Roboking-Schülerwettbewerb auf der CeBIT 2008

Beim Roboking-Finale 2008 übten sich Roboter als Balljungen, die mit Tricks den Gegner ausstechen. Der flinke Ballcatcher holte den Titel für dieses Jahr nach Rheine.

Drei, zwei, eins“ zählen die Zuschauer und die erste Runde des alles entscheidenden Finales um den Roboking 2008 beginnt. Auf der einen Seite spurtet sofort der windschnittig gebaute Roboter des Teams Ballcatcher aus Rheine los, auf der anderen Seite bringt sich ein Gefährt in Position, das einem Mistlader aus der Landwirtschaft ähnelt. Während er seine Spielfeldhälfte abfährt, gabelt er Tennisbälle auf und legt sie am Rand in Sammelrinnen. Sein Gegner schiebt und kippt stattdessen – dank einer breiten Rampe oft gleich drei auf einmal. Gerade kommen sich beide näher und einer müsste ausweichen: Der Mistlader übersieht anscheinend seinen flachen Gegner, rammt ihn und beide verkeilen sich ineinander. Bevor größerer Schaden entsteht, unterbrechen die Schiedsrichter das Spiel und diskutieren die Lage. Das Team des Mistgabel-Roboters nimmt die Schuld auf sich und verzichtet damit auf den ersten Rundensieg bei die-sem für die Schüler kostenlosen Wettbewerb, hinter dem Mitarbeiter und Studenten der TU Chemnitz stehen. Mehr zu den Teilnahmebedingungen und der Regularien findet sich im Kasten.

Plan B

Die Erbauer des Mistgabel-Roboters kommen aus Heikendorf bei Kiel in Schleswig-Holstein, besuchen die 11. Klasse der Heinrich-Heine-Schule und nennen sich Plan B. Eigentlich sollten Sensoren am Roboter die Entfernung zum Gegner messen, doch sie verhalten sich meist wie Schalter und liefern nur 0 oder 100 zurück, erzählen die Schüler. Mit ähnlich mysteriösen Phänomenen musste sich auch das Team Spielgemeinschaft Remscheid rumschlagen, das in der 2. Liga des Wettbewerbs teilnahm. Ihr Gefährt meisterte die Aufgabe ganz hervorragend und sammelte dort mit Abstand die meisten Bälle. Doch manchmal blieb es noch vor dem Spielende einfach stehen und rührte sich nicht mehr. „Wir brauchen halt etwas Glück fürs Finale“, kommentierten die Remscheider Schüler die Situation. Die erste Runde arbeitete ihr Schützling durch und gewann, in der zweiten stellte er sich jedoch nach einiger Zeit tot. Vorher hatte er zwar für ausreichend Punkte gesorgt, doch der Gegner war noch munter unterwegs. „Unser Roboter weiß halt, dass wir gewonnen haben“, antworten sie auf die Frage, ob sich bei ihrem Roboter noch etwas bewegen würde. Obwohl sich der Widersacher tapfer abrackert, ist den Remscheidern der Sieg nicht zunehmen.

Auch Plan B braucht nun etwas Glück – oder sie müssen sich in der kurzen Pause bis zum zweiten Finalkampf etwas ausdenken. Schnell programmieren sie noch einige Details um, laden das Programm auf den Roboter und sind zu Spielbeginn bereit. Nach dem Anpfiff fährt ihr Mistgabel-Roboter kurz an, stoppt und wartet einige Sekunden. Der Ballcatcher rast unterdessen wie gewohnt übers Spielfeld und sammelt Tennisbälle ein. Doch an einer der Ecken am Startpunkt bleibt er plötzlich hängen. Ein Teammitglied hilft ihm aus der Klemme: Ein Eingriff während des Spiels ist nicht erlaubt und die Schiedsrichter ahnden ihn mit drei Strafpunkten. Der Mistgabler beginnt nun seine Arbeit und räumt seine Spielfeldhälfte leer. Der Rheiner Roboter liegt jedoch bereits mit vielen Bällen in Führung, als er abermals mit einem Hindernis auf dem Spielfeld kollidiert. Es scheint, dass die Ballcatcher-Jungs die Nerven verlieren. Sie stupsen ihren Roboter an und als er sich nicht gleich orientieren kann, helfen sie noch einmal nach.

