weiterdenken, programmieren und sich über ihre Projekte austauschen. Sie richten sich oft an eher ältere IT-Fans, die bereits studieren, eine Ausbildung machen oder im Berufsleben stehen. Wenn du dich für Hackathons interessierst, schau am besten auf den Veranstaltungsseiten von Universitäten und anderen IT-affinen Institutionen vorbei.

Die bunte Welt der MINT-Themen

Auch wenn wir bei brickobotik einen Fokus auf die Bereiche Informatik und Technik legen, haben wir trotzdem Bildung und Wettbewerbe aus dem ganzen MINT-Spektrum im Blick. Deshalb stellen wir euch in dieser Kategorie Wettbewerbe vor, die einen breiteren MINT-Ansatz verfolgen.

Jugend forscht

Jugend forscht ist ein Ideenwettbewerb. Daher gibt es keine vorgegebenen Aufgaben. Dieser Wettbewerb richtet sich generell an MINT-interessierte Schüler*innen, Auszubildende und Studierende zwischen 15 und 21 Jahren. Projekte für den Wettbewerb können zu allen MINT-Bereichen eingereicht werden. Der Wettbewerb ist dreistufig. Zunächst finden die jeweiligen Regionalwettbewerbe statt. Dort können Teilnehmer*innen sich für die Landeswettbewerbe ihrer Bundesländer qualifizieren. Bei den Landeswettbewerben kämpfen die Teilnehmer*innen schließlich um den Einzug ins bundesweite Finale.

Eine Wettbewerbsrunde beginnt im Juli. Im August startet die Themensuche und anschließend die Arbeit am Projekt, das bis Ende November online angemeldet wird. Naturwissenschaftliche Facharbeiten oder Arbeiten im Rahmen der „Besonderen Lernleistung“, die in der gymnasialen Oberstufe vieler Bundesländer angefertigt werden, können als Jugend-forscht-Projekte eingereicht werden (umgekehrt erkennen manche Schulen die Jugend-forscht-Projekte auch als solche Leistungen an, sofern ein bestimmtes Wettbewerbslevel erreicht wird). Im Dezember werden die Teilnehmer*innen zu den Regionalwettbewerben eingeladen. Eine schriftliche Ausarbeitung des Projekts muss im Januar abgegeben werden, bevor im Februar die Regionalwettbewerbe beginnen. Wer sich dort qualifiziert, tritt im März bei den Landeswettbewerben an. Im Mai folgt abschließend das Bundesfinale.

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Wettbewerbe im September und Oktober

Vera Straetmanns — Fri, 27 Aug 2021 08:37:38 +0000

Die Sommerferien in NRW und vielen anderen Bundesländern sind vorbei. Zeit, einen Blick auf spannende Wettbewerbe im September und Oktober zu werfen, die euch den Schulalltag versüßen können. 😉

ArcGIS Apps Wettbewerb

Esri Deutschland sucht im ArcGIS Apps Wettbewerb spannende Projekte, die in einer dem ArcGIS App Builder angelegt wurden. Das Motto des Wettbewerbs lautet „Lebensräume verstehen und schützen“. In den Apps kann man Pläne und Projekte anlegen, andere über Probleme informieren und vieles mehr. Teilnehmen können alle mit einem ArcGIS-Benutzungskonto. Als Preis winkt ein Jahresabo des Magazins National Geographic. Es gibt außerdem einen Sonderpreis für Schulen, der aus 300€ für die Klassenkasse besteht. Abgabefrist ist der 15. September. Alle wichtigen Infos zum Wettbewerb gibt es hier.

Esri Deutschland ist Anbieter für Geoinformationssysteme, Location Intelligence und kartenbasierte Digitallösungen. Sie bieten auch spannende Anwendungen für den Bildungsbereich an. Wir freuen uns deshalb sehr, mit esri zu kooperieren und euch bald entsprechende Workshops und Fortbildungen anbieten zu können!

Bundeswettbewerb Informatik

Wir haben euch bereits im Juni darauf hingewiesen und jetzt ist es soweit: Der 40. Bundeswettbewerb Informatik (BwInf) startet am 1. September. Bis zum 22. November habt ihr nun Zeit, um die Aufgaben der 1. Runde zu lösen. Teilnehmen können Jugendliche bis 21 Jahren, die noch kein Studium begonnen bzw. keine Berufsausbildung abgeschlossen haben. Zu gewinnen gibt es verschiedene Sach- und Geldpreise. Alle Infos gibt es auf den Seiten des BwInf.

CalliopEO Space Hack

Mit der Aktion CalliopEO ermöglicht das Team von Calliope mini zusammen mit dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) und der Ruhr-Universität Bochum Schüler*innen eine gedankliche Reise ins All. Dazu wird ein echter Calliope mini auf die Internationale Raumstation ISS geschickt. Im Space Hack können Schüler*innen bis zur 7. Klasse ihre selbst geschriebenen Programme auf die Raumstation schicken, die dann dort von den Astronaut*innen ausgeführt werden. Eingesandt werden können Ideen ab dem neuen Schuljahr, also ab Mitte September. Aktuelle Infos zu CalliopEO findet ihr auf der Website von Calliope.

Update

Inzwischen gibt es mehr Infos zum Space Hack: Einsendeschluss für die Programme, die auf der ISS getestet werden sollen, ist der 21.12.2021. Die Programme sollen an calliopeo@calliope.cc geschickt werden. Auf der Website des Space Hacks gibt es außerdem verschiedene Materialien, mit denen ihr die Grundlagen der Mikrocontroller-Programmierung lernen könnt, Online-Sessions für Lehrkräfte und mehr.

Klassen, die am CalliopEO Space Hack teilnehmen wollen, können außerdem einen Satz von 10 Calliope mini gewinnen. Dafür müsst ihr nur berichten, warum und mit welcher Idee ihr den Space Hack gewinnen wollt. Bewerben könnt ihr euch bis zum 1. Oktober hier.

FIRST® LEGO® League Challenge

In der letzten Woche wurden die Aufgaben für die aktuelle Saison der FIRST® LEGO® League (FLL) Challenge veröffentlicht. Der Wettbewerb steht in diesem Jahr unter dem Motto „Cargo Connect“. Es dreht sich also alles um das Transportwesen und innovative Lösungen für den Transport von Menschen und Gütern. Anmelden könnt ihr euch noch bis zum 31. Oktober über die Website der FLL.

Am 24. und 25. September findet außerdem das jährliche FLL-Meetup als Online-Event statt. Es ist als Barcamp konzipiert, bei dem jede*r Themenvorschläge einbringen kann. Infos dazu findet ihr ebenfalls auf der FLL-Website.

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Robotik-Wettbewerbe 2021: Der aktuelle Stand

Vera Straetmanns — Mon, 22 Mar 2021 12:00:00 +0000

Die COVID-19-Pandemie sorgt für Herausforderungen und Einschränkungen in allen Bereichen. Auch die Robotik-Wettbewerbe in Deutschland müssen Wege finden, um mit der aktuellen Situation umzugehen. Wir geben euch einen Überblick über die derzeitigen Planungen.

WRO

TECHNIK BEGEISTERT e.V., der Veranstalter der WRO (World Robotic Olympiad) in Deutschland, hatte zu Beginn des Jahres noch angekündigt, möglichst viele Regionalwettbewerbe der Saison 2021 im Präsenzformat durchführen zu wollen. Klar war aber auch da schon, dass je nach Entwicklung des Infektionsgeschehens evtl. Anpassungen notwendig werden würden. Letzte Woche hat TECHNIK BEGEISTERT e.V. nun einen aktualisierten Fahrplan für 2021 veröffentlicht.

Open Category

In der Open Category werden keine Präsenzwettbewerb stattfinden. Stattdessen senden die Teams ein Projektvideo ein und beantworten am Wettbewerbstag in einem Online-Live-Video Fragen der Jury.

Regular Category

In der Regular Category sind zwar weiterhin Präsenzwettbewerbe geplant, diese sollen allerdings alle erst nach dem 15. Juni stattfinden. Außerdem gibt es auch hier die Möglichkeit von Hybrid-Formaten. Die Teams treffen sich dann in der eigenen Schule oder bei einem der Mitglieder zu Hause, filmen ihre Roboterläufe und senden die Videos zur Bewertung ein. Diese Art der Teilnahme ist als Ersatz vorgesehen, wenn Präsenzwettbewerbe nicht stattfinden können. Teams können sich aber auch von vornherein für die Hybrid-Variante anmelden, wenn die Teilnahme in Präsenz nicht gewünscht ist.

Football Category

Die Football Category lebt von der Interaktion der Roboter von zwei gegnerischen Teams, die in einem Fußball-Match gegeneinander antreten. Sie können deshalb nur in Präsenz stattfinden. Alle Regionalwettbewerb vor dem 15. Juni sollen noch einmal nach hinten verschoben werden. Außerdem wird es ggf. Anpassungen in der Durchführung geben. Weitere Infos dazu gibt es voraussichtlich nach den Osterferien.

Die detaillierten Informationen zu allen Wettbewerbskategorien sowie ein Erklärvideo zum aktuellen Fahrplan findet ihr auf der Website der WRO Deutschland.

FLL

Bei der FLL (FIRST ® LEGO® League) ist die aktuelle Saison 2020/2021 noch in vollem Gange. Anfang des Jahres gab der Vorstand von HANDS on TECHNOLOGY e.V., dem Veranstalter der FLL in Deutschland, Österreich und der Schweiz, bekannt, dass keine Regionalwettbewerbe und auch keine Ausstellungen von FLL Explore in Präsenz stattfinden werden. Stattdessen wurde auf virtuelle Veranstaltungen umgesattelt und der Zeitraum der Regionalwettbewerbe bis Ende April verlängert. Mitte Mai soll dann das virtuelle Finale der FLL Challenge mit ca. 65 Teams stattfinden. Außerdem kann man sich schon für das FLL Meetup im September anmelden, das ebenfalls digital stattfinden wird. Alle Infos zum Wettbewerb findet ihr auf den Seiten der FLL.

Weitere Wettbewerbe

Über den zdi-Roboterwettbewerb haben wir euch bereits Anfang dieser Woche berichtet. Die Anmeldefrist ist gestartet und Schüler*innen aus NRW von Grundschule bis Sekundarstufe 1 können sich in Teams mit 2-10 anmelden. Auch hier wird ein Hybridansatz verfolgt. Die Teams veranstalten einen Wettbewerbstag an der eigenen Schule und filmen ihre Roboterläufe und senden die Filme zur Bewertung an eine Jury.

Der RoboCup Junior findet in diesem Jahr gar nicht statt. Sowohl die regionalen Qualifikationsturniere als auch das Finale wurden abgesagt und bisher wurden auch noch keine möglichen Ersatztermine bekannt gegeben.

Auch wenn es viele Einschränkungen und Anpassungen gibt, ist es also mit etwas Flexibilität auch in diesem Jahr möglich, im Team zu arbeiten, mit Robotern innovative Lösungen zu finden und an tollen Robotik-Wettbewerben teilzunehmen.

Update, 20.04.21

Was den RoboCup Junior angeht, gibt es nun doch gute Nachrichten: Vom 22.-28. Juni 2021 wird ein internationaler, virtueller RoboCup stattfinden. Deutsche RoboCup-Junior-Teams, die daran teilnehmen möchten, sollen sich bis zum 10. Mai voranmelden. Die Unterlagen zur Qualifikation müssen dann bis zum 26. Mai eingereicht werden. Alle wichtigen Infos findet ihr auf der Website des RoboCup Junior.

Update, 19.05.21

Zum zdi-Roboterwettbewerb gibt es noch bis zum 26. Juni eine digitale Schnitzeljagd. Sie beinhaltet zehn Fragen, die auf auf verschiedenen Seiten der zdi-Netzwerke und zdi-Projekte versteckt sind. Mitmachen können alle Schüler*innen aus NRW, die Mitglied in der MINT-Community angemeldet sind.

Mittlerweile kann man sich für die FLL-Saison 2021/2022 anmelden. Auch das Saisonthema ist schon bekannt – es lautet „Cargo Connect“ und die Aufgaben werden sich um das Thema „Transport“ drehen. Sie werden am 3. August veröffentlicht.

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Anmeldezeitraum First® Lego® League gestartet

Jana Burczyk — Fri, 24 Apr 2020 10:07:22 +0000

Trotz Corona-Einschränkungen zeigt sich die FIRST® LEGO® League (FLL) optimistisch: Auf dem Twitteraccount der FLL wurde am Montag der Anmeldebeginn für die Saison 2020/21 verkündigt. Eine Teamanmeldung ist noch bis zum 11. Oktober möglich. Viele der Plätze für die Regionalwettbewerbe sind allerdings bereits voll.

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Test: SPIKE™ Prime auf dem Prüfstand (Teil 1 von 3)

Felix Krawczyk — Tue, 28 Jan 2020 05:00:00 +0000

Das lange Warten hat ein Ende! Endlich können wir unseren SPIKE™ Prime, den neuen Roboter aus dem Hause LEGO® Education, in den Händen halten. Seit dem 9. Januar 2020 ist der für die 5. bis 8. Klasse konzipierte Roboter nun offiziell erhältlich, nachdem die eigentlich für August 2019 geplante Veröffentlichung deutlich nach hinten verschoben worden war. Darum freuten wir uns umso mehr, als nun der Paketbote mit dem SPIKE™ vor der Tür stand.

