24.06.15

Robotik-Kurse für blinde Jugendliche

Das Schülerlabor RoboScope ist auch aktiv in punkto Inklusion

Im Rahmen des NRW Verbundprojektes ELLI (Exzellentes Lehren und Lernen in den Ingenieurswissenschaften) hat das Schülerlabor RoboScope in Zusammenarbeit mit dem Berufsförderungswerk Soest und der Johannes-Kepler-Schule Laurensberg vor einiger Zeit Robotikkurse auf Lego MindStorms Basis mit sehbehinderten Kindern und Jugendlichen durchgeführt. Nun wurde das Projekt in der nächsten Entwicklungsstufe für blinde Jugendliche der Louis-Braille-Schule in Düren konzipiert. Ziel des Elli-Projektes ist es unter Anderem barrierefreie Angebote anzubieten, die eine Ausbildung oder ein Studium im MINT Bereich fördern.

Die Programmier- und Konstruktionsaufgaben auch für blinde Teilnehmer zu ermöglichen, konnte bisher aufgrund der Komplexität und der Notwendigkeit eines anderen technischen Setups nicht umgesetzt werden. So können die Roboter nicht mit der grafischen Programmiersprache NXT-G programmiert werden oder bebilderte Bauanleitungen sind schlichtweg nutzlos für blinde Menschen. Als ersten Schritt hierzu wurde im Juni 2014 die Blindenstudienanstalt Marburg besucht. Dort ist Lehrer Ulrich Kalina sehr aktiv in der textuellen Java Programmierung der Lego Roboter mit blinden Schülerinnen und Schülern. In der Schule in Marburg werden die MindStorms Roboter allerdings nur programmiert und nicht gebaut. Da aber insbesondere die haptische Sensorik bei blinden Menschen im Vordergrund steht, sind das Wühlen in den Legokästen und das Bauen der Roboter aus blindenpädagogischen Gesichtspunkten essentielle Elemente eines solchen Kurskonzeptes. Als gemeinsame Idee hat sich eine gesprochene Bauanleitung ergeben. Dazu wurde die bebilderte Bauanleitung verbalisiert und verschriftlicht. Die Roboter wurden dann blind von zwei Studenten gebaut, was gut funktioniert hat. Die Bauanleitung selber wurde über ein Sprachausgabesystem durch den freien Screenreader NVDA (http://nvda.handytech.de/) vorgelesen.

Nun konnten wir das neue Format mit Schülern der Louis-Braille-Schule am 11.06.2015 in Düren mit Unterstützung der blinden Mathematiklehrerin Trixi Droßard testen. Nach einem Vortrag über die Welt der Robotik bauten die Schülerinnen und Schüler in Zweierteams einen Fahrroboter nach der schriftlichen Bauanleitung. Das Bauen hat erfahrungsgemäß etