Roboter spielen „Schere-Stein-Papier“
Bachelorprojekt an der FH Münster bringt Schülern die Robotik näher
Diese Runde endet unentschieden – im Labor für Regelungstechnik und Robotik treten Roboter im Spiel „Schere-Stein-Papier“ gegeneinander an. (Foto: FH Münster/Jana Schiller)
Zielsicher greift der Roboter eines der drei Symbolkärtchen. (Foto: FH Münster/Jana Schiller)
Lukas Brink testet die grafische Oberfläche zum Spiel, die er gemeinsam mit seinem Kommilitonen Heiko Meier entwickelt hat. (Foto: FH Münster/Jana Schiller)
Sicher geschützt hinter einer Plexiglasscheibe beobachtet Heiko Meier die Bewegungsabläufe der drei Roboter. (Foto: FH Münster/Jana Schiller)
Münster/Steinfurt (28. Januar 2020). Schere schlägt Papier, Stein schlägt Schere, Papier schlägt Stein – diese einfachen Regeln des beliebten Fingerspiels „Schere-Stein-Papier“ kennt jedes Kind. Im Labor für Regelungstechnik und Robotik der FH Münster können Schüler und Studieninteressierte künftig ungewöhnliche Kontrahenten beim Spielen beobachten: Zwei Roboterarme buhlen dort um den Sieg, ein dritter zeigt als Schiedsrichter den Gewinner an. Die Lehramtsstudenten Heiko Meier und Lukas Brink haben das Projekt für ihre Bachelorarbeit im Fach Informationstechnik entwickelt. Ihr Ziel ist es, Besuchern des Labors spielerisch die Interaktion zwischen Robotern zu veranschaulichen.
Da die Roboterarme keine Gesten machen können, haben Brink und Meier kleine Symbolkärtchen entworfen, die die Roboter hochhalten. Hinter den fließenden und zielgenauen Greif- und Drehbewegungen steckt monatelange Tüftelei am Computer. „Am schwierigsten war es, den Kommunikationsablauf zwischen den drei Robotern zu entwickeln“, erläutert Brink. Denn die Roboter sprechen im wahrsten Sinne des Wortes unterschiedliche (Programmier-)Sprachen. „Für eine Spielrunde werden im Hintergrund sehr viele Informationen verarbeitet“, ergänzt Meier. „Die Befehle und den Nachrichtenaufbau haben wir uns selbst überlegt. Es ist besonders wichtig, dass sich die Roboter sicher bewegen und zusammenarbeiten, ohne sich dabei gegenseitig zu behindern.“
Die Zuschauer bekommen von den Datenflüssen und Rechenvorgängen nichts mit. Über eine übersichtliche grafische Oberfläche, die die Studenten entwickelt haben, können sie stattdessen bequem zwischen drei Spielvarianten wählen: Die Roboter treten entweder automatisiert gegeneinander an, einer der Roboter wird von einem Nutzer bespielt oder beide Roboter handeln auf Anweisung von jeweils einem Nutzer. Die Befehle nehmen die Roboter dabei per Sprachsteuerung oder per Computereingabe entgegen. Über den Spielmodus kann zudem ein faires Spiel oder ein Spiel zugunsten einer der Parteien eingestellt werden.
Doch nicht nur Schüler und Studieninteressierte profitieren von dem anschaulichen Projekt. Meier und Brink haben mit ihrer Programmierung den Grundstein für weitere Roboterprojekte gesetzt. „Wir haben die Kommunikation zwischen den Robotern standardisiert“, erklärt Brink. „Auf Basis unserer Client-Server-Architektur können andere Studierende oder Lehrende problemlos weitere Bewegungsabläufe und Interaktionen programmieren.“