In unserem Testbericht erfahrt ihr, ob der SPIKE™ Prime unserer Vorfreude gerecht wird. Als Bonus schauen wir uns darin neben dem Basis-Set 45678 auch noch das Ergänzungsset 45680 an.

Darum geht`s

Dieser Artikel ist ein sehr ausführlicher Test und darum in drei Teile gegliedert. Alle, die einen kurzen Überblick haben wollen, finden hier unseren Kurzbericht zum SPIKE™. Im ersten Teil (also in diesem Artikel) geben wir eine detaillierte Übersicht darüber, welche Hardware im SPIKE™ Prime Basis-Set und im Ergänzungsset enthalten ist. Der zweite Teil beschäftigt sich dann mit der SPIKE™ Prime-App und der Programmierung. Im abschließenden dritten Teil geht es um Einsatzmöglichkeiten des SPIKE™ Prime in der Schule (passend dazu bieten wir in diesem Jahr auch Kurse und Fortbildungen für Lehrkräfte an) und wir formulieren unser Gesamtfazit.

Nebenbei versuchen wir im Artikel Antworten zu finden auf Fragen, die ihr uns zum SPIKE™ Prime gestellt habt, wie: „Braucht man das Ergänzungsset zwingend?“, „Wie steht es nun um den EV3?“, „Wie wird der SPIKE™ Prime programmiert?“ oder „Eignet sich der SPIKE™ Prime für Wettbewerbe?“.

Die Zielgruppe

Der SPIKE™ Prime ist für die 5. bis 8. Klasse konzipiert und soll den seit 2013 erhältlichen EV3 nicht ablösen, sondern das Portfolio von LEGO® Education erweitern: Der WeDo 2.0 für die Grundschule, dann der SPIKE™ Prime bis Klasse 8 und ab Klasse 9 der EV3.

Aber fangen wir nun mit dem großen Test an: Bei jedem Test arbeiten wir uns von außen nach innen vor und darum geht es auch direkt los mit der SPIKE™ Prime Box und ihrem Inhalt.

Was ist in der Box?

Das Basis-Set kommt, wie für LEGO® Education üblich, in einer gelben Kunststoffbox daher. Dies ist gerade für Schulen ein Vorteil, da die sonst häufig üblichen Pappverpackungen im Schulalltag nicht lange überleben. Genau in eine solche Schachtel aus Pappe ist jedoch das Ergänzungsset verpackt, was uns etwas irritiert hat. Beim EV3 wird nämlich auch das Erweiterungsset in einer Kunststoffbox geliefert.

Die Box des SPIKE™ ist die gleiche wie die schwarze EV3-Box – nur eben in gelb. Damit ist sie größer als die blaue Box vom WeDo 2.0. Was die Anzahl der Steine angeht, positioniert sich der SPIKE™ in der Mitte zwischen WeDo 2.0 und EV3: 528 Bauteile sind laut LEGO® im Basis-Set enthalten – darunter drei Sensoren und drei Motoren sowie der SPIKE™ Prime Smart-Hub. Der ausgerufene Preis beträgt 389,13€.

Oben in der Box befindet sich ein Einsatz für kleinere Steine. Dieser ist, anders als beim EV3, in zwei Hälften unterteilt. Für beide Einsatzhälften liegt ein Stickerbogen bereit, auf dem die Teile der einzelnen Fächer abgebildet sind. Damit wird wie beim EV3 oder WeDo 2.0 angezeigt, welches Teil in welches Fach kommen soll. Die Aufkleber sollen so für Kinder das Sortieren erleichtern. Das hat unserer Meinung nach sowohl Vor- als auch Nachteile. Positiv ist die Aufteilung in Steine zum Bauen und Steine zum Dekorieren. Jedoch sind nicht alle Steine, die zum Bauen benötigt werden, in einer Einsatzhälfte . Außerdem wirken die zwei Hälften nicht so stabil wie der durchgehende Einsatz beim EV3.

Bunte Auswahl an Steinen

Schaut man sich die Steine des SPIKE™ Prime an, könnte man meinen, er wäre in einen Farbtopf gefallen: Ein gelber Roboter mit lilafarbenen Technikarmen und türkisblauen Motoren. Da sind die schwarz-weißen Sensoren fast schon die dezentesten Bauteile. Die Farbwahl hat aber sicherlich gute Gründe. Wie eingangs erwähnt, ist der SPIKE™ Prime für die 5. bis 8. Klasse konzipiert. Gerade für Kinder sind bunte Farben natürlich ein Hingucker (und vielleicht auch Kaufanreiz für Eltern und Lehrer?).

Was meint ihr zu der Farbwahl? Lasst es uns in den Kommentaren wissen.

Neben den vielfältigeren Farben sind im Vergleich zum EV3 auch ein paar neue Steine dabei. Das Highlight stellt zweifelsfrei die große Technikplatte (11 mal 19 Noppen) dar. Auch neu sind die Busits.

Die Räder

Interessant sind auch die neuen Räder, welche wir schon von Beginn an für Wettbewerbe im Blick hatten. Sie sollen eine geringe Reibung haben – was durch die spitz zulaufende Form, die für eine sehr geringe Auflagefläche auf dem Untergrund sorgt, erreicht wird – und gleichzeitig einen guten Grip bieten. Im Basis-Set findet man vier dieser kleineren Räder mit einem Durchmesser von 55,5 mm. Anders als bei den Vorgänger-Robotern sind beim SPIKE™ Prime die Reifen mit der Felge fest verbunden. Auf diese Weise kann nichts abrutschen oder falsch aufgezogen werden. Gleichzeitig muss bei einem abgenutzten oder defekten Reifen auch gleich das ganze Rad ausgetauscht werden.

Die Motoren des SPIKE™ Prime

Dreh- und Angelpunkt eines Roboters sind die Motoren. Ohne sie könnte sich SPIKE™ nicht bewegen. LEGO® Educations neuestes Familienmitglied bringt gleich drei davon mit: zwei kleine, die jedoch bei LEGO® mittlere Motoren genannt werden, und einen großen Motor.

Das Drehmoment der kleinen Motoren liegt bei 3.5 Ncm und sie erreichen eine Drehgeschwindigkeit von 135 Umdrehungen/min. Der große Motor hat ein Drehmoment von 8 Ncm und erreicht eine Drehgeschwindigkeit von 175 Umdrehungen/min. Außerdem haben die neuen Motoren einen eingebauten Encoder, der die absolute Motorposition angibt.

