Würzburg-Schweinfurt: In die Welt der Mathematik und der Roboter eintauchen – dafür haben Schülerinnen und Schüler ab der 11. Jahrgangsstufe drei Tage ihrer Faschingsferien genutzt und an der diesjährigen Winter School der Technischen Hochschule Würzburg-Schweinfurt (THWS) teilgenommen.
Im vergangenen Jahr waren „Nachhaltige Energiesysteme und Wasserstoff“ das Thema der Veranstaltung. In diesem Jahr besuchten die Teilnehmenden zuerst das Center für Robotik (CERI) und anschließend die Labore der Fakultät Angewandte Natur- und Geisteswissenschaften.
Am ersten Tag konnten die Schülerinnen und Schüler einen handlichen, kleinen Roboter zusammenbauen und löten, den sie auch mit nach Hause nehmen durften. Unterstützt wurden sie dabei von Mitarbeitern und Professoren der THWS. Anschließend programmierten sie einen fahrenden Roboter, der einer Linie selbstständig folgen konnte.Ein
kleiner Roboter zum Mitnehmen (Foto: THWS/Fabian Dax)
Am zweiten Tag ging es um kollaborative Roboter (Cobots) und wie deren Bewegungen programmiert werden, um beispielsweise Bausteine zu bewegen. Dass man dabei die Arbeitsschritte auch geschickt planen sollte, wurde an den „Türmen von Hanoi“ verdeutlicht. Dieses Knobelspiel gilt als klassisches mathematisches Rätsel sowie als Einführung ins Programmieren. Zum Abschluss besuchten die Schülerinnen und Schüler das Labor für Leistungselektronik und das Institut für Medizintechnik an der THWS.
Der dritte Tag stellte Fraktale in den Vordergrund, welche nicht nur in der Natur vorkommen – beispielsweise als Schneeflocken – sondern auch spielerisch erzeugt werden können. Nach einer Einführung in die Mathematik der Fraktale programmierten die Schülerinnen und Schüler auch selbst verschiedene Fraktale wie die „Koch’sche Schneeflocke“ oder die „Drachenkurve“. Ihre Ergebnisse wurden von einem Roboter umgesetzt, der mittels eines Kugelschreibers im Greifarm die Fraktale auf Papier zeichnete.
Mathematik vielseitig einsetzen
Prof. Dr. Andreas Makowski, Leiter der diesjährigen Winter School, erklärt: „Wir wollten den Schülern zeigen, was alles zu einem Roboter gehört, angefangen von der Mechanik und Elektronik bis hin zur Programmierung – und dass selbst einfache Bewegungen und Planungsschritte auch Mathematik benötigen.“
Abgerundet wurde die Winter School mit einer Fragerunde zum Studium an der THWS. Hierzu stellten zwei Studierende der Robotik und Angewandten Mathematik ihre Bachelorstudiengänge vor und beantworteten die Fragen der Schülerinnen und Schüler. Deren Fazit nach drei vollgepackten Tagen: „Am besten war, dass man praktische Erfahrungen mit Robotern bekommt. Das fand ich interessant und sehr nützlich“, sagt Yan, 17 Jahre. Die praktische Arbeit hat auch Tim, 16 Jahre, am besten gefallen: „Dass man eigenständig was machen konnte, war sehr gut – und dass man am Ende ein Ergebnis mit nach Hause nehmen konnte!“ Für Anastasiia, 18 Jahre, waren die Laborführungen ein Highlight, „das habe ich zum ersten Mal gesehen“. Die Türme von Hanoi waren für Rayvon, 19 Jahre, nichts Neues, „aber es war schön, mal wieder zu löten“.
Foto: Erst programmieren, dann den Roboter malen lassen – Prof. Dr. Andreas Makowski erklärt, wie filigrane Fraktale auf dem Papier entstehen (Foto: THWS/Jürgen Schwittek)