In diesem Moment unterbricht ihr Gegner seine Sammelei, dreht sich zu den Galgen in der Spielfeldmitte und hebt seine Gabel. Der Elektromotor des kleinen Gefährts heult auf und kurze Zeit später reißt eine der Gabelspitzen den Ring vom Galgen, was das Tor mit der Sammelausbeute vom Ballcatcher-Roboter öffnet. Plan B liegt nach Punkten vorn. Doch es sind noch knapp drei der insgesamt fünf Minuten zu spielen. Ballcatcher muss nun nachlegen: Innerhalb kurzer Zeit sammelt er acht weitere Bälle und startet seine Sabotage-Aktion am Galgen des Gegners. Doch eine Minute vor Ablauf der Spielzeit wird der Mechanismus abgeschaltet und Plan B kann trotz weniger gesammelter Bälle den Sieg einstreichen. Es steht nun unentschieden – ein letztes Match muss die Entscheidung bringen.

Trick 17

Das Entscheidungsspiel läuft und in fünf Minuten wird der diesjährige Roboking-Sieger feststehen. Beide Roboter machen sich unverzüglich an die Arbeit und ernten die per Zufall verteilten Tennisbälle vom Spielfeld. Die Motoren des Ballcatcher-Roboters kreischen wie die eines Modell-Rennwagens, dem das orange Gefährt auch ähnelt. Auch bei Plan B läuft alles glatt, der Roboter sammelt emsig. Doch gegen die Geschwindigkeit des Konkurrenten kann er wenig ausrichten. Ballcatcher kommt diesmal ohne die Hilfe seiner Erbauer aus. Nach wenigen Minuten hat er seine Spielhälfte abgeräumt und zielt auf die gegnerischen Ringe, die er präzise vom Galgen holt.

Die Hoffnungen von Plan B sind dahin, doch nun legt ihr Gegner erst richtig los: Er fährt in ihre Spielfeldhälfte und befördert die dort verbliebenen Bälle auf seine Seite, wo er sie mit gewohntem Tempo in seine schon gut gefüllten Basen einlagert. Ballcatcher holt damit die Roboking-Krone für dieses Jahr nach Rheine ans Gymnasium Dionysianum, das beim Wettbewerb gleich mit fünf Teams an den Start ging und damit wohl als Hochburg des Robotik-Nachwuchses in der Republik gelten darf. Aber auch die vier Schüler vom Team Plan B können es kaum fassen, dass sie es soweit geschafft haben. Sie zollen der Leistung ihres Gegners Respekt und gratulieren sich gegenseitig. Plan B trat in diesem Jahr zum zweiten Mal an. Die Besetzung hat sich in der Zeit zwar geändert, der Elan ist aber gleich geblieben. 2007 hatten sie nur wenig Glück. Damals schied die Mannschaft um Teamleiter Johannes bereits in der Vorrunde aus. Da ist der in diesem Jahr erreichte zweite Platz natürlich ein Riesenerfolg.

Hoch lebe der Roboking!

Gegen 14:30 Uhr beginnt die Siegerehrung, Abschluss und Höhepunkt des Roboking 2008. Jedes Team bekommt als Anerkennung eine Urkunde. Für die siegreichen Ballcatcher, das zweitplazierte Team Plan B und die BotBurger auf Platz 3 gab es neben Geld- und Sachpreisen zusätzlich die begehrten Roboking-Trophäen. Das Finale endet mit einem Gruppenfoto aller Teilnehmer und vielen Danksagungen an die Veranstalter aus Chemnitz. Die Fotos und ein Video vom Finale sind inzwischen auch auf www.roboking.de zu finden. (rek)

Literatur

[1] Wettbewerbsdokumentation und Teilnahmebedingungen

[2] Steuermann, Mit einer Drehzahlregelung fährt der c't-Bot geradeaus und mit konstanter Geschwindigkeit, Daniel Bachfeld, c't 9/06, Seite 222

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Roboking-Fakten

Veranstaltet wird der jährliche Schülerwettbewerb von Studenten und Mitarbeitern der Professur für Prozessautomatisierung an der TU Chemnitz, die die Aufgaben formulieren, die Spielregeln festlegen, sich um die Veranstaltungsorte kümmern und die Wettbewerbe organisieren. Dabei helfen aber auch andere Fachrichtungen der TU wie beispielsweise die Medienkommunikation, die die Website www.roboking.de gestaltet und die Wettkämpfe auf Video aufzeichnet. Die Kosten übernimmt ein breit gestreutes Sponsorenfeld: AMD, BMW, Bosch, Komsa, Krause Robotics, Leiton Leiterplatten, Deutsche Messe AG, Qimonda, Siemens sowie die TU Chemnitz und das dortige Studentenwerk. Die Preise stiften Creative, Fujitsu Siemens, SanDisk, TrekStor, Unitek und der Heise Zeitschriften Verlag.