Die Kabel, mit denen die Motoren am Smart-Hub angeschlossen werden, sind fest an den Motoren verbaut und haben eine Länge von 25cm. Sie sind dünner und daher deutlich flexibler als die alten Kabel beim EV3 oder NXT. Dadurch müssen sie nicht so stark geknickt werden, um sie an die gewünschte Position zu verlegen. Die neuen Kabel-Clips dienen dazu, zu lange Kabel am Roboter zu befestigen. Durch die feste Länge der Kabel und die fehlende Möglichkeit zur Verlängerung (oder Verkürzung) stößt man beim Bau größerer Roboter allerdings irgendwann leider auf durch die Kabellänge festgelegte Grenzen.

Der Smart-Hub

Werfen wir nun einen detaillierteren Blick auf die elektrischen Komponenten des SPIKE™ Prime. Den Anfang macht der Smart-Hub. Der Hauptbaustein kommt in weiß und gelb daher. Laut brothers-brick.de hat LEGO® Education gelb gewählt, um den originalen RCX-Hub zu ehren. Der Smart-Hub ist 8,5 cm lang (11 Noppen), 5,5 cm breit ( 7 Noppen) und misst eine Höhe von 3,2 cm (4 Noppen). An der rechten und linken Seite befinden sich je drei IO-Ports – macht somit insgesamt sechs Anschlüsse für Motoren und Sensoren. Ähnlich wie beim WeDo 2.0 ist es auch beim SPIKE™ egal, ob ihr an einem Port einen Motor oder einen Sensor anschließt, solange im Programmcode später der richtige angesprochen wird.

Die Ports gleichen mechanisch denen des WeDo 2.0, der ja ebenfalls von LEGO® Education entwickelt wurde. Die ähneln aber auch denen im von LEGO® Home entwickelten Boost, denen des PowerdUp und des neuen Control+ von LEGO® Technic. Nutzbar werden die Ports aber wahrscheinlich nicht untereinander sein.

Was gibt es noch am Hub zu entdecken? Vorne befinden sich ein Lautsprecher, hinten eine Status-LED für den Akku und eine Micro-USB-Buchse, über die der SPIKE™ geladen wird. Wir hoffen, dass diese länger durchhält als die Mini-USB-Buchse des EV3, welche wir für mehrere unserer Kund*innen schon tauschen mussten. Immerhin sind die Durchschnittswerte für Steckzyklen doppelt so hoch, denn im Allgemeinen sollten Anschlüsse mit USB 2.0 Mini 5.000 Steckzyklen gewährleisten, während Anschlüsse mit USB2.0 Micro mindestens 10.000 Steckzyklen durchhalten. Ob dies für Roboter, die täglich in AGs oder bei Wettbewerben im Einsatz sind, ausreicht, wird die Zukunft zeigen.

Oben auf dem SPIKE™ Prime finden sich vier Tasten: Eine für die Bluetooth-Verbindung, zwei Pfeiltasten und eine Art Haupttaste in der Mitte, welche den Roboter ein- und ausschaltet und Aktionen bestätigt. Eingebaut in diese Mitteltaste ist eine RGB-LED, also eine LED, welche die Farben wechseln kann. Zur Auswahl im späteren Programm stehen hier sechs Farben: rot, gelb, grün, blau, weiß und lila. Daneben gibt es noch schwarz – aber das zählen wir nicht zu den Farben, denn es ist einfach nur die ausgeschaltete LED.

Höhepunkt ist die LED-MATRIX oben auf dem Smart-Hub. Mit ihr lassen sich eigene Symbole erschaffen; für die 5. – 8. Klasse können damit interessante Aufgaben durchgespielt werden, welche es vom Calliope bzw. MicroBit schon gibt.

Betriebssystem

Auf dem Smart-Hub läuft MicroPython Embedded OS. MicroPython haben wir euch für den EV3 bereits vorgestellt. Der SPIKE™ läuft jedoch selbst mit MicroPython, während der EV3 ein Linux-basiertes Betriebssystem besitzt. Wir gehen davon aus, dass LEGO® zukünftig auch für den SPIKE™ die Möglichkeit bieten wird, ihn in MicroPython zu programmieren.
Ein Vorteil von MicroPyton Embedded OS als Betriebssystem ist die Boot-Zeit: In unserem Test brauchte der SPIKE™ zum Hochfahren nur sechs Sekunden.

SPIKE™ unter Strom

Der SPIKE™ Prime braucht natürlich wie jeder Roboter Strom. Diesen liefert der im Basis-Set enthaltene Akku. Er besitzt eine Kapazität von 2100 mAh. Der Akku wird auf der Rückseite des Smart-Hub eingesetzt und mithilfe des beiliegenden USB-Kabels über den Smart-Hub aufgeladen. Ein USB-Ladegerät ist allerdings nicht mitgeliefert. Die Status-LED neben der USB-Buchse leuchtet rot, wenn der Akku geladen wird und grün, wenn er voll ist.

Der Akku ist unserer Meinung nach ein eindeutiger Makel des SPIKE™ Prime, denn er ist, anders als beim WeDo oder EV3, nicht durch Batterien ersetzbar. So gibt es z.B. während langer Sessions nicht die Möglichkeit, auf Batterien zu wechseln. Darüber hinaus ist der Akku auch nur durch den Hub aufladbar. Ist er leer, muss der SPIKE™ Prime also erstmal an die Steckdose. Eine Ladeschale gibt es nicht und einen weiteren SPIKE™-Hub als Ladestation umzufunktionieren, ist nicht zielführend. Wir hoffen, dass LEGO® hier noch nachbessert. Ein weiterer Punkt, den wir als störend empfinden ist, dass der SPIKE™ Prime sich nicht ausschalten lässt, während er auflädt.

Sensoren

Der SPIKE™ Prime bringt vier Sensoren mit: Kraftmesser, Ultraschallsensor, Farbsensor und Gyrosensor. Die Kabel sind wie bei den Motoren fest an den Sensoren verbaut.

Kraftmesser

Der Kraftmesser ist, wenn man so möchte, ein weiterentwickelter Berührungssensor. Er kann nicht nur wiedergeben, ob er gedrückt wurde, sondern auch wie stark. Dabei kann er Kräfte bis 10 N messen. Das entspricht einem Gewicht von 1 kg, das man auf den Sensor legen würde. Allerdings soll der Sensor eine Genauigkeit von nur 0,65 N haben, was für eher ungenaue Werte spricht. Eine Waage lässt sich damit also wohl nicht genau betreiben. Neben den vom EV3 bekannten Status „gedrückt“ und „losgelassen“ ist ein weiterer Status „hart gedrückt“ hinzugekommen. Dieser wird angezeigt, wenn die aufgewendete Kraft den Schwellenwert von 6 N überschreitet. Die Berührungserkennung findet statt, wenn der Sensor zwischen 0 und 2 mm eingedrückt wird, die Kraftmessung im Bereich von 2-8 mm.

