In der neuen Ausgabe des Stiftungsreports stellen wir die beiden Weltmeister im Kurzinterview vor. Das Qualifikationsturnier für die German Open RoboCup in Hannover wird seit 2013 von der Stiftung NiedersachsenMetall gefördert.

1. Was hat euch ursprünglich dazu inspiriert, am RoboCup teilzunehmen? Wie lang seid ihr schon in der AG aktiv gewesen?
Das Team wurde in dem Jahr 2017 unter dem Namen "#RoboEvolution" von zwei ehemaligen Mitgliedern gegründet und startete mit einem Lego Mindstorms NXT Roboter. Im Jahr 2019 ist Marius dem Team beigetreten. Ich (Marius) war schon seit einigen Jahren an Robotern interessiert und habe bei externen Kursen teilgenommen die mit den Lego Mindstorms Education das Roboter bauen gelehrt haben. Im April 2022 ist Tim dem Team beigetreten, wobei vorher eine Person das Team verlassen hatte. Ich (Tim) hatte zuvor keine Erfahrung im Bereich der Robotik. Allerdings habe mich bereits mit Mikrocontrollern, Sensoren und besonders mit Raspberry Pi's beschäftigt. Ein solcher Raspberry Pi wurde schließlich die Basis für unseren neuen Roboter. Zu dritt haben wir letztes Jahr den dritten Platz bei der Europameisterschaft in Varaždin erreicht, wobei uns die dritte Person dieses Jahr verlassen hat wegen dem Druck des Abiturs. Dieses Jahr haben wir uns dann schließlich in "Overengineering²" umbenannt und haben die Weltmeisterschaft in Eindhoven gewonnen.

2. Könnt ihr kurz erklären, was die Idee hinter dem RoboCup ist?
Das Ziel dieses Wettbewerbs besteht darin, einen vollständig autonomen Roboter zu entwickeln, der in der Lage ist, verschiedene Aufgaben in verschiedenen Hindernisparcours auszuführen. Generell sollen diese Roboter einen Rettungsroboter nachstellen, der in z.B. einem eingestürzten Haus nach Überlebenden sucht. Zu den Aufgaben gehört das Folgen einer schwarzen Linie mit Lücken, Kreuzungen, Bremsschwellen, großen Hindernissen, Trümmern, Rampen und Wippen. Darüber hinaus muss der Roboter in der sogenannten Evakuierungszone zwei silberne Bälle (lebende Opfer) und einen schwarzen Ball (totes Opfer) aufnehmen und diese in den jeweiligen Evakuierungspunkten platzieren. Der Roboter soll anschließend bis zum Ende des Parcours normal der Linie folgen.

3. Wie habt ihr euch als Team auf die Weltmeisterschaft vorbereitet?
Glücklicherweise waren wir, je näher die Weltmeisterschaft rückte, in der Lage, immer mehr Zeit in unser Projekt zu investieren. Die Monate zuvor mussten wir unsere Zeit nämlich stets zwischen den Vorbereitungen für unser Abitur und der Arbeit an dem Roboter aufteilen. Die zwei Monate vor der Weltmeisterschaft hieß es dann, über 100 Seiten an notwendiger Dokumentation über den Roboter zu finalisieren und den Roboter ausgiebig zu testen, um möglichst viele Fehler zu finden und diese zu beheben.

4. Was war die größte Herausforderung während des Wettbewerbs in Eindhoven?
Die größte Herausforderung war für uns die signifikant schwereren Parcours in Eindhoven, da dort einige Elemente vorkamen die während der deutschen Meisterschaft in Kassel nicht benutzt wurden, sodass wir unseren Roboter innerhalb ein. zwei Tage darauf adaptieren mussten, zum Beispiel Hindernisse auf Rampen, Umdrehen auf der Rampe oder Hindernisse, die große Teile der Linie verdeckt haben. Dadurch mussten wir teilweise die Nacht durcharbeiten, aber wir waren durch die deutsche Meisterschaft in Kassel schon daran gewöhnt.

