"Schüler bauen Roboter"-Wettbewerb der TU München 2024/25:

Auch in diesem Schuljahr begaben sich ausgewählte Schülerinnen und Schüler der 12. Jahrgangsstufe der Berufsoberschule (BOS) auf den Weg nach München, um am „Schüler bauen Roboter“ Wettbewerb 2024/2025 der Technischen Universität München teilzunehmen. Ziel des diesjährigen Wettstreits zwischen den verschiedensten teilnehmen Schulen aus Oberbayern war es, einen Parkour eigenständig und möglichst schnell mit einem Roboter im vollautonomen Modus zu durchfahren. Im Verlauf des Parcours waren verschiedene Hindernisse sowie Rampen integriert, die die Aufgabe nicht nur herausfordernd sondern auch abwechslungsreich gestalteten.

Zu Beginn des Schuljahres 2024/25 bildete sich zügig eine Gruppe von Schülerinnen und Schülern der Berufsoberschule (BOS) mit unterschiedlichen beruflichen Hintergründen, um eine erfolgreiche Teilnahme am Wettbewerb sicherzustellen. Die Gruppe setzte sich dabei aus Mechatronikern, Elektronikern, Informatikern, sowie Modellbauern und Produktdesignern zusammen. Bereits zu Beginn zeigten die Teilnehmenden großes Engagement und Motivation, obwohl der genaue Verlauf des Wettbewerbs und der damit verbundene Arbeitsaufwand noch nicht abschätzbar war. Ruhm und Anerkennung winkten.

Am Nachmittag des 12. November erhielten die Schüler am Stammsitz der Technischen Universität München in der Arcisstraße ihre „Arduino“-Roboterbausätze sowie die dazugehörigen sogenannten STEM-Kits, die als grundlegendes Baugerüst dienen und an Lego-Bausätze erinnern. Damit wurde den Teilnehmenden der erste interdisziplinäre Berührungspunkt mit den Fachgebieten Mechatronik und Informatik ermöglicht. Im Anschluss präsentierten sich alle teilnehmenden Gruppen, einschließlich der Konkurrenz anderer Schulen. Danach erfolgte die Einführung in das Regelwerk, wobei offene Fragen umfassend geklärt wurden. Nachdem die Informationsbedürfnisse der Gruppen befriedigt waren, traten die Schüler mit der betreuenden Lehrkraft den spät abendlichen Heimweg an.

Im Anschluss begann die umfangreiche Konzeptions- und Bauphase, in deren Verlauf erste Herausforderungen auftraten. In den schulischen Werkstätten fertigten Praktikantinnen und Praktikanten der 11. Jahrgangsstufe, einzelne Bauteile im Auftrag der Robotik-Gruppe unter Aufsicht der Werkstattmeister an. Nach mehrfachen Überarbeitungen entstand ein rudimentäres Blechgerüst, auf dem der Arduino montiert werden konnte und an dem die Ultraschallsensoren stabil befestigt waren. Ziel war es, zum Mitteltreffen einen funktionsfähigen Prototypen vorzulegen. Zur Beschleunigung des Fortschritts übernahmen die Gruppenmitglieder spezifische Rollen und Aufgaben, z.B. Planung, Programmierung und Qualitätssicherung Dieser Entwicklungsprozess wurde ausführlich dokumentiert, um der betreuenden Lehrkraft die erzielten Fortschritte transparent darzulegen, da die Gruppe geplant hatte, sich in der zweiten Woche der Weihnachtsferien erneut zu treffen. Um weitere Trainingsmöglichkeiten zu schaffen, wurde der Parcours bei einem Schüler kurzerhand in der Garage nachgebaut – ein außergewöhnliches Engagement!

Gut vorbereitet nahm die Gruppe am 18. Dezember am Mitteltreffen teil. Es wurde schnell deutlich, dass auch die Konkurrenz intensiv an ihren Projekten arbeitete. Die unterschiedlichen Konzepte wurden präsentiert und mit großem Interesse aufgenommen. Besonders hervorzuheben war eine Gruppe, die ihren Roboter nach dem Vorbild eines „Hoverboards“ schwebend konstruieren wollte. Andererseits gab es auch Teams, die mit der Komplexität der Aufgabe sichtbare Schwierigkeiten hatten. So leider auch der Roboter der FOSBOS Ingolstadt der zwar über funktionierende Fahrfähigkeit verfügte und Ultraschallsensordaten erfassen konnte; jedoch traten bei der Datenverarbeitung Probleme auf, die dazu führten, dass der Roboter bereits nach kurzer Zeit zum Stillstand kam und Schwierigkeiten hatte, im Kreis zu fahren. Diese technischen Herausforderungen mussten innerhalb der verbleibenden kurzen Frist – neben Klausuren, Fachreferaten und weiteren schulischen Verpflichtungen – bis zum Finale am 8. April behoben werden. Insbesondere die programmierenden Mitglieder der Gruppe waren hierbei maßgeblich gefordert.

Im weiteren Verlauf trat bedauerlicherweise ein gravierendes technisches Problem auf: Aufgrund eines Fehlers beim Anschluss des Akkus an den Arduino, konkret einer Verpolung infolge eines Problems mit einer Lötstelle, wurde der Mikrocontroller irreparabel beschädigt. Es war daher erforderlich, kurzfristig Ersatz zu beschaffen. Nach Empfang des Ersatzteils wurde der defekte Arduino zwar umgehend ausgetauscht, jedoch wurde die defekte Lötstelle beim zweiten Einbau erneut übersehen, was zu einer erneuten Fehlfunktion des Mikrocontrollers führte. Erst in der Nacht vor dem Finale konnte die Ursache identifiziert und behoben werden. Leider hatte der Arduino durch die wiederholten Fehlversuche bereits erheblichen Schaden genommen…

Am Tag des Finales zeigte der Roboter zwar die Fähigkeit, eine Kreisbahn zu durchfahren, jedoch wurden die Sensordaten fehlerhaft ausgelesen und verarbeitet. Dies führte dazu, dass während der Fahrt mehrfach korrigierende Richtungsänderungen erforderlich waren, die jeweils mit einer Zeitstrafe von zehn Sekunden belegt wurden. Das Team erreichte einen dritten Platz, doch angesichts der intensiven Vorbereitung wurde dieses Ergebnis durch die technischen Schwierigkeiten bedingt von den Schülern als ausbaufähig empfunden. Die Teilnehmenden zeigten sich dennoch mit ihrem Lernfortschritt zufrieden und erhielten zur Anerkennung eine Urkunde über die Teilnahme am Wettbewerb.

Da die Technische Universität im kommenden Jahr ihre Organisationsstruktur umgestaltet, ist leider noch ungewiss ob der Wettbewerb zukünftig Bestand haben wird. Man hofft natürlich auf eine erfolgreiche Fortführung des Projekts, wenn es wieder heißt „Schüler bauen Roboter“.