Ultraschall

Der Ultraschallsensor zur Abstandsmessung hat eine kleine Besonderheit zu bieten: Er hat vier halbkreisförmige, weiß leuchtende LED-Segmente, die alle separat angesteuert werden können. Seine maximale Reichweite liegt bei zwei Metern.

Farbsensor

Der Farbsensor des SPIKE™ Prime kann acht Farben erkennen. Neben rot, grün, gelb, blau, schwarz und weiß auch das Blau der SPIKE™-Motoren und das Lila der Technikteile. Außerdem gibt es die Funktion, den Farbsensor als Lichtsensor zu nutzen. Dazu misst er die Intensität von reflektiertem weißem Licht oder von Umgebungslicht.

Gyrosensor

Diesen Sensor haben wir nicht etwa vergessen zu fotografieren – er ist im smarten Hub verbaut. Dies erleichtert ungemein das Anbringen sowie das Hinlegen auf einer geraden Fläche. Der Drehsensor ist zudem ein 6-Achsen-Gyroskop; man kann damit also die Drehung in x-, y- und z-Ebene messen. In der Fachsprache, die manche von euch von unseren Drohnen kennen, spricht man von „Rollen“, „Nicken“ und „Gieren“. Das Beste: Der Sensor zeigt in unserem Test keinerlei Anzeichen von Drifting-Problemen. Er funktioniert vergleichbar gut wie der Drehsensor in modernen Smartphones.

Sensoren von Dritten

Dass Drittanbieter eigene Sensoren für den SPIKE™ entwickeln, soll laut LEGO® Education eigentlich möglich sein. Zum Marktstart werden bisher jedoch keine angeboten, was wir schade finden.

Zubehör: Das Ergänzungsset

Das Erweiterungsset beinhaltet 603 LEGO®-Bausteine und ist aktuell für 117,81€ erhältlich. Neu hierbei: Im Vergleich zum Starterset sind vier größere Reifen und Zahnradkränze vorhanden. Die großen Reifen sind mit 87,6 cm Durchmesser größer als die für den EV3 häufig genutzten alten Motorrad-Reifen, die nur einen Durchmesser von 81,6 cm haben. In der Bildergalerie unten findet ihr ein Foto mit einem neuen großen Reifen im Vergleich mit einem alten Motorrad-Reifen und eins im Vergleich mit einem kleinen Reifen aus dem SPIKE™-Basis-Set. Der Aufbau der großen Reifen ist genauso wie bei den kleineren Reifen im SPIKE™ Prime Basis-Set. Außerdem kommen mit dem Ergänzungsset ein großer Motor und ein Farbsensor hinzu. Wie schon eingangs erwähnt, kommt dieses Set ohne Kunststoffbox daher. Für diejenigen unter euch, die sich eine Kunststoffbox wünschen, gibt es jedoch Abhilfe: LEGO® Education hat die kleinen Boxen vom WeDo 2.0 und die schwarzen Boxen vom EV3 nun auch als Leerboxen ins Sortiment aufgenommen. Die gelbe Box des SPIKE™ Prime gibt es so jedoch (bisher) leider nicht zu kaufen.

Nun habt ihr schon einmal einen Einblick in die Hardware des Spike™ Prime bekommen. Im zweiten Teil unseres Tests beschäftigen wir uns dann mit der Software und der Programmierung des Sets.

Autor*innen: Felix Krawczyk, Meike Volkmer, Sarah Fleuren, Vera Straetmanns

Quellen: LEGO® Education, The Brothers Brick

Der Beitrag Test: SPIKE™ Prime auf dem Prüfstand (Teil 1 von 3) erschien zuerst auf brickobotik.

Test: SPIKE™ Prime auf dem Prüfstand (Teil 2 von 3)

Felix Krawczyk — Tue, 28 Jan 2020 05:00:00 +0000

Im ersten Teil unseres SPIKE™ Prime-Tests haben wir uns die Hardware des neuen Roboters aus dem Hause LEGO® Education genauer angesehen. Im zweiten Teil geht es nun um die Software und die Programmierung.

Die Software

Die Software des SPIKE™ Prime ist sehr stark angelehnt an die neue Software „EV3 CLASSROOM“. Der SPIKE™ wird in Scratch programmiert. Diese grafische Sprache wurde am MIT (Massachusetts Institute of Technology) entwickelt und erfreut sich großer Beliebtheit. Die Software gibt es für Windows 10, macOS, ipad OS, Android und Chromebooks und sie ist auf allen Plattformen kostenlos. Wer auch ohne einen SPIKE™ mal reinschauen möchte, kann sie hier herunterladen:

LEGO® Education
App Store
Google Play Store

Die Software wurde für den SPIKE™ neu entwickelt. Sie ist in der PC- und Tablet-Version nahezu identisch. Ein Hauptmenü zeigt, wo es langgeht.

Das Hauptmenü bringt euch zu den vier Untermenüs: „Erste Schritte“, „Projekte“, „Lerneinheiten“ und „Bauanleitungen“. Oben im Fenster findet ihr auch eine Leiste, die all diese Untermenüs ebenfalls beinhaltet. Es ist also egal, wohin ihr zur Auswahl klickt. Oben rechts in der Ecke befindet sich ein Zahnrad, welches ein Einstellungsmenü öffnet. Hier gibt es Einstellungen wie „Sprache“ oder „Löschen aller Lehrinhalte“.

Ganz links in der Leiste findet ihr den Reiter „Erste Schritte“. Hier werden Neulinge, die noch keinen Roboter oder Mikrocontroller in den Händen hatten, langsam an die Technik herangeführt.

Unter dem Reiter „Bauen“ findet ihr eine Vielzahl an Bauanleitungen. Es sind jetzt schon ziemlich viele und in Zukunft werden es wahrscheinlich noch mehr. Darum verweisen wir hierzu auf die LEGO® Website.

Was unter dem Reiter „Lerneinheiten“ geboten wird, schauen wir uns im dritten Teil unseres Tests genauer an.

