Mit dem «Labbot21» gegen Littering

Stiftsschüler sind im Final eines nationalen Wissenschaftswettbewerbs

Mit einem Mülleimer-Roboter haben es Einsiedler Stiftsschüler am Wissenschaftswettbewerb «Science on the move» in die Top 10 geschafft. 21 Schüler wurden in den verschiedensten Bereichen gefordert und gefördert.

LUKAS SCHUMACHER

Beim diesjährigen «Science on the move»-Wettbewerb geht es darum, ein Smart-System zu kreieren (siehe Kasten). 21 Schüler aus zwei fünften Klassen der Stiftsschule haben sich der Herausforderung gestellt und mit ihrem Resultat überrascht: Ein Roboter-Mülleimer, der selbstständig zu einem fährt und merkt, wenn er voll ist, und sich selbst entleert.

Den Schülern war es wichtig, ein Projekt zu realisieren, das unsere Umwelt, insbesondere deren Schutz, involviert. Konkret haben sie sich dem Thema Littering gewidmet. Ihre Vision ist ein Roboter, der selbstständig Müll einsammelt und diesen korrekt entsorgt. Der Roboter soll die Menschen sensibilisieren, ihren Müll nicht achtlos wegzuwerfen.

Den Schülern ist bewusst, dass ihr Roboter das Problem Littering nicht löst. Es sei jedoch ein erster Schritt in die Richtung einer möglichen Lösung, oder einem Teil davon, wie es in ihrer Arbeit heisst. «Wenn der Roboter in der Test-Umgebung eines Labors erfolgreich ist, könnte er weiterentwickelt werden, um sich um Orte mit Littering-Problemen zu kümmern, die eher im Freien als drinnen zu finden sind.» Ein intelligenter Mülleimer

Der Prototyp «Labbot21» ist im Chemielabor der Stiftsschule Einsiedeln im Einsatz. Jeder Schüler und jede Schülerin hat mittels einer Website Zugriff auf den Roboter, um diesem Befehle zu erteilen. Möchte man den Roboter-Mülleimer zu sich beordern, so wählt man die entsprechende Option aus und der Bildschirm des Smartphones leuchtet grün. Dieses Grün wird von einer Kamera an der Decke des Labors erkannt. Die Kamera ist mit dem Roboter verbunden. Dieser weiss nun, wohin er fahren muss, um den Müll abzuholen. Die Wege, die der Roboter fährt, wurden vorher durch virtuelle Punkte definiert. Der Roboter steuert durch zwei Räder, an denen je ein Motor angebracht ist. Dreht eine Seite schneller als die andere, so macht der Roboter eine Kurve.

Vorne am «Labbot21» ist ein Ultraschallsensor angebracht. Sobald ein Hindernis vor dem Roboter ist, merkt dies der Sensor und stoppt den Roboter, um Zusammenstösse zu verhindern. Ein weiterer Ultraschallsensor befindet sich im Inneren des Mülleimers. Sobald der Eimer gefüllt ist, sendet der Sensor ein Signal und der Roboter fährt über eine Rampe zur Abladestation. Oben angekommen, schaltet sich ein Motor ein, der den Boden des Eimers zur Seite schiebt und so den Müll in die Abladestation befördert. Dort oben wartet der Roboter auf weitere Befehle.

Grosser Zusatzaufwand nebst dem Schulbetrieb

Der Bau des Roboters, dessen Programmierung, die schriftliche Arbeit sowie die Visualisierung und das Marketing waren grosse Herausforderungen und erforderten nebst dem normalen Schulbetrieb viel Zusatzaufwand. Einige Fähigkeiten wie zum Beispiel das Programmieren oder Animieren für einen Kurzfilm mussten sich die Schüler extra aneignen, oder stark vertiefen.

Für die Entwicklung des Roboters haben sich die Schüler Hilfe von Hanspeter Keel, Professor für Maschinenbau und Innovation an der Universität von Rapperswil, geholt. Dieser analysierte das Projekt und gab nützliche Tipps, wie zum Beispiel die Mechanik zur automatischen Entleerung des Mülleimers.

Für den Bau des Prototypen investierten die Schüler 622 Franken. Für weitere Modelle rechnen Sie mit jeweils etwa 400 Franken Produktionskosten.

Stolz auf ihre Arbeit Im Grossen und Ganzen seien die Schüler stolz, dass sie einen Roboter kreiert haben, welcher der Umwelt hilft. «Der Roboter kümmert sich um unseren Müll und entsorgt diesen. Ist das nicht toll?», heisst es in ihrem Fazit.

Entscheidung noch ausstehend Der Wettbewerb «Sience on the move» ist noch nicht beendet. Die besten zehn Teams treten im Finale gegeneinander an. Dafür müssen sie ihr Projekt mit einem Video nochmals bestmöglichst präsentieren. Zu gewinnen gibt es ein- bis dreitägige Reisen im In- und Ausland für das ganze Team. Mit der Qualifikation für den Final haben die Stiftsschüler einen Preis bereits auf sicher. Der Entscheid wird am 11. Juni gefällt.

Weitere Fortschritte zum Projekt sind auf dem Instagram-Account «sse_sfbcpam_5» zu finden.

Die Schüler haben den Roboter selbst programmiert.

Eine Kamera an der Decke dient zur Orientierung.

Bei diesem Projekt ist Teamwork angesagt.

Der Labbot21 merkt, wenn er voll ist und fährt dann automatisch auf diese Rampe, wo er den Inhalt des Eimers in die Abladekiste entlädt.

Foto: Lukas Schumacher

Diese Stiftsschüler sind für das Projekt «Labbot21» verantwortlich.

Der Labbot21 wird nach Plan konstruiert.

Von Skizze zu Skizze zum Endprodukt.

Die Schüler arbeiteten auch an einer Visualisierung.