Programmierbare Robotic-Baukästen

Mit dem Sprechen hapert’s noch. Was die anderen Fähigkeiten anbelangt, stehen heutige Selbstbau-Roboter ihren Vorbildern aus Starwars aber kaum nach. Die Bausätze von Lego und Fischertechnik wenden sich eher an Erwachsene als an Kinder.

Dank immer ausgefeilterer Bauelemente und einer wesentlichen Steigerung der elektronischen Intelligenz können moderne Baukasten-Droiden auf zwei Beinen laufen, auf gesprochene Kommandos oder Melodien reagieren, selber Sound-Dateien wiedergeben, sich selbstständig im Raum orientieren und dabei Hindernissen ausweichen, die sie zuvor ertastet oder via Ultraschall gesehen haben. Unser Report beleuchtet das aktuelle Angebot von Lego und Fischertechnik.

Lego auf zwei Beinen

Mit der 1998 erschienenen MindStorms-Reihe hat die Firma Lego ein erfolgreiches Robotic-Produkt auf dem Markt, das nicht nur von Privatleuten gekauft wird, sondern auch im schulischen und universitären Ausbildungsbereich zum Einsatz kommt. Unter der Bezeichnung MindStorms NXT steht seit Ende 2006 ein Nachfolger in den Läden, der seine Vorgänger in nahezu allen Belangen in den Schatten stellt. Herzstück des mit 279 Euro nicht gerade billigen Baukastens ist der so genannte NXT-Baustein, der über einen 32-Bit-Prozessor, eine USB-2.0-Schnittstelle sowie Bluetooth-Unterstützung verfügt.

Dieser Mini-Computer im Gewand eines Lego-Bausteins bildet das Gehirn der Robotermodelle, für deren Fertigstellung mehr als 500 Lego-Technic-Elemente zur Verfügung stehen.

Für den Antrieb sorgen drei Servo-Motoren. Die verfügen über integrierte Rotationsmelder, womit sich die Umdrehungen von Achsen präzise zählen lassen, was eine wichtige Voraussetzung für zweibeinigen Gang ist, den die Lego-Droiden ab sofort beherrschen. Ein neuer Ultraschall-Sensor verleiht dem NXT-Roboter Augen, womit er Objekte und Bewegungen wahrnimmt sowie Entfernungen misst.

Analog dazu bildet der gleichfalls neue Geräuschsensor das Gehör, mit dem der Roboter Töne und Tonfolgen aber auch gesprochene Kommandos erkennt. Der verbesserte Lichtsensor reagiert nicht mehr nur auf harte Hell-/Dunkelkontraste, sondern unterscheidet auch verschiedene Farben und Lichtintensitäten. Auch der Tastsensor hat zugelegt und kann nun über die simple gedrückt-/nicht-gedrückt-Logik hinaus unterschiedliche Berührungsintensitäten fühlen.

Fischertechnik mit breitem Spektrum

Fischertechnik verfügt ebenfalls über ein gut eingeführtes Sortiment von Roboter-Baukästen, das sich insbesondere im Bereich der beruflichen Aus- und Weiterbildung großer Beliebtheit erfreut. Für den Einstieg bietet die Firma das Robo Mobile Set an. Das stellt im Unterschied zu MindStorms NXT zwar keine völlig neue Produktgeneration dar, bringt aber dennoch interessante Neuheiten und Verbesserungen mit sich.

So finden sich unter den rund 350 Bauelementen neue Viergelenkgetriebe, die die Konstruktion von Beinen erlauben. Davon bedarf es bislang allerdings noch mindestens drei; die Entwicklung eines zweibeinigen Exemplars dürfte allerdings nur eine Frage der Zeit sein. Das neue Robo Interface verfügt über eine 16-Bit-CPU, die mit 16 MHz getaktet ist, und zeichnet sich durch seine experimentierfreundliche Größe von 15 mal 9 Zentimetern sowie eine Vielzahl von Anschlüssen aus.

Bei letzteren handelt es sich im Unterschied zum NXT-Baustein nicht nur um digitale Ein- und Ausgänge für Sensoren und Motoren, sondern es stehen auch analoge Eingänge für die Messung von Spannungen und Widerständen bereit, was das Einsatzspektrum des mobilen Fischertechnik-Computers über die Robotersteuerung hinaus erweitert.

Bei den Motoren muss sich der Baumeister mit zwei Exemplaren begnügen. Dabei handelt es sich jedoch um besonders kräftige Antriebe, die über eine Leistung von 2,4 Watt und eine Untersetzung von 50:1 verfügen. Eine Linsenlampe ermöglicht die Ausgabe von Lichtsignalen. Die Sensorausstattung des Robo Mobile Sets umfasst vier Tastsensoren, die als Wechselschalter ausgelegt sind, sowie zwei Lichtsensoren (alias Fototransistoren) für die Erkennung von Hell-Dunkel-Übergängen sowie die analoge Messung von Lichtintensitäten.

