Team Schatzeule tuned seinen Roboter zwischen den Wettkampeinsätzen Die Robotik-AG der technischen Universität Chemnitz hat zum zweiten Mal zu ihrem bundesweiten Schülerwettbewerb Roboking aufgerufen. Nachdem im Jahr 2004 die Schüler die Aufgabe hatten, einen Roboter zu bauen, der seinen Weg durch ein unbekanntes Labyrinth finden musste, las sich die literarische Seite der für das Jahr 2005 gestellten Aufgabe in etwa so: Der alte König hat zur Schatzsuche gerufen. Viele mutige Prinzen aus dem ganzen Land sind gekommen, um die Herausforderung anzunehmen. Aber nicht nur sagenhafte Schätze warten auf die Helden, denn in den dunklen Wäldern hausen finstere Räuber. Doch wer sich in ihr Versteck wagt, kann sie vielleicht überreden, die Burg des Kontrahenten zu plündern und sich so einen Vorteil verschaffen. Wer wird am Ende das meiste Gold geborgen haben?

Das leere Spielfeld: Vorne rechts und hinten links befinden sich die "Burgen". Die beiden anderen Ecken stellen die "Räuberwälder" dar Die dahinter sich verbergende Aufgabe ist aber tatsächlich eine knallharte technische Herausforderung: Das "Königreich" ist ein etwa 4 m² großer Tisch. Zwei sich diagonal gegenüberliegende Ecken symbolisieren die jeweiligen "Heimatburgen". Der Boden ist hier durch ein in die jeweilige Ecke gelegtes dreieckiges Brett leicht erhöht. Auf dieses Brett müssen die von den Teams selbst zu konstruierenden und zu bauenden Roboter handelsübliche Tennisbälle, die "Schätze", befördern. Für die Teilnehmer gibt es eine ausführliche Dokumentation mit genauen Spezifikationen wie den Farben des Spielfeldes oder dem erlaubten Maximalumfang des zu bauenden Roboters. Damit auch solche Teams mit wenig Erfahrung im Roboterbau eine Chance haben, werden dort auch wichtige Bauteile wie ein Mikrocontroller vorgeschlagen und in dessen Programmierung eingeführt. Der Mikrocontroller übernimmt die Steuerung aller Sensoren und anderer Bauteile wie Motoren für den Antrieb. Die Schwierigkeit für die teilnehmenden Teams lag zum einem in der Konstruktion der Mechanik des Roboters, zum anderen in der Entwicklung einer geeigneten Such- und Transportstrategie der Tennisbälle.

Zum ersten Mal unter Wettkampfbedingungen testen konnten die Teams ihre Lösungen der Aufgabe im sogenannten Zwischenwettbewerb in Erfurt am 15. und 16. Januar 2005. Von den 20 hierfür eingeladenen Teams bekamen 16 ihr OK für den Wettkampf auf der Hannover Messe. Ursprünglich haben sich 62 Schülergruppen beworben. Die begrenzten finanziellen Mittel, die hauptsächlich Dank Sponsoren zu Stande kamen, geben jedoch die maximal mögliche Teilnehmerzahl vor. So sind die Veranstalter gezwungen, im Vorfeld auf Basis der schriftlichen Bewerbungen eine Vorauswahl zu treffen.

Der Metallbot aus Rheine hat sich einen "Schatz" gegriffen Für die Endrunde auf der Hannover Messe wurde die Aufgabe noch verfeinert: Der Zugang zu den beiden weiteren Ecken des Spieltisches ist durch kleine Plastikpflanzen ("Räuberwald") verengt. In diesen Ecken befindet sich ein Schalter. Fährt der Roboter gegen diesen Schalter, werden die vom Gegner gesammelten Tennisbälle wieder zurück auf das Spielfeld befördert. Ein vermeintlicher Vorsprung kann so schnell schwinden. Im allgemeinen wurde es aber als schwierig empfunden, den Roboter in die richtige Ecke an den Hindernissen vorbei zu navigieren, und dies auch zum richtigen Zeitpunkt. Nur wenige Roboter nutzten diese Option, einige lernten dies erst während des Wettkampfes.

