advisor Projektchronik

Die advisees sollten einen Küchen-Assistenz-Roboter realisieren. Die Maschine sollte mindestens 3 verschiedene Arbeitschritte bei der Fertigung eines Gerichts oder Getränks übernehmen. Das Gericht bzw. das Getränk kann dabei von jeder Gruppe frei gewählt werden. Zu beachten war natürlich, dass der Roboter eine freundliche Bedienung haben sollte und dass die Gerichte essbar und die Getränke trinkbar sind.

Im advisor-Finale durften zwei advisees aus jeder Gruppe ihr Projekt vorstellen. Dabei wurden auf die technische Umsetzung, die Präsentation der Projekte und die Komplexität des Küchen-Assistenz-Roboters geachtet. Bewertet wurde die Präsentation von einer Experten-Jury, bestehend aus Rafik Mitry, M. Sc. Julia Sistermanns, Prof. Dr. rer. nat. Gabriele Schrag und unserem Schirmherren Priv.-Doz. Dr.-Ing. habil. Dirk Wollherr.

Die advisees sollten zwei intelligente Brettspiele bauen. Das Brettspiel wählten die einzelnen Gruppen selbst. Das gewählte Brettspiel sollte von mindestens zwei Personen gespielt werden können. Die Modi Spieler gegen Spieler und Spieler gegen Computer sollten möglich sein. Zudem soll das Brettspiel physisch getrennt voneinander spielbar sein.

Im advisor-Finale durften zwei advisees aus jeder Gruppe ihr Projekt vorstellen. Dabei lag der Fokus auf der technischen Umsetzung, der Präsentation der Projekte und der Kreativität der Spiele. Die Bewertung erfolgt durch eine Experten-Jury, bestehend aus Dr.-Ing. Michael Joham, Prof. Dr. rer. nat. Gabriele Schrag und unserem Schirmherren Priv.-Doz. Dr.-Ing. habil. Dirk Wollherr.

Es grünt so grün! Dieses Jahr beschäftigen sich die advisees mit intelligenten Pflanzenpflegestationen. Diese sollen die von den Teams selbst ausgewählten Pflanzen optimal pflegen und versorgen, damit sie gut wachsen und gesund aussehen.

Im Projekt aus dem Bereich "Smart Home" zählen vor allem Kreativität und Erfindungsreichtum, um die Pflanzen optimal zu versorgen. Pro Gruppe müssen mindestens fünf Pflanzenpflegestationen mit je zwei Pflichtsensoren gebaut werden. Auch die Bewässerung muss von den Stationen übernommen werden. Bewertet werden sowohl die Funktionalität und Zuverlässigkeit der Stationen als auch die Ideenvielfalt bei der Umsetzung sowie die Einzigartigkeit.

Im diesjährigen advisor-Projekt entwerfen und realisieren die advisees im Rahmen ihrer technischen Aufgabe einen Roboter, der speziell auf die Bedienung eines von den advisees frei wählbaren Instruments angepasst ist und darauf selbstständig musikalische Stücke spielen kann.

Bei der Abschlussveranstaltung präsentieren 2 advisees von jeder Gruppe ihr Projekt. Anschließend spielen die Roboter ihr Instrument. Dabei werden die Originalität und Schwierigkeit des Musikinstruments sowie die Kreativität des gewählten Ansatzes bewertet. Besonderes Augenmerk liegt außerdem auf dem harmonischen und melodischen Klang des vom Roboter gespielten Stücks sowie der Vielfalt der spielbaren Stücke. Abschließend soll ein gemeinsames Konzert stattfinden.

In diesem advisor-Projekt entwerfen und realisieren die advisees im Rahmen ihrer technischen Aufgabe einen autonom fahrenden sogenannten Sumo-Bot. Die Bots der einzelnen Gruppen treten als Teil der Abschlussveranstaltung gegeneinander an.

Wer steht als Letzter im Ring? Um diese Frage geht es bei der Abschlussveranstaltung. Eine runde Arena mit 2 Metern Durchmesser, durch einen weißen Streifen optisch gekennzeichnet. Und darin? Jeweils zwei von den advisees selbstständig entworfene autonome Roboter, die nur eine Divise kennen: Zwei sind einer zu viel! In einem rundenbasierten Wettkampf wird so der Sieger des diesjährigen Jahrgangs ermittelt. Ein paar Restriktionen gibt es jedoch: Der Gegner darf nicht vorsätzlich beschädigt werden. Es wird geschubst, geworfen, auf eine falsche Fährte gelockt, ohne dabei größeren Schaden anzurichten. Auch ein Maximalgewicht, ein Rahmen für die Größe sowie Kriterien für Akkumulationen sind gegeben. Besonders wichtig ist auch, dass die Sumo-Bots völlig ohne Fernsteuerung autonom zurechtkommen müssen. Kreativität in Strategie und Umsetzung wird insgesamt ebenfalls berücksichtigt.

