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Wie Roboter zum Lernen motivieren können

Roboter dringen immer mehr in den Alltag vor. In Malta diskutieren Wissenschaftler über Möglichkeiten, die Menschen darauf vorzubereiten.

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Wie Roboter zum Lernen motivieren können

Über Robotics in Education wird dieser Tage auf Malta diskutiert.

(Bild: Hannover Messe)

Roboter werden im menschlichen Leben mehr und mehr an Bedeutung gewinnen. Was aber wird getan, um die Menschen auf diesen Wandel vorzubereiten? Darüber diskutieren Wissenschaftler in dieser Woche auf der Konferenz Robotics in Education (RIE 2018) in Malta.

Marvin Becker von der Leibniz-Universität Hannover stellte dort das am Lehrstuhl von Sami Haddadin entwickelte Konzept roboterfabrik vor, das einen ganzheitlichen Zugang zur Robotik eröffnen, den Kenntnisstand in der Öffentlichkeit verbessern und damit auch die Akzeptanz der Technik erhöhen soll. Roboter würden als Konkurrenten wahrgenommen und seien mit übertriebenen, durch Science-Fiction-Filme genährten Erwartungen konfrontiert, die wiederum Ängste nährten, meinte Becker.

Dem wollen die Hannoveraner Forscher mit mehrtägigen, "Robothons" genannten Workshops entgegenwirken, in denen die Teilnehmer das Programmieren von Robotern lernen können. Anhand des von Sami Haddadin mit entwickelten Roboterarms Franka Emika Panda arbeiten bis zu sechs Teilnehmer an der Lösung eines oder mehrerer Probleme. In einem Pilot-Workshop sollte eine behinderte Person beim Empfang und der Bewirtung eines Gastes zu unterstützt werden: Dafür sollte der Roboter eine Tür öffnen, eine Mahlzeit in der Mikrowelle zubereiten, den Tisch abräumen und die Spülmaschine füllen. Während die Menschen eine Partie Schach spielten, sollte der Roboter ein Getränk mixen und schließlich am Schachbrett den Platz des Gastes einnehmen, der vorzeitig gehen musste. Das Interesse sei so groß gewesen, dass ein zweiter Workshop angeboten werden musste, sagte Becker.

Während die Forscher in Hannover einen Roboter verwenden, mit dem sie selbst sehr vertraut sind, haben Lehrer an Schulen und Hochschulen mittlerweile die Qual einer großen und stetig wachsenden Auswahl. Seit Seymour Papert im Jahr 1970 mit dem Turtle den ersten Roboter für Lernzwecke erfunden habe, sei das Angebot über mehrere Jahrzehnte überschaubar gewesen, sagte Dave Catlin, der mit seiner Firma Valiant Technologies diesen Roboter selbst vermarktet und weiterentwickelt hat.

Seit etwa zehn Jahren sei dieser Bereich der Robotik aber regelrecht "am Durchdrehen". Mittlerweile gebe es so viele Lernroboter, dass eine Taxonomie, also eine Unterteilung in verschiedene Kategorien, erforderlich sei, um den Überblick zu behalten. Dadurch werde es Lehrern erleichtert, den für ihre Zwecke am besten geeigneten Roboter zu finden. Auch können Erkenntnisse, die mit einem bestimmten Roboter gewonnen wurden, besser auf andere Plattformen übertragen werden.

Eine solche Taxonomie sei eine Gemeinschaftsaufgabe und brauche Zeit, betonte Catlin. Er schlägt vor, Lernroboter in solche einzuteilen, die in erster Linie Kenntnisse der Konstruktion und Programmierung von Robotern vermitteln sollen (Build Bots), und solche, die für ein breiteres Spektrum von Lernzielen genutzt werden (Use Bots).

Das unterstrich, was David P. Miller zur Eröffnung der Konferenz erzählt hatte. Für ihn reichen die Wurzeln der Lernroboter zurück bis in die 1970er Jahre, als Woodie Flowers seinen Kurs Nr. 2.70 "Introduction to Design" am Massachusetts Institute of Technology (MIT) mit einem Wettbewerb enden ließ. Die Studenten sollten Maschinen bauen, die schneller als die jeweilige Maschine des gegnerischen Teams Ping-Pong-Bälle von einem Spielfeld einsammeln konnte. Die Idee war so erfolgreich, dass Michael B. Parker, der damals am MIT Elektrotechnik und Informatik studierte, sie am eigenen Institut umsetzen wollte.

Simulierte Roboter hätten bei weitem nicht diesen motivierenden Effekt gehabt, sagte Miller. Nach und nach seien daraus aber Roboterbausätze wie Lego Mindstorms hervorgegangen, die wiederum zur Grundlage von Wettbewerben und Kursen wurden. Im Jahr 1994 fanden Lernroboter in den USA mit dem KISS Institute for Practical Robotics dann auch eine institutionelle Heimat.

Miller verglich Roboter mit altem Spielzeug aus seiner eigenen Kindheit, das sich noch mit dem Schraubenzieher zerlegen und untersuchen ließ. Mit Videospielen, verschweißtem Plastikspielzeug oder Mobiltelefonen ginge das nicht. Solche Geräte erstickten die eigene Kreativität, statt sie zu fördern. Wie gut das dagegen mit Robotern funktioniert, unterstrich er mit einem Video, das im Anschluss an einen Wettbewerb im Jahr 2002 aufgenommen wurde: Da saßen einige Teilnehmer entspannt im lockeren Kreis und nutzten die Plastikröhren, mit denen zuvor das Spielfeld gebaut worden war, als Musikinstrumente. (anw)