Es gab zahlreiche Lösungsansätze, die während des Tuniers immer wieder verfeinert oder auch verworfen wurden. Im Groben ließen sich zwei Grundstrategien ausmachen: Die einen, die das Suchen und Erkennen des Tennisballes einer Kamera und entsprechender Bildverarbeitungssoftware überließen; die anderen, die auf eine Kombination aus Infrarot- und/oder Ultraschallsensoren setzten. Hinzu kam wie beispielsweise beim Team Rheine auch mal ein Kompassmodul. Vielen schien das Auswerten der Informationen einer Kamera zu rechenintensiv und kompliziert, denn es waren nur 8-Bit Mikrocontroller zugelassen. Andere nutzten die Möglichkeit, dass Kameramodule mit eigenem Controller erlaubt waren und so die Hauptrecheneinheit des Roboters entlastet werden konnte.

Obwohl die Siegermannschaft "Neustadt" auf eine "einfache" Kamerastrategie setzte, war bis zum Ende nicht auszumachen, welche Technik im Vorteil ist. Denn je nach Sonneneinfall im Pavillon der Halle 11 auf der Hannover Messe mit seinen großen Glaswänden schienen manchmal die Kamerastrategen und manchmal die Infrarot- und Ultraschallanhänger im Vorteil zu sein.

Der Roboter von Team Limbach auf dem Weg zu einem Schatz Was passiert, wenn Hard- und Software nicht richtig zusammenarbeiten, war Spiel für Spiel gut zu beobachten. Wurde der Tennisball nicht erkannt, fuhren die Roboter am Schatz vorbei. Das Modell Skarabit des Titelverteidigers aus Limbach schwächte seine Leistung zum Beispiel manchmal dadurch, dass er zu spät vor dem Tennisball abbremste und ihn so von sich weg schob. Dadurch ging die Bewegung des Greifarms ins Leere und wertvolle Zeit verloren. Aber selbst, wenn der Schatz gefunden und sicher aufgenommen wurde, galt es für den Roboter, seine Heimatburg wiederzufinden. Dazu muss man zunächst die richtige Ecke des Tisches ansteuern. Gelegentlich schob ein Roboter seinen Schatz zur Freude der Gegner in die falsche Ecke. Auch am "Räuberwald" oder an der Bande durfte man nicht hängen bleiben. Ein Zusammenstoß mit dem gegnerischen Roboter war durch Abbremsen zu verhindern. Sind auch dieses Hürden gemeistert, muss der Ball so abgeladen werden, dass er auf dem farbigen Brett der Heimatecke auch liegen bleibt und nicht wieder herunter rollt. Der Roboter des Teams "RoboHood" (Göttingen) fuhr gar nicht zu seiner Heimatburg, sondern überraschte Publikum und Gegner mit einem Schussmechanismus, der den Ball in die Zielecke beförden sollte. Die Richtung stimmte, aber die Schussstärke dafür nicht immer: So mancher vermeintlich gewonnene Schatz rollte zurück ins Spielfeld.

Mit strengem Blick bewacht Manuela Wolf vom Veranstalterteam das Spielgeschehen Die Bälle wurden erst unmittelbar vor jedem Spiel auf dem Spielbrett verteilt. Hierzu wurde eine Karte gezogen, die die Position der Bälle vorgab. Die Roboter mussten die Bälle also wirklich suchen. Überhaupt war Einflussnahme von Außerhalb verboten. Ein manueller Eingriff eines Teams wurde mit 2 Strafpunkten bestraft, das heißt, zwei Bälle wurden umsonst eingesammelt. Wenn der Roboter sich einfach nicht mehr von einem Hindernis entfernen wollte oder immer wieder die Bande ansteuerte, war daher Taktik gefragt. So manche führende Mannschaft lies ihren Schützling in seiner Verwirrtheit alleine, wenn der gegnerische Roboter weniger Bälle gesammelt hatte und mit ähnlichen Problemen kämpfte. Lag man zurück, dann durfte man den Roboter an der Stelle seines Missgeschicks drehen und kassierte dank der strengen Augen der Schiedsrichterinnen allerdings seine beiden Strafpunkte.

Zwischen Angst und Freude: Der Roboter hat den Schatz gefunden, bringt er ihn aber auch sicher in die "Burg"? Es war der Mix aus all diesen Schwierigkeiten und der Tatsache, dass die Roboter nicht perfekt zum Turnier antraten und von Spiel zu Spiel weiter verbessert wurden, der zu einem sehr spannenden Wettkampfverlauf führte. In so manchem Spiel in der Zwischenrunde bangten die Teams an den Spieltischen darum, ob ihr Roboter oder der des Gegners sich zuerst wieder von der Bande lösen wird, um dann den entscheidenden Ball noch nach Hause zu bringen. Da es für den Sieg noch einmal 4 Punkte extra gab, wurde so wie beim Spiel Team Potsdam gegen Team Aschaffenburg aus einem dünnen 1:0 ein Endstand von 5:0.