Mit einem Preis von 250 Euro erscheint das Robo Mobile Set günstiger als das Lego-Pendant. Angesichts der Tatsache, dass dem Fischertechnik-Paket der als Energiequelle zwingend notwendige 9-Volt-Akku sowie das zugehörige Ladegerät (zusammen 55 Euro) fehlen, verkehrt sich der scheinbare Preisvorteil allerdings ins Gegenteil. Die für das Lego-Paket benötigten sechs 1,5-Volt-Batterien werden zwar auch nicht mitgeliefert, sind aber deutlich preiswerter zu bekommen.

Baupläne aus dem Internet

Robo Mobile SetHersteller: Fischertechnik GmbH, WaldachtalSystemvoraussetzungen: Windows 98/ME/NT/2000/XP, 64 MByte RAM, 20 MByte Festplattenspeicher 249,95 Eurowww.fischertechnik.de

In Hinsicht einer ausführlichen gedruckten Dokumentation bietet MindStorms NXT weniger als seine Vorgänger. Die mitgelieferte Dokumentation beschränkt sich abgesehen von dem als Schnelleinstieg deklarierten Bauplan eines sehr einfachen Roboters - auf eine einzige DIN-A4-Broschüre.

Die behandelt sämtliche Aspekte der NXT-Technik, wobei einige Kapitel insbesondere das über die nicht ganz unwichtige Programmierung (siehe unten) - deutlich zu kurz ausfallen. Auf 22 der 76 Seiten wird der Bau des dreirädrigen Standard-Roboters TriBot erklärt, was in der Lego-üblichen Qualität und Übersichtlichkeit geschieht. Interessiert man sich für andere der insgesamt 18 Modelle und Modellvarianten, bekommt man die Baupläne ausschließlich am Bildschirm über die NXT-Software präsentiert, so dass der bevorzugte Bauplatz wohl häufig in die Nähe des Computers verlegt werden muss.

Wer weitere Herausforderungen sucht, findet auf der Internet-Seite des Herstellers (siehe Kasten oben rechts) viele weitere Bauanleitungen für völlig neue Modelle oder Variationen, die zumeist von der rührigen User-Community bereitgestellt werden. Im Vergleich zum Lego-Produkt verfügt das Robo Mobile Set über eine geradezu verschwenderische Dokumentation, die nicht weniger als vier Handbücher umfasst. Das so genannte Begleitheft widmet sich dem Einsteiger und erklärt ihm alles, was er für die ersten Schritte wissen muss. Ausführliche Infos in Sachen Programmierung liefert das Handbuch der Robo-Pro-Software.

Wer sich für die technischen Details der Robo-Interfaces interessiert, findet diese in dem zugehörigen Manual. Und das vierte Handbuch schließlich enthält sämtliche Baupläne - ebenfalls in bewährter Qualität - für die acht, "werksseitig unterstützten" Roboter-Modelle. Wem das nicht reicht, findet auf den Fanclub-Seiten von www.fischertechnik.de eine Vielzahl weiterer Bauanleitungen und Anregungen.

Was die Robustheit der fertigen Modelle betrifft, hat das Robo Mobile Set aufgrund von stärker dimensionierten Elementen und kräftigeren Motoren klar die Nase vorn. Fischertechnik-Roboter eignen sich daher eher als "Arbeitstiere", die man echten Alltagsbelastungen aussetzen kann. Lego-NXT-Droiden wirken dagegen deutlich filigraner, sind aber keineswegs instabil, was in erster Linie an der konsequenten Nutzung von Lego-Technic-Elementen liegt. Die weniger tragfähigen Noppen-Bausteine, die noch teilweise von der letzten MindStorms-Generation genutzt wurden, kommen gar nicht mehr zum Einsatz.

Die Verbesserung der MindStorms-Technik hat jedoch nicht nur Vorteile, sondern schafft auch Inkompatibilitäten. So lassen sich Motoren und Sensoren aus älteren MindStorms- oder Lego-Technic-Baukästen nicht mehr mit NXT-Robotern verbauen. Das liegt an den geänderten Anschlüssen des NXT-Bausteins, die jetzt die Form von TAE-Buchsen aufweisen, wie sie bei Telefonen oder Netzwerkgeräten üblich sind. Im Vergleich zu den früheren "Klingeldraht-Strippen" sind die jetzt verwendeten mehradrigen Kabel äußerst solide, lassen sich jedoch aufgrund ihrer Dicke nicht sonderlich gut verlegen.

Immerhin liegen alle Kabel dem MindStorms-NXT-Paket in gebrauchsfertiger Form bei. Beim Robo Mobile Set gibt es keine Unverträglichkeiten mit vorhandener Hardware. Allerdings muss sich der Anwender hier sämtliche (zweiadrigen) Kabelverbindungen selbst konfektionieren (Kabel passend abschneiden, Litzen trennen und abisolieren, Stecker aufschrauben), was die handwerklichen Talente manches Users überfordern dürfte. Hier hat man den Begriff Bausatz wohl etwas zu wörtlich genommen.