Updates

Die Software des SPIKE™ Prime erhält natürlich auch Updates. Diese müssen auf dem Smart-Hub installiert werden – ohne die Installation des aktuellen Updates kann man ihn nicht verwenden. Dazu muss der SPIKE™ per USB-Kabel an einen Computer angeschlossen werden. Das ist sinnvoll, denn ein Update über Bluetooth herunterzuladen, würde sehr viel Strom verbrauchen. Möchte man den SPIKE™ aber zum Beispiel im Unterricht einsetzen und ist erstmal gezwungen, ein Update zu installieren, um ihn benutzen zu können, kann das die Unterrichtsplanung ziemlich durcheinander werfen bzw. behindern.
Nachdem das Update durchgeführt wurde, muss der Smart-Hub außerdem neu benannt werden.

Die Programmierung

Starten wir nun ein neues Projekt. Zuerst öffnet sich eine leere Programmieroberfläche. Wie ihr auf den Bildern (links die Programmieroberfläche auf dem iPad, rechts auf dem PC) im Vergleich sehen könnt, hat es LEGO® geschafft, plattformübergreifend eine identische Oberfläche zu kreieren.

In der SPIKE™ Prime-App seht ihr an der linken Seite einen Farbcode für die verschiedenen Arten von Programmierblöcken: „Motoren“, „Bewegung“, „Licht“, „Soundeffekte“, „Ereignisse“, „Steuerung“, „Sensoren“, „Operatoren“, „Variablen“ und „Eigene Blöcke“. Damit aber nicht genug: Unten links in der Ecke kann man noch weitere Arten von Programmierblöcken hinzufügen. Aktuell gibt es hier als Auswahlmöglichkeiten: „Wetter“, „Weitere Motorblöcke“, „Weitere Bewegungsblöcke“ und „Musik“. Fügt sie aber nur mit Bedacht hinzu, denn aktuell haben wir noch keine Möglichkeit gefunden, diese wieder zu entfernen. Wenn ihr wisst, wie das geht, schreibt es uns doch in die Kommentare.

Programme, die ihr in der App erstellt, werden automatisch gespeichert. Das hat Vor- und Nachteile. Als Vorteil sehen wir es an, sich zuerst einmal um nichts kümmern zu müssen: Die Programme sind da und man macht einfach dort weiter, wo man aufgehört hat. Auf Windows werden die Programme unter den eigenen Dokumenten abgelegt. Von dort aus kann man diese zwar verschieben, eine Kopie bleibt jedoch in den Dokumenten. Sie wird aber nicht mehr genutzt. Das Ganze ist unnötig kompliziert für diejenigen unter euch, die z.B. an Wettbewerben teilnehmen und häufiger Programme mit Teammitgliedern austauschen. Da wäre das klassische „Speichern unter“ eine hilfreiche Ergänzung.

Ein Punkt, der uns an der Programmieroberfläche stört, ist die nicht einstellbare Breite der Blockleiste. Dies führt nämlich dazu, dass zu lange Blöcke einfach abgeschnitten werden. Um diese Blöcke in ganzer Länge angezeigt zu bekommen, muss man mit der Maus über den jeweiligen Block fahren, bzw. am Tablet den Finger darauf halten. Wer sich einen Überblick über die vorhandenen Blöcke verschaffen will, muss sich also alle Blöcke mindestens einmal in voller Länge anschauen und dann im Kopf behalten.

Zusätzlich erschwert wird das ganze dadurch, dass manche Blöcke bis zum Abschneiden genau gleich aussehen. Gerade für Einsteiger*innen ist es so sehr schwierig, sich zu merken, welche Blöcke es gibt und wo sie zu finden sind. Sich stumpf die Position zu merken, sollte unserer Meinung nach nicht die Lösung sein. Das ganze Problem könnte einfach durch die Möglichkeit behoben werden, den Auswahlbereich der Blöcke per Maus oder Finger in der Breite zu verändern, sodass Blöcke in voller Länge angezeigt werden könnten.

Ein weiteres unschönes Detail ist, dass der oberste Block in der verlängerten Ansicht sowohl in der PC- als auch in der Tablet-App unter die Verbindungsanzeige des SPIKE™ glitscht. Wir hoffen auf baldige Updates, die beide Probleme beheben und halten euch darüber natürlich auf den Laufenden.

Mit den Blöcken programmieren

Die große Neuerung in der Programmierung, die die SPIKE™ Prime-App in die LEGO®-Welt bringt ist, dass der Code nun von oben nach unten programmiert wird. Dadurch ähnelt die Struktur deutlich mehr einem textuellen Programmcode. Das aus dem textuellen Programmieren bekannte Einrücken von Codebereichen wird auch hier schon durch umklammernde Blöcke, wie z.B. bei Schleifen, angedeutet.

Schauen wir uns die neun Hauptkategorien einmal der Reihe nach an.

Motoren

Über die Blöcke im Reiter „Motoren“ kann ein Motor einzeln angesprochen werden. Dabei gibt es aber keine kombinierten Blöcke, über die alle Parameter gleichzeitig gesetzt werden können. Erst muss also die Geschwindigkeit mit dem „Geschwindigkeit auf % einstellen“-Block initialisiert werden. Danach können die Motoren mit den anderen Blöcken für eine definierte Anzahl Umdrehungen, Grad oder Zeit programmiert werden. Dieses Vorgehen ist sehr nah an der professionellen Programmierung von Mikrocontrollern, erhöht aber gleichzeitig die Schwierigkeit (wenn auch nur geringfügig).

Bewegung

Unter „Bewegung“ finden sich kombinierte Fahrten, die mit zwei Motoren ausgeführt werden. Auch hier müssen die Parameter vorher eingestellt werden. Neben der Geschwindigkeit und den IO-Anschlüssen, an denen die Motoren angeschlossen werden sollen, ist auch die Radumdrehung vorher zu definieren. Die Radumdrehung ist wichtig, weil man darüber dem Roboter hinterher im Programmcode eine Strecke in Zentimetern zuweisen kann, nach dem Schema: „Fahre 10 cm gerade aus“.

Licht

Unter dem Reiter „Licht“ kann die 5×5 LED-Matrix angesteuert werden. Des Weiteren finden sich hier sowohl die Farb-LED der Mitteltaste als auch die vier LED-Segmente des Ultraschallsensors wieder.

Soundeffekte

Im Reiter „Soundeffekte“ gibt es über 186 Tondateien, die von PC oder Tablet abgespielt werden können. Darunter sind z.B. das Miauen einer Katze oder eine Polizeisirene. Töne, die vom SPIKE™ abgespielt werden, werden hier als Pieptöne ausgegeben.

Ereignisse

Den nächsten Reiter „Ereignisse“ gab es so bisher noch nicht bei den LEGO®-Robotern. Hier finden sich Auslöser wieder, die während der Laufzeit des Programms ein Event auslösen, wenn eine vorher definierte Bedingung gegeben ist. Damit ist eine Parallelität einfacher zu programmieren. Das einfachste Ereignis ist „Wenn Programm startet“. Da die Programmierung mit dieser Art von Blöcken etwas schwieriger ist, werden wir euch das in einem späteren Artikel mal genauer erklären.