Mit dem Roboter-Wettbewerb haben sich die Veranstalter das Ziel gesetzt, bei Kindern und Jugendlichen das Interesse für Technik zu wecken und sie an Studiengänge in diesem Bereich heranzuführen, um dem oft beklagten Fachkräftemangel in Deutschland aktiv entgegenzuwirken. Ebenso wichtig ist den Veranstaltern, dass die Jugendlichen beim Wettbewerb spielerisch lernen, kreativ mit Problemen umgehen und ihr Verhandlungsgeschick üben können, wenn sie beispielsweise Sponsoren suchen. Das Regelwerk des Wettbewerbs soll ihnen dabei nicht im Wege stehen, sondern nur für einen fairen Ablauf sorgen.

Am Roboking dürfen Teams teilnehmen, die aus drei bis maximal fünf Schülern und Schülerinnen sowie einem volljährigen Teamleiter bestehen. Die Teammitglieder können aber auch Jugendliche sein, die noch keine Berufsausbildung begonnen haben und die Zivil-, Wehrdienst oder Ähnliches ableisten. Wer am Roboking teilnehmen möchte, jedoch niemanden hat, der die Kosten für Material und die Fahrten zu den Wettkämpfen bezahlt, kann eine Finanzspritze von 350 Euro bei den Roboking-Organisatoren beantragen [1].

Beim Roboking 2008 mussten sich die Roboter und ihre Erbauer auf einem 3000 x 2000 Millimeter großen Spielfeld beweisen: Einerseits galt es die Bälle in die eigenen Basen zu befördern, andererseits zur richtigen Zeit die Ringe des Gegners vom Galgen zu stechen. Da sich die Gefährte dabei jederzeit in die Quere kommen können, sollten die Roboter ihre Gegner und die Aufbauten auf dem Spielfeld erkennen und ihnen ausweichen, um Schäden zu vermeiden. Gemäß der Spielregeln sollen sich die Roboter defensiv verhalten, also den Gegner nicht über den Haufen fahren oder gar zerstören. Gleichzeitig dürfen sich die Roboter nicht tarnen und nicht mehr als drei Bälle gleichzeitig aufnehmen.

Die Spielregeln [1] schränken die Schüler bei der Umsetzung und dem Roboter-Bau kaum ein: Die Wahl der Sensoren, der Platinen, Motoren und der Mechanismen zum Bällesammeln oder Ringestechen ist den Schülerteams überlassen. So gleicht beim Roboking 2008 kaum ein Roboter dem anderen. Einige Teams sammelten mit bekannten Prinzipien wie Gabeln oder Rampen, andere zogen die Bälle mit Fahrstühlen aus Farbrollen ins Gefährt und beförderten sie dann zu den Basen. Wieder andere kombinierten eine Hebebühne mit einer Kehrmaschine, die die Bälle einsaugt. Ähnlich viele Möglichkeiten hatten die Teams bei der Wahl der Algorithmen, die ihren Roboter übers Feld lenken. Das Team Plan B hat nach eigenen Aussagen den im c't-Artikel Steuermann beschriebenen Algorithmus abgewandelt, der ihnen im Entscheidungskampf zum Sieg verhelfen soll [2]. Ins diesjährige Finale schafften es immerhin 30 Teams aus ganz Deutschland und der Schweiz. Die ersten 16 qualifizierten sich für die erste Liga, der Rest kämpfe den kleinen Roboking-Titel in der zweiten Liga aus.

Die Chemnitzer Veranstalter planen bereits fürs kommende Jahr, die Aufgabe ist gestellt: Die Roboter der Schülerteams müssen auf einem gemeinsamen Spielfeld Podeste markieren und dabei den Gegner nicht aus den Augen lassen. Die genaue Aufgabenbeschreibung mit Vorgaben und Spielfeldbeschreibung folgt im Mai, doch können sich die Teams bereits jetzt zum kommenden Wettbewerb anmelden. Die Qualifikationsrunde findet wie in den letzten Jahren im November an der TU Chemnitz statt. Das Finale fechten die Teams auf der kommenden CeBIT im März 2009 aus.