Seit mehr als 10 Jahren beschäftigt sich die Werner-von-Siemens-Schule mit der Robotik und hat bereits zahlreiche Projekte im Bereich der Robotertechnik realisiert. Nach dieser langen Zeit kam der Wunsch auf, etwas Neues zu machen.
Ziel des Gesamtprojektes war der Aufbau eines hochmodernen Roboterzentrums für kollaborierende Robotik, in dem sich industrienahe Prozesse abbilden lassen. Weiterhin sollte ein Makerspace für Schüler und Schülerinnen geschaffen werden, welcher projektorientierten Unterricht und selbstgesteuertes Lernen integriert. Im Rahmen der Berufsorientierung allgemeinbildender Schulen soll der Makerspace in Zukunft Schülerinnen und Schüler im MINT-Bereich unterstützen und motivieren sowie Mädchen und Jungen frühzeitig für Technik begeistern. Zu diesem Zweck sollte neben dem Robotiklabor auch ein Makerspace realisiert werden, der diesem vorgeschalten ist.
Insgesamt erweitert die Umsetzung des schulinternen Industrie 4.0-Projekts mit kollaborativer und klassischer Robotertechnik sowie dem MakerSpace das Schulangebot der Werner-von-Siemens-Schule und fördert ein schulübergreifendes Verständnis von Technik.
Im Zuge der Umsetzung des Projekts wurden an der Werner-von-Siemens-Schule drei neue Labore geschaffen.
Der MakerSpace stellt die Vorstufe zur späteren professionellen Anwendung im Robotiklabor dar. Dieser Raum ist für offene Projektarbeiten eingerichtet. Hier sollen die Schüler und Schülerinnen projektorientiert und selbstorganisiert arbeiten. Von der Programmierung von Mikrocontrollern über textile Beleuchtung bis hin zur Bionik gibt es kleinere Projekte, bei denen die Lernenden an festgelegten Stationen etwas aus dem Bereich MINT und Technik erarbeiten können.
Mit den Festo Bionic Kits kann zum Beispiel der im Hauptprozess verwendete Chamäleongreifer am Roboter in kleinere Einzelmodule aufgeteilt werden. Mit Hilfe des Bionic Kits können die verschiedenen Greifprozesse abgebildet und von den Schülern und Schülerinnen selbst zusammengebaut und erlebt werden. Durch Teachable Machines und der Festo KI-Kamera können Teilprozesse herausgelöst werden und so verschiedene neuronale Netze, Machine Learning und Greifsysteme anschaulich gemacht und auf spielerische Weise erkundet werden. Um einen realitätsnahen Prozess inklusive einer KI-Anwendung im MINT-Bereich abzubilden, gibt es auch die Möglichkeit, mit künstlicher Intelligenz (KI) in einem industrienahen Robotiksystem zu arbeiten. Zu diesem Zweck wurde ein Bereich eingerichtet, in dem die KI-Steuerung anhand eines Süßigkeiten-Cobots veranschaulicht wird. Dort sollen Objekte erkannt, verfolgt und durch Berührung ausgewählt werden. Dazu werden Bonbons verwendet, die der Süßigkeiten-Cobot in die Hände der Schüler und Schülerinnen legt.
Zwischen dem Makerspace und dem Robotiklabor wurde ein 3D-Druckraum eingerichtet. Der Raum bietet mit den dort befindlichen hochmodernen 3D-Druckern die Möglichkeit, verschiedene Komponenten für die Fertigung der Modellautos zu produzieren und bietet damit auch einen Raum für weitere Kreativität und einen Einblick in moderne Fertigungsverfahren und Produktion in Losgröße 1.
Im Robotiklabor wird der Herstellungsprozess des schuleigenen Modellautos abgebildet. Das Fahrzeug wird von einem Standfahrzeug zu einem mikrocontrollergesteuerten, autonom fahrenden Fahrzeug entwickelt und produziert. Der Fertigungsprozess wird mit Hilfe von insgesamt drei kollaborativen Robotern realisiert. Der Materialtransport zwischen den einzelnen Stationen und der 3D-Druck-Fertigung wird über einen autonomen Roboter (Robotino) mit integrierten Cobota umgesetzt.
Die Kombination aus MakerSpace, 3D-Druck-Fertigung und Robotiklabor bietet ein breites Spektrum für verschiedene Schultypen. Insbesondere der MakerSpace ist für jüngere Schülerinnen und Schüler aus allgemeinbildenden Schulen von Vorteil, um einen Einblick in MINT-Themen zu bekommen.
Ausstattungshighlights:
Kundennutzen:
Die Landesinitiative n-21: Schulen in Niedersachsen online (n-21) ist Projektträger des Niedersächsischen Kultusministeriums und hat den Auftrag, die Bildungsprojekte aus dem niedersächsischen Masterplan für Digitalisierung umzusetzen. Dazu gehört auch das Projekt „Mensch-Roboter-Kollaboration–Robonatives“, von welchem die Werner-von-Siemens-Schule ein Teil sein durfte.
Insgesamt stand ein Projektbudget von ca. 840.000 € zur Verfügung. Hierin enthalten war eine Förderung im Rahmen der „Initiative für Masterplan Digitalisierung – Mensch-Roboter-Kollaboration–Robonatives“ sowie eine Finanzierung des Landkreises für Ausstattung und bauseitige Anpassungen.
„Die Zusammenarbeit mit Festo Didactic im Projektverlauf kann man insgesamt als sehr gut bezeichnen. Wir hatten kompetente Ansprechpartner und haben einen tollen Prozess realisieren können, der unsere Anforderungen an die Cobots und die künstliche Intelligenz, die wir haben wollten, vollständig abbildet.“