Systemtechnik-Studierende messen sich mit autonomen Pacman-Robotern

Autonom agierende Roboter kommen heute nicht nur im Weltraum, sondern auch in zahlreichen anderen Bereichen zum Einsatz: Etwa in der Medizin, dem Transport, der Fertigung oder in der Landwirtschaft. Zu den wesentlichen Funktionen gehört die Fortbewegung, die Orientierung, die Navigation und das Lösen von Aufgaben.

Genau die richtige Aufgabe für die Studierenden der Systemtechnik der Hochschule für Technik FHNW: Ihr Studiengang verbindet Mechatronik, technische Informatik und Mess-, Steuerungs- und Regelungstechnik. Im Rahmen ihres ersten Semesterprojekts entwickelten die Studierenden in sieben Teams autonome Roboter, die vom klassischen Computerspiel Pacman inspiriert sind: Sie müssen auf einem physischen Spielfeld den optimalen Weg finden, möglichst schnell möglichst viele Plättchen einsammeln und dabei die Begegnung mit dem Gegner vermeiden.

«Die Studierenden sollen bei dieser Aufgabe nicht nur ihre technischen Kompetenzen weiterentwickeln und umsetzen, sondern auch methodische Grundlagen wie Projektmanagement, Präsentationstechnik, Dokumentation und Methodiken zur Problemlösung lernen und erleben. Nicht zuletzt spielen auch die im Arbeitsleben nicht zu unterschätzenden Soft Skills wie Teamarbeit und Konfliktlösung eine zentrale Rolle für den Erfolg der Projektarbeit», erklärt Daniel Rüfenacht, Leiter der Projektmodule im Studiengang Systemtechnik.

Mehr als eine Spielerei

Die Bedeutung von Robotern ist in der Industrie gross und wird in Zukunft weiter zunehmen. Das weiss auch Philippe Ramseier, Geschäftsführer des Automations- und Software-Engineering-Unternehmens Autexis. Das Villmerger KMU belohnt den Aufwand der Studierenden mit einem Preisgeld von insgesamt über 3000 Franken. «Bildung ist der Motor unserer Wirtschaft», sagt Ramseier. «Für uns ist es wichtig, den Nachwuchs, unsere Zukunft, zu unterstützen, denn wir sind auf qualifizierte Ingenieurinnen und Ingenieure angewiesen.» Der Roboter-Wettbewerb ist denn auch mehr als nur eine Spielerei: «Das Gelernte können die Studierenden auch in der Industrie anwenden», ist sich Ramseier sicher.

In zwei Semestern intensiver Projekt- und Entwicklungsarbeit entstanden sieben sehr unterschiedliche Roboter: Während etwa die einen Teams die Plättchen mit Magnetbändern oder -ketten auflesen, saugt der Roboter «DisCollect» Roboter die Scheiben einfach ein. Auch bei den Antriebs- und Sensorsystemen und nicht zuletzt beim Design bewiesen die Studierenden viel Kreativität und Können.

In vier Spielrunden zum Sieg

Nach einer Juryrunde, in der jedes Team seine Lösungsansätze vorstellte und Fragen beantwortete, galt es ernst: In vier Runden mit zunehmendem Schwierigkeitsgrad traten die Pacman-Roboter gegeneinander an.

Die Zuschauerinnen und Zuschauer, die sich rund um das Spielfeld verteilten oder von den oberen Stockwerken die Runden aus der Vogelperspektive verfolgten, fieberten bei den vier Runden mit ihren Favoriten mit. Während es in den ersten drei Runden galt, in einer bestimmten Zeit möglichst viele Scheiben einzusammeln oder das gesamte Spielfeld in möglichst kurzer Zeit zu befahren, starteten in der letzten Runde jeweils zwei der Roboter gleichzeitig in den zwei gegenüberliegenden Startfeldern. Ziel war, mehr Scheiben zu sammeln als der Gegner und ihm gleichzeitig auszuweichen – denn wer seinen Gegner touchierte, musste ihm für den Rest der Spielzeit das Feld allein überlassen.

Siegerteam «Six Pack»

Zum Schluss kürte die Jury einen Sieger: das Team «Six Pack» setzte bei seinem Roboter auf eine erfolgreiche Kombination aus omnidirektionalen Rädern und einem Aufnahmesystem mit Zufuhrtrichtern, welche die Scheiben zu einem quer im Roboter platzierten Magnetrad ablenken. Damit gelang es dem «Six Pack», den Parcours schnell zu durchqueren. Das Team, zusammengesetzt aus den sieben Studierenden Stefan Dysli, Adrian Gall, Rolf Haberstich, Johnny Jordi, Nicola Perrin, Philippe Schenk und Patrick Scheidegger, durften sich nicht nur über den ersten Platz, sondern auch über ein gut gefülltes Couvert freuen, um ihren Sieg gebührend zu feiern.

Das erstplatzierte Team mit dem Roboter «Six Pack»