Ab dem Viertelfinale wird ein Platz direkt am Tisch ein rares Gut -- so ensteht ein 2. Rang Ganz anders im Halbfinalspiel von Team Neustadt gegen Team Schatzeulen (Kassel). Beide Roboter räumten zunächst souverän die Bälle vom Tisch. Beim Gleichstand von 3:3 nahm der Roboter der Schatzeulen jedoch sicher Kurs auf den Räuberwald und betätigte den Schalter. Damit gingen die Schatzeulen 3:0 in Führung. Gut, dass die Neustädter ihrem Roboter gerade das gleiche Kunststück beigebracht hatten. Nachdem er einen weiteren Ball in seine Burg brachte, lehrte er seinerseits die gegnerische Burg durch einen Besuch im eigenen Räuberwald. Der Roboter der Schatzeulen kam aber nicht mehr richtig in Fahrt, am Ende stand es 4:1 nach Bällen und wegen einem Handeingriff der Neustädter lautete der Endstand statt 8:1 immer noch klare 6:1 für sie.

Am Ende erreichte Team Köln den 7.Platz Dramatik anderer Art gab es im zweiten Halbfinalspiel: Zunächst endet das Hauptspiel unentschieden. Eine weitere Runde mit golden goal sollte -- nach Rücksprache mit den Teams -- anstelle des Loses den Sieger entscheiden. Das Team Limbach kalibrierte nach eigenen Angaben hierzu ihre Farberkennung neu und holte kurz nach Spielstart den ersten entscheidenden Ball in die heimische Burg. Sieg. Die Gegner aus Rheine protestierten jedoch beim Schiedsrichterteam. Rheine unterstellte Team Limbach, eine andere Software geladen zu haben, es muss aber in der golden-goal-Runde die gleiche Software wie im vorherigen Spiel benutzt werden. Ebenso sei der manuelle Neustart ihres Roboters im Hauptkampf zu unrecht nicht mit zwei Punkten geahndet worden. Der "Metallbot" des Teams Rheine hatte bei einem Zusammenstoß mit dem gegnerischen Roboter seinen Hauptschalter betätigt. Unerlaubter Zusammenstoß oder unerlaubter manueller Eingriff? Nach heftigen Diskussionen einigten sich die Teams auf eine weitere Runde. Metallboot führte an ihrem Ende zwar mit 3:2 Bällen, wegen eines manuellen Eingriffs gab es jedoch Punkte Abzug. Titelverteidiger Limbach war damit endgültig im Finale und das dramatischste Match des Tages hatte sein Ende gefunden.

So sehen Sieger aus: Team Neustadt gewann das Tunier... Insgesamt war die Kollegialität nach Aussagen der Beteiligten aber sehr gut. Eine Teilnehmerin bemerkte hierzu treffend, dass man ja schließlich nicht deshalb gewinnen wolle, weil das gegnerische Team keinen Seitenschneider besitze. Womit wir ganz aus Versehen beim Thema Frauenanteil wären. Insgesamt dominierten die männlichen Teilnehmer: In den zirka fünfköpfigen Teams fand sich nur gelegentlich auch eine weibliche Mitstreiterin. Ausgerechnet von der männerdominierten katholischen Seite kam eine erfreuliche Ausnahme. Das Team Köln vom katholischen Ursulinengymnasium bestand, vom männlichen Lehrer und dem männlichen Vertreter des Sponsors mal abgesehen, aus Teilnehmerinnen: Das Usulinengymnasium ist eine Mädchenschule.

... und so sehen Sieger ebenfalls aus: Der Roboter "Leopard" des Siegerteams Neustadt Der Begriff Sponsor war ebenfalls häufig aus den Reihen der Teams zu hören. Die 350 Euro, die der Veranstalter jedem Team zur Verfügung stellt, reichten den Schülern für ihre Entwicklung nicht. So lieferten selbst geworbene Sponsoren oft weiteres Geld oder gar Bauteile, die die Schüler vorher entwarfen. Da meist mehrere Geräte gebaut werden müssen, bis sich der gewünschte Erfolg zeigt, belaufen sich alleine die Materialkosten auf über 1000 Euro je Team. Hinzu kommen Reisekosten und Verpflegung. Der Erfolg an diesem Turnier setzt sich daher nicht alleine aus technischen Know-how zusammen: Marketing und Management gehören genauso dazu.