Steuerung

Unter den Steuerungsblöcken finden sich Mechanismen wie „Warten“, „Wenn-Dann-Abfragen“ oder „Schleifen“ wieder.

Sensoren

Der Reiter „Sensoren“ ist quasi selbsterklärend. Hier finden sich Blöcke wieder, die einen aktuellen Sensorwert ausgeben.

Operatoren

Unter „Operatoren“ sind mathematische Verrechnungen und Boole´sche Operatoren zu finden.

Variablen

Mit den Blöcken unter „Variablen“ schließlich kann man eigene Zahlenvariablen erstellen, sie auf verschiedene Werte setzen oder inkrementieren. Als Clou gibt es außerdem am rechten Rand einen Überwachungsmonitor, auf dem ihr sehen könnt, welchen Wert eine Variable zur Laufzeit gerade hat. Leider gibt es keine Logischen/Booleschen Variablen.

Erweiterungen

Wie bereits weiter oben erwähnt, gibt es noch Erweiterungsblöcke, die man nachträglich hinzufügen kann. Von der aktuellen Auswahl benötigen zwei Erweiterungen („Wetter-Assistent“ und „Musik“) eine Internetverbindung, weil sie online Daten oder Cloud-Dienste nutzen. Dies ist in der Übersichtsansicht durch ein kleines WLAN-Symbol gekennzeichnet.

Auf die Form kommt es an

Die neun Hauptkategorien an Blöcken unterscheiden sich alle durch ihre Farbe voneinander. Viel wichtiger ist jedoch die Form einzelner Blöcke. Denn diese gibt an, was für ein Datentyp hinter einem Befehl steckt: Zahlen werden in runde Formen eingesetzt, logische Werte in langgezogene Sechsecke. Somit ist klar, was wohin passt. Leider ist die Umgebung nicht wirklich 100%ig typsicher: Zahlenwerte können auch als Sounddatei, Motor-Port oder LED-Matrix eingesetzt werden. Wir denken, dass im Hintergrund diese Werte eventuell auf Zahlen gemappt werden (A=0 B=1 usw.). Trotzdem ist es ein wenig verwirrend, warum man zum Beispiel „Motoranschluss 5“ eingeben kann, obwohl die Ports immer auf Buchstaben hören.

Wie kommt das Programm auf den Spike™?

Um fertige Programme auf dem Roboter zu testen, gibt es zwei Möglichkeiten: Download, also das Herunterladen auf den SPIKE™ Prime, oder Streaming.

Der große Unterschied ist dabei, dass der SPIKE™ beim Streaming eine permanente Verbindung zum PC oder Tablet benötigt. Dafür werden die Werte von Variablen zur Laufzeit des Programms angezeigt. Beim Download hingegen hat man 20 Programmplätze zur Verfügung, benannt von 0-19. Diese wählt man in der App mit dem Pfeilbuttons aus. Auf dem SPIKE™ kann man dann die 20 Programmslots mit den Pfeiltasten auswählen und das entsprechende Programm mit der Mitteltaste starten.

Nachdem wir uns nun mit Hard- und Software des SPIKE™ Prime beschäftigt haben, stellen wir euch im dritten Teil unseres Tests das Lehrmaterial etwas vor und bewerten die Schultauglichkeit des Sets.

Autor*innen: Felix Krawczyk, Meike Volkmer, Sarah Fleuren, Vera Straetmanns

Quellen: LEGO® Education, The Brothers Brick

Der Beitrag Test: SPIKE™ Prime auf dem Prüfstand (Teil 2 von 3) erschien zuerst auf brickobotik.

Test: SPIKE™ Prime auf dem Prüfstand (Teil 3 von 3)

Felix Krawczyk — Tue, 28 Jan 2020 05:00:00 +0000

Im zweiten Teil unseres ausführlichen Tests des SPIKE™ Prime haben wir uns die Software des Sets angesehen. Im dritten Teil möchten wir nun noch etwas genauer betrachten, wie gut der Roboter für die Schule geeignet ist. Außerdem liefern wir unser Gesamtfazit.

Aufgaben

Wie wir in der Vorstellung der SPIKE™ Prime-App im zweiten Teil unseres Tests schon beschrieben haben, beinhaltet die App den Bereich „Lerneinheiten“. Dahinter verbergen sich verschiedene Unterrichtseinheiten, die Lehrkräfte mit dem SPIKE™ Prime durchführen können. Sie gliedern sich in vier thematische Bereiche:

„Erfinderteam“ (en: Invention Squad)
Hierbei dreht sich alles um Konstruktion und Design und wie beides von einer Problemstellung beeinflusst wird.
„Unternehmensgründung“ (en: Kickstart a Business)
In diesem Bereich sollen Schüler*innen Problemlösungen entwickeln, die von einem Computer ausgeführt werden können. Zu den Lernzielen gehört es, Fehler in der Konstruktion des Roboters oder in der Programmierung zu erkennen und zu beheben.
„Alltagshelfer“ (en: Life Hacks)
Der dritte Bereich beschäftigt sich damit, wie Daten dargestellt und manipuliert werden können. Beispiele kommen hier aus dem Alltag. So soll unter anderem ein aktueller Wetterbericht aus Cloud-Daten erstellt werden.
„Wettbewerbsvorbereitung“ (en: Competition Ready)
Dieser Bereich ist für diejenigen unter euch interessant, die planen, an einem Wettbewerb wie der World Robotic Olympiad (WRO) oder der FIRST LEGO® League (FLL) teilzunehmen. Hier lernt ihr, die Qualität eures Codes zu steigern, um euren Roboter noch präziser zu bewegen.

SPIKE™ Prime im Unterricht

Alle Lerneinheiten thematisieren leicht unterschiedliche Schwerpunkte in der Verwendung des Roboters und bieten viele Möglichkeiten für Schüler*innen, den Roboter zu verstehen und sich mit dessen Programmierung auseinanderzusetzen. Als generelle Schwerpunkte der Lerneinheiten werden die Bereiche Maschinenbau und Informatik angegeben. Die Themenbereiche beziehen sich weitestgehend auf den Alltag, um einen Realitätsbezug für die Schüler*innen zu schaffen. Gleichzeitig sollen sie einen Einblick in die Arbeitswelt mit Robotern gewinnen und sich gegebenenfalls dafür begeistern. In jedem Bereich gibt es sowohl Aufgaben für Einsteiger*innen als auch welche für Fortgeschrittene. Außerdem ist jeweils angegeben, wie viel Zeit die Einheit in Anspruch nimmt. Die Dauer reicht von 30 bis über 120 Minuten. Darüber, inwiefern diese Zeiten realistisch sind, konnten wir bisher noch keine Erfahrungen sammeln.

