Im MakerSpace unserer Schule ist ein neues, spannendes Technikprojekt gestartet: die Konstruktion, Ansteuerung und spätere Automatisierung von drei Operations-Roboterarmen. An dem Projekt beteiligen sich Schüler:innen aus verschiedenen Jahrgangsstufen, die gemeinsam an einem anspruchsvollen und zukunftsorientierten Vorhaben arbeiten.
Kooperation mit der Hochschule Niederrhein und dem zdi-Zentrum KReMINTec
Zum Auftakt fand eine Startphase statt, in der die Teilnehmenden einen Überblick über Aufbau, Funktionsweise und Projektziele der Roboterarme erhielten. Diese Einführung wurde von Dozenten der Hochschule Niederrhein durchgeführt, die das Projekt fachlich begleiten und ihre Erfahrung aus Forschung und Lehre einbringen. Unterstützt wird das Projekt außerdem durch das zdi-Zentrum Krefeld (Zukunft durch Innovation), das die Zusammenarbeit zwischen Schule und Hochschule fördert und ermöglicht.
Teamarbeit in der Konstruktionsphase
Nach dieser gemeinsamen Startphase beginnt nun die frei organisierte Konstruktionsphase. Die Schüler:innen arbeiten in kleinen Teams an den unterschiedlichen Teilbereichen des Projekts – von der mechanischen Konstruktion über die Elektronik bis hin zur Programmierung der Steuerung. Der MakerSpace der Schule dient dabei als zentraler Arbeitsort. Mit festen Ankerzeiten steht er den Projektgruppen offen, sodass sie flexibel an ihren Ideen weiterarbeiten können.
3D-Druck der Bauteile
Ein besonderer Schwerpunkt liegt zunächst auf der mechanischen Konstruktion der Roboterarme. Die benötigten Bauteile wurden bereits im Vorfeld mit dem 3D-Drucker im MakerSpace hergestellt. Dabei kam ein kohlefaserverstärktes PLA zum Einsatz – ein besonders stabiles und gleichzeitig leichtes Material, das sich hervorragend für funktionale Bauteile eignet. Insgesamt wurden rund 3 Kilogramm Filament verarbeitet, und die gesamte Druckzeit betrug etwa 90 Stunden, bis alle Komponenten fertiggestellt waren.
Elektronische Steuerung
Auch die elektronische Steuerung wurde bereits konzipiert. Die drei Roboterarme werden über einen Raspberry Pi gesteuert, der als zentrale Recheneinheit dient. Mehrere Arduino Nano-Mikrocontroller übernehmen dabei die direkte Ansteuerung einzelner Komponenten wie Motoren und Sensoren. Die komplette Steuerungselektronik ist übersichtlich auf einer gemeinsamen Grundplatte montiert, sodass die gesamte Technik kompakt aufgebaut und gut zugänglich ist – ein wichtiger Aspekt für Tests, Erweiterungen und Fehlersuche während des Projekts.
Ausblick: Automatisierung mit KI
Nach der Montage und der ersten erfolgreichen Ansteuerung der Roboterarme folgt der nächste spannende Schritt: die Automatisierung mithilfe von Künstlicher Intelligenz. Ziel ist es, Bewegungsabläufe zu analysieren und bestimmte Prozesse teilweise automatisiert ausführen zu lassen. So erhalten die Schülerinnen und Schüler einen praxisnahen Einblick in aktuelle Entwicklungen der Robotik und KI.
Das Projekt verbindet 3D-Druck, Konstruktion, Elektronik, Robotik, Programmierung und künstliche Intelligenz und zeigt eindrucksvoll, wie moderne Technologien im schulischen MakerSpace erfahrbar werden können. Gleichzeitig profitieren die Teilnehmenden von der engen Zusammenarbeit mit Hochschule und regionalen Innovationsnetzwerken.
Wir werden über die weiteren Fortschritte dieses spannenden Projekts im MakerSpace berichten.