Die technische Aufgabe dieses advisor-Jahrgangs besteht darin, ein interaktives "Vier Gewinnt" zu entwerfen und zu realisieren.

Es soll ein System geschaffen werden, das auf einem klassischen 7x6 „Vier Gewinnt“-Spielfeld unter Einhaltung der klassischen Spielregeln eigenständig gegen einen Menschen antreten kann. Der Mensch soll entscheiden können, wer als Erstes spielen darf. Das System soll ohne den Einfluss eines Menschen den aktuellen Zug erkennen und entsprechend darauf reagieren, um in einem abwechselnden Spiel eine Gewinnstrategie zu verfolgen. Zudem soll das System zu jedem Zeitpunkt anzeigen, welcher Spieler (Mensch oder System) aktuell an der Reihe ist und einen Stein setzen darf. Ein Spielzug des Systems soll außerdem nicht mehr als 20 Sekunden dauern.

Außerdem liegt bei der Umsetzung dieses Projekts besonderes Augenmerk auf die Innovation des gewählten Ansatzes. Bei der Abschlussveranstaltung werden die von den Teams erstellten Projekte im Wettbewerb bewertet.

Die technische Aufgabe 2016 besteht darin, einen „Droiden“ zu bauen, der nur einen Ball als Antriebseinheit nutzt und sich damit fortbewegen kann.

Die Teams haben innerhalb der Projektdefinition technische Anforderungen erhalten. So soll der Droide auf dem Ball balancieren und mit Hilfe einer Fernsteuerung in alle Richtungen lenkbar sein. Natürlich muss eine solide Bauweise vorhanden sein, um auch Stürze unbeschadet zu überstehen. Zudem muss der Droide leichte Stöße durch ein genormtes Pendel ausgleichen können. Auch ein stabiles Bremsen ohne Umfallen soll gewährleistet werden. Neben diesen Mindestanforderungen sind den Teams technische Details wie die maximale Größe, erlaubte Akkumulatoren etc. vorgegeben.

Bei der Abschlussveranstaltung werden die Teams ihre Droiden in verschiedenen Disziplinen wie einem Slalomlauf oder beim Transport von Zusatzgewichten gegeneinander antreten lassen.

Die diesjährigen advisor-Teilnehmenden sollen ein „Hindernisfahrzeug“ bauen, welches eigenständig mithilfe von Sensorik verschiedene Hindernisse erkennen und überwinden kann.

Die Teams können aus der folgenden Liste die Hindernisse auswählen und ihr Fahrzeug hinsichtlich der Sensorik und sonstiger Spezifikationen an diese Hindernisse anpassen. Dabei sind alle ausgewählten Hindernisse modular zu einem Parcours angeordnet, den das Fahrzeug durchqueren muss. Insgesamt müssen 15 Punkte erreicht werden.

Hindernis (Punkte)

• Rampe (3)
• Treppe (4)
• Bewegte Barriere (5)
• Flaschenhals (7)
• Kreisverkehr (5)
• Labyrinth (5)
• Tore (6)

Die Aufgabenstellung begrenzt die Abmessungen des Fahrzeugs. Zudem dürfen keine Komplettbausätze verwendet werden.

Bei der Abschlussveranstaltung müssen die verschiedenen Gruppen die Leistung ihres Fahrzeugs unter Beweis stellen, indem sie gegeneinander antreten. Die Bewertungskriterien sind die Anzahl der überwundenen Hindernisse und die dafür benötigte Zeit.

Die technische Aufgabe der Teilnehmenden besteht in der Entwicklung und Konstruktion eines „Rotordisplays“, das verschiedene Muster darstellen soll.