Für die meisten Aufgaben reicht der Inhalt des SPIKE™ Prime Basis-Sets. Das Ergänzungsset wird bisher nur für das erweiterte Fahrgestell genutzt. Dieses ist allerdings notwendig, um mit dem SPIKE™ an den genannten Wettbewerben teilnehmen zu können. Die Info, ob das Ergänzungsset für eine Aufgabe benötigt wird und ob andere Materialien erforderlich sind, findet ihr unter dem „MEHR“-Pfeil. Klickt man darauf, öffnet sich eine detailreichere Übersicht zur gewählten Aufgabe. Manche Aufgaben benötigen eine Papiervorlage, die man vorher ausdrucken muss, andere nutzen Alltagsgegenstände wie Plastikflaschen.

Schule und SPIKE™

Vorteile für Schüler*innen

Der SPIKE™ Prime soll Schüler*innen anregen, sich kreativ mit Problemen auseinanderzusetzen und dabei mit ihren Mitschüler*innen in einen Austausch zu kommen. Sie sollen individuell je nach Fähigkeiten und Fertigkeiten gefördert werden. Die Aufgaben stellen dabei immer einen Bezug zu realen Problemen dar. Wir finden dieses Konzept sehr gut, da es Robotik und Informatik als praktische Hilfsmittel zur Lösung solcher Probleme darstellt.

Der SPIKE™ Prime an sich ist sehr einfach und robust gehalten, was Einsteiger*innen einen leichten Beginn ermöglichen soll. Gleichzeitig bietet er aber auch viele spannende Programmier-Möglichkeiten für Fortgeschrittene. So kann ein Leistungsniveau für jede*n gefunden werden. Das minimiert die Gefahr, Teile der Schüler*innen einer Klasse oder AG zu unter- oder überfordern, bringt aber auch eine größere Inhomogenität mit sich.

Vorteile für Lehrkräfte

Lehrer*innen können den Einstieg eigenständig je nach Erfahrungen und Wissensstand der Schüler*innen gestalten. Sollten hierbei Schwierigkeiten oder Fragen auftreten, bietet LEGO® auf der offiziellen Website von LEGO® Education Möglichkeiten zur Unterrichtsgestaltung und Hilfestellungen an. Nach der Einführung sollen sich die Lehrkräfte weitestgehend zurücknehmen, um den Schüler*innen Freiraum für eigene Kreativität und Problemlösungsstrategien zu geben.

Unsere Meinung zum Lehrmaterial

Die Aufgaben wirken auf uns gut durchdacht. Der Alltagsbezug entspricht unseren Vorstellungen von guten Aufgaben. Ein Titel wie „Gründe ein StartUp“ mag zwar auf den ersten Blick nicht als geeignet für eine Zielgruppe in den Kassenstufen 5-8 erscheinen, die Aufgaben dahinter sind jedoch keineswegs kompliziert und unserer Meinung nach manchmal vielleicht sogar eher etwas zu einfach. Das hat aber den Vorteil, dass Neulinge (sowohl unter den Lehrkräften als auch unter den Schüler*innen) einen gut nachvollziehbaren Schritt-für-Schritt-Einstieg bekommen. Die Tipps zu den Bereichen Bauen und Programmieren bieten den Lehrkräften eine visuelle und kleinschrittige Hilfestellung zur Bewältigung der Aufgaben.

Trotzdem sollten sich Lehrer*innen vor dem ersten Einsatz des SPIKE™ Prime im Unterricht selbst schon mit dem Roboter vertraut gemacht haben, denn manches ist einfacher zu verstehen und auch zu vermitteln, wenn man die grundlegende Informationstechnik kennt. Um das Material des SPIKE™ Prime nutzen zu können, muss man aber nicht schon tief in die Welt des Programmierens vorgedrungen sein – die Basics dürften reichen. Diese können sich Lehrkräfte aber in relativ kurzer Zeit aneignen. Wir empfinden das Unterrichtsmaterial daher durchaus geeignet, um es auch als Lehrkraft ohne viele Vorkenntnisse zu nutzen. Allerdings hätten wir uns zusätzlich zu den Tipps noch einen Hinweis auf mögliche Fehlerquellen gewünscht, auf die sich eine Lehrkraft vorbereiten könnte.

Fazit

Der SPIKE™ Prime hat uns im Test überzeugt. Er ist ein guter Roboter, um Schüler*innen Programmieren und Mechanik näherzubringen, auch wenn der Preis sehr hoch ist. Durch die unbegrenzten Möglichkeiten, LEGO®-Steine zu kombinieren, fördert das Set die Kreativität und gibt einem die Möglichkeit, seinen Wunschroboter zu bauen und diesem dann mit Programmiercode Bewegungen einzuprogrammieren.

Trotzdem hat sich natürlich seit 2013, dem Jahr, in dem der EV3 auf den Markt kam, viel getan und auch die Konkurrenz hat nicht geschlafen. Man muss also auch einen Blick nach links und rechts werfen, um den SPIKE™ richtig einordnen zu können. Dabei zeigt sich, wo die LEGO®-Schöpfung ihre Stärken hat: Der Roboter funktioniert einwandfrei, die Software lässt keine Fragen offen, zum Release zeigen sich – wenn überhaupt – nur optische Makel und das umfangreiche Lehrmaterial ist von Anfang an in vielen Sprachen erhältlich. Neue Roboter auf diesem Niveau sehen wir nach wie vor selten.

Die größte Konkurrenz kommt aktuell tatsächlich aus dem Haus LEGO® selbst und zwar in Form des LEGO® Mindstorms® EV3. LEGO® positioniert den SPIKE™ so, dass er WEDO und EV3 ergänzen und nicht ersetzen soll. Über die Dauer des Tests hinweg haben wir uns trotzdem immer wieder selbst dabei erwischt, den SPIKE™ mit dem EV3 zu vergleichen und müssen sagen, dass der EV3 trotz veralteter Technik durchaus mit dem neuem Roboter mithalten kann und in manchen punkten sogar besser abschneidet: Die Motoren des Älteren sind schneller, der Akku separat aufladbar und die Kabel länger und verlängerbar. Das sind durchaus relevante Unterschiede, aber im Endeffekt muss jede*r selbst entscheiden, welche Punkte ihm oder ihr am wichtigsten sind.

Autor*innen: Felix Krawczyk, Meike Volkmer, Sarah Fleuren, Vera Straetmanns

Quellen: LEGO® Education, The Brothers Brick

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