5. Welche Rolle haben MINT-Fächer in der Robotik?
Von den MINT-Fächern Mathematik, Informatik, Naturwissenschaft und Technik sind wahrscheinlich Informatik und Technik die beiden Fächer, welche den größten Einfluss auf die Entwicklung eines eigenen simplen Roboters haben werden. Zunächst erfordert der Bau eines Roboters Wissen über technische Komponenten wie Motoren, Sensoren, Mikrocontroller etc. Dies fällt in den Bereich der Technik. Soll der Roboter nun auch bestimmte Aufgaben erfüllen können, so müssen die verwendeten Mikrocontroller programmiert werden. Dabei helfen natürlich die erlangten Fähigkeiten aus dem Informatikunterricht. Mathematik und Physik scheinen zunächst nicht sonderlich entscheidend für die Entwicklung von simplen Robotern, für die Entwicklung komplexerer Systeme hingegen werden diese zwei Fächer jedoch umso wichtiger. Möchte man beispielsweise die Funktionsweise bestimmter Sensoren verstehen, um Schwächen zu identifizieren und zu umgehen, so ist dafür ein gutes physikalisches Verständnis nötig. Bei der Integration komplexerer Algorithmen, beispielsweise in der Bilderkennung, sind ebenfalls mathematische Fähigkeiten unerlässlich. Abschließend verbindet die Robotik damit Kompetenzen aus sämtlichen MINT-Fächern.

6. Wie hat sich der Moment angefühlt, als ihr die Weltmeisterschaft gewonnen habt?
Freude und Erleichterung beschreiben es vermutlich am besten. Nach zweieinhalb Jahren der Entwicklung und Iteration unseres Roboters haben wir es geschafft, einen Roboter zu entwickeln, welcher alle nötigen Aufgaben besser bewältigen konnte als die Roboter der besten Teams aus über 20 anderen Ländern. Mit diesem letzten Erfolg haben wir nun alle unsere Ziele erreicht, für welche wir zusammen über die letzten Jahre viele hundert Stunden an Arbeit investiert haben.

7. Was war die wichtigste Lektion, die ihr aus der Teilnahme für euch persönlich mitgenommen habt?
Dass es immer Situationen geben wird auf die man sich nicht vorbereiten kann, z. B. dass das Aktualisieren des Betriebssystems plötzlich einen katastrophalen Einbruch der Ausführungsgeschwindigkeit des Programms bedeutet oder unerwartete Sachen kaputt gehen. Eine weitere wichtige Lektion ist es, dass das Austauschen von Informationen mit anderen Teams sehr empfehlenswert ist. Wir haben währen der verschiedenen nationalen und internationale Turniere viel mit anderen Teams über Sensoren, Methoden zum Erkennen der Linie oder Strategien in der Evakuierungszone diskutiert, wodurch wir z. B. unsere Gyro-Sensoren gefunden haben.

8. Welche Tipps würdet ihr anderen Schülern geben, die ebenfalls in der Robotik erfolgreich sein wollen?
Um bei Wettbewerben wirklich erfolgreich zu sein, muss man viel Zeit in die Entwicklung des Roboters investieren. Es gibt unzählige Kombinationen an Aufgaben, auf welche man den Roboter testen kann, bei welchen unerwartete Fehler auftreten können. Zur Fehleranalyse nehmen wir daher beispielsweise jeden Lauf bei Turnieren auf, um hinterher alle Fehler, die der Roboter gemacht hat, zu verstehen und sie zu beheben. Am Ende ist es also auch ein wenig Glück, ob man die Aufgaben des Parcours bei Wettbewerben schon zuvor getestet hat oder nicht. Es lohnt sich somit, möglichst viele verschiedene Szenarien zu testen und Fehler des Roboters bei diesen zu beheben.

9. Habt ihr Pläne, eure Erfahrungen aus dem RoboCup in eurer Karriere oder im Studium weiter einzusetzen?
Wie bereits näher bei der Frage bezüglich der Rolle der MINT-Fächer in der Robotik beschrieben, erfordert die Entwicklung eines solchen Roboters Kompetenzen in sämtlichen MINT-Bereichen. So haben wir beide über die letzten Jahre sehr viele wertvolle Erfahrungen in diesen Bereichen sammeln können, welche uns definitiv beim Studium und unseren darauffolgenden Karrieren unterstützen werden. Ein Studium direkt im Bereich der Robotik streben wir beide derzeit nicht an. Marius studiert nun Informatik und Tim Luft- und Raumfahrttechnik.