Das „Rotordisplay“ ist eine Anzeige, die mithilfe gezielt angesteueter LEDs verschiedene Muster oder sogar bewegte Bilder anzeigen kann. Aufgabe ist es, drei Pflichtbilder zu zeigen:

• Oszillierender Kreis, ein Kreis, der sich periodisch von außen nach innen und wieder zurück bewegt.
• Kuchen, das runde Display wird in 8 gleiche Segmente eingeteilt, 4 beleuchtet, 4 unbeleuchtet
• Sonar, wie aus U-Boot filmen bekannt soll ein Sonar dargestellt werden

Die Teilnehmer beweisen ihr Können, indem sie das Display mechanisch und elektrisch aufbauen, die LED-Versorgung meistern und die Muster bzw. die Ansteuerung der LEDs per eigens programmierter Algorithmen ermöglichen. Um Fairness zu gewährleisten, dürfen die Teilnehmer dabei keine Komplettbausätze verwenden. Der Schwerpunkt der Arbeit liegt auf der Leistung der Gruppe.

Zum ersten Mal findet auf der Abschlussveranstaltung ein Publikums-Voting statt. Die Teams können durch ihre Präsentation ein fiktives Startkapital von der Jury erhalten. Am Ende haben alle Gäste die Wahl und können ihrem Favoriten ein Startkapital geben. Das Team mit dem höchsten Startkapital gewinnt. 

Die advisor-Teilnehmer:innen sollen eine “Wurfmaschine“ entwickeln und konstruieren, die einen Gegenstand vollautomatisch auf ein Ziel wirft. 

Die „Wurfmaschine“ ist ein Roboter, der vollautomatisch zum Beispiel einen Tennis- oder Squashball in ein beliebig weit entferntes Ziel werfen soll. Dieser Wurfvorgang soll nach Eingabe weniger Daten das vom Veranstalter aufgestellte Ziel treffen. Die advisees beweisen ihr Können, indem sie einen Roboter entwickeln, der diese Aufgabe erfolgreich innerhalb eines gegebenen Zeitlimits von eineinhalb Minuten meistert. Um Fairness zu gewährleisten, dürfen die Teams dabei keine Komplettbausätze verwenden. Der Schwerpunkt der Arbeit liegt auf der Leistung der Gruppe.

In der lang erwarteten Abschlussveranstaltung demonstrieren die jeweiligen Gruppen die Leistung ihres Roboters. Hier beweisen die Gruppen, dass ihr Roboter in der Lage ist, den Gegenstand vollautomatisch in das Ziel zu werfen, und im Wettstreit gegen die Roboter der anderen Gruppen bestehen kann. Ein besonderes Augenmerk der Jury liegt auf der Schnelligkeit und Eleganz der Lösung. Außerdem dürfen die Gruppen besondere Vorzüge ihres Produkts bewerben.

Der advisor-Jahrgang hat die Aufgabe, einen Roboter zu entwerfen und eigenverantwortlich anzufertigen, der ein 9x9‐Sudoku‐Rätsel selbständig einlesen, lösen und ausfüllen kann.

Es soll ein Roboter konstruiert werden, der selbstständig ein Sudoku‐Rätsel‐Feld einliest, es löst und das Ergebnis in die entsprechenden Zellen einträgt – und das alles in weniger als 20 Minuten. Neben der dazu erforderlichen mechanischen Realisierung des Roboters müssen die Teilnehmer unter Kenntnis von Farbe, Schriftart und Größe des Feldes bildverarbeitende Algorithmen zum Einlesen der Zahlen implementieren und mit einem Lösungsschema zur Berechnung der restlichen Zellen des Sudokus verknüpfen.

Hierbei kommen sowohl theoretische als auch praktische Inhalte der Elektro- und Informationstechnik zur Anwendung. Des Weiteren erhalten die Teilnehmenden die Gelegenheit, die im ersten Semester erlernten Inhalte anzuwenden. Sie stehen vor der Herausforderung, ihre Gruppen eigenständig zu organisieren, um das Gelingen des Projekts zu gewährleisten. Komplettbausätze  sind für Roboter nicht zugelassen, um Chancengleichheit sicherzustellen.

Bei der Abschlussveranstaltung am Ende des zweiten Semesters wird der beste Sudoku-Roboter gesucht. Bei dem lange erwarteten Höhepunkt dieser Projektphase stellen die jeweiligen Gruppen die Leistungsfähigkeit ihrer Roboter unter Beweis. Hier dürfen die Teams nicht nur zeigen, dass ihre Roboter dazu imstande sind, das Sudoku-Rätsel in möglichst kurzer Zeit zu lösen, sondern auch im direkten Vergleich mit den Projekten der anderen Gruppen mitzuhalten oder sich abzuheben.

Der Fokus der Jury wird vorwiegend auf Schnelligkeit und Eleganz der einzelnen Roboter liegen, jedoch werden auch das Design und die Innovation des Sudoku-Lösers in die Bewertung einfließen. Im Rahmen dieser Abschlussveranstaltung ist es zudem erwünscht, dass die Gruppen die Alleinstellungsmerkmale ihrer Projekte bewusst hervorheben und anpreisen.

Die technische Aufgabe besteht in der Entwicklung und Konstruktion eines Roboters, der den Zauberwürfel (auch bekannt als Rubik’s Cube) selbstständig lösen kann.

Die „Zauberhand“ ist ein Roboter, der einen beliebig verdrehten Zauberwürfel möglichst schnell lösen kann. Der Zauberwürfel soll lediglich in den Roboter eingelegt werden. Dieser soll den Zustand des verdrehten Würfels erkennen, möglichst effiziente Schritte zur Lösung des Zauberwürfels berechnen und ihn mittels mechanischer Aktoren vollständig selbstständig zur Grundstellung zurückdrehen können, das heißt, alle Flächen des Würfels müssen gleichfarbig sein. Die Teilnehmer beweisen ihr Können, indem sie einen Roboter entwickeln, der diese Aufgabe innerhalb eines gegebenen Zeitlimits von 2,5 Minuten meistert. Um Fairness zu gewährleisten, dürfen die Teilnehmer dabei keine Komplettbausätze verwenden. Der Schwerpunkt der Arbeit liegt auf der Leistung der Gruppe.

Im lang erwarteten Abschlusswettbewerb werden die jeweiligen Gruppen die Leistung ihres Roboters demonstrieren. Hier dürfen die Gruppen nicht nur beweisen, dass der Roboter in der Lage ist, den Zauberwürfel schnell zu lösen, sondern auch im Wettstreit mit den Robotern der anderen Gruppen bestehen. Ein besonderes Augenmerk der Jury wird auf die Schnelligkeit und Eleganz der Lösung gelegt. Außerdem dürfen die Gruppen besondere Vorzüge ihres Produkts bewerben.

Es soll ein selbstständig balancierender Roboter gebaut werden, der autonom geradeaus fahren kann.

Die Teams sollen ein Fahrzeug mit zwei Rädern konstruieren, das selbstständig stehen und fahren kann. Während des Balancierens oder der Fahrt sind nur zwei Berührungspunkte mit dem Untergrund erlaubt. Die Spurbreite des Fahrzeugs inklusive Reifen darf maximal 30 Zentimeter betragen und die beiden Achsen der Räder müssen sich stets auf einer Geraden befinden. Darüber hinaus muss sich der Schwerpunkt des Fahrzeugs jederzeit oberhalb der Achse befinden. Das Fahrzeug darf im ausgeschalteten Zustand nicht stehen. Die Stabilisierung muss elektronisch erfolgen. Zum Starten des Roboters darf er von Hand aufgestellt werden, um anschließend die Elektronik einzuschalten. Im balancierenden Zustand muss das Fahrzeug in beliebiger Weise in den Modus „Fahren“ gebracht werden können. Dabei sollte die Stabilität nicht gefährdet werden.

Vor dem eigentlichen Wettbewerb wird das Fahrzeug von einer technischen Kommission auf die vorgegebenen Rahmenbedingungen geprüft. Im ersten Teil des Wettbewerbs muss das Fahrzeug stabil stehen und leichte Stöße ausbalancieren können. Dabei wird bewertet, wie stabil es steht und wie gut es Stöße unterschiedlicher Kraft abfangen kann. Diese Demonstration wird von der jeweiligen Gruppe durchgeführt. In einem zweiten Teil treten zwei Fahrzeuge auf einer 2,5 Meter langen Strecke gegeneinander an. Start und Ziel sind durch eine 1 Zentimeter breite, schwarze Linie gekennzeichnet. Während dieser Fahrt wird die Zeit gemessen. Beide Teile des Wettbewerbs werden anschließend gemeinsam bewertet.

Neben der Pflichtaufgabe besteht eine weitere Möglichkeit, Bewertungspunkte zu sammeln, indem das Fahrzeug einen (geraden) Parcours mit leichten Steigungen und Bodenwellen durchfährt. Bewertet wird dabei, mit welcher Eleganz und in welcher Zeit das Fahrzeug diese Hindernisse bewältigt. Start und Ziel sind wieder durch 1 Zentimeter breite, schwarze Linien gekennzeichnet. Falls das Fahrzeug über weitere Bewegungsmöglichkeiten verfügt, können diese natürlich auch präsentiert werden. Zudem liegt ein weiteres Augenmerk auf dem Fahrzeugdesign. Diese Aspekte fließen dann ebenfalls in die Bewertung ein.

Wandplotter

Das Ziel war es, auf innovative Weise einen Plotter zu bauen, der eine Fläche von 2 × 2  m bedrucken kann.

Den Gruppen wurde lediglich das Maß der Druckfläche vorgegeben. Alle anderen Spezifikationen durften die Gruppen selbst festlegen. Sicherheitstechnische Aspekte mussten natürlich berücksichtigt werden. Bewertet wurden das Konzept, wie geplottet wurde, und das endgültige Druckergebnis.

Wecker

Ein innovativer, informativer und intelligenter Wecker soll gebaut werden.

Bis auf die Sicherheitsaspekte und das Budget von 500 € hatten die Gruppen der advisees freie Wahl, wie sie den Wecker umsetzen. Bewertet wurden das Konzept sowie die Ideenqualität und die endgültige Umsetzung bzw. Realisierung des Weckers.

Linienfahrzeug

Das Fahrzeug soll auf einem Hindernisparcours einer Linie folgen und dabei diverse „Schikanen“ überwinden.

Es ist ein Fahrzeug zu konstruieren, das selbständig, d.h. ohne äußere Beeinflussung, einer schwarzen Linie auf weißem Grund zu folgen. Dabei müssen verschiedene Hindernisse gemeistert werden. Die zur Konstruktion gehörende Elektrik darf aus Sicherheitsgründen mit höchstens 24 V versorgt werden. Sowohl bei der Anfertigung als auch beim Fahrzeug selbst muss auf die Sicherheit aller Teilnehmer und Zuschauer geachtet werden (z. B. keine unisolierten Leitungen, keine scharfen Kanten etc.). Alle übrigen Spezifikationen sind vom Projektteam selbst zu erarbeiten.

Der Pfad des Hindernisparcours ist auf weißem Untergrund durch eine schwarze Linie mit einer Breite von 1 cm festgelegt. Sämtliche Kurven besitzen einen minimalen Biegeradius von 20 cm. Dabei treten keine rechten Winkel oder Knicke auf. Entlang der Linie trifft das Fahrzeug auf diverse Hindernisse, wie z.B. Fahrbahnverengungen, Brücken etc. Falls nötig, werden diese an die Fahrzeugmaße angepasst. Zu diesem Zweck erfolgt vor Wettkampfbeginn eine Abnahme des Fahrzeuges durch den TAÜV (Technischer advisor-Überwachungsverein). Als Mindestanforderung muss das Fahrzeug in der Lage sein, Engstellen von 110 % der eigenen Breite zu durchfahren. Eine Verringerung dieses Abstandes ist bei Hindernissen im unveröffentlichten Parcoursabschnitt durchaus möglich. Ein Teil des Parcours wird im Voraus bekannt gegeben, um einen Eindruck von den Mindestanforderungen an das Fahrzeug zu vermitteln. Im unveröffentlichten Abschnitt wird sich zeigen, welches Team nicht nur ein Fahrzeug, sondern ein Siegerfahrzeug gebaut hat!

Jeweils zwei Fahrzeuge treten gegeneinander an. Das schnellere Fahrzeug (inkl. Strafzeiten) erreicht die nächste Runde, das langsamere scheidet aus. Über „Lucky-Looser“-Runden können sich die frühzeitig ausgeschiedenen Fahrzeuge ihre Ehre zurückerkämpfen. Bei der Klimastation wurde der Sieger von der Fachjury aufgrund des Maßes an Kreativität, Design und Funktionalität gekürt.

Klimastation

Es soll ein Gerät gebaut werden, das auf kreative Weise „Klima“-Größen erfasst, interpretiert und ausgibt.

Das Gerät soll messtechnisch physikalische Größen zur Beurteilung des „Klimas“ erfassen können. Welche Größen hierfür als relevant gelten und deren Interpretation bleiben den Teams überlassen. Um den elektrotechnischen Bezug zu wahren, wird gefordert, dass die einzelnen Messsignale zumindest zeitweise als analoge oder digitale elektrische Größen vorliegen. Neben der Erfassung soll das Gerät auch eine Anzeigemöglichkeit haben, mit der das Ergebnis der Datenauswertung bzgl. dem aktuellen „Klima“ visualisiert wird. Sowohl bei der Anfertigung als auch beim Gerät selbst muss auf die Sicherheit aller Teilnehmenden und Zuschauer geachtet werden (z.B. keine unisolierten Leitungen, scharfe Kanten etc.).

Design und Funktion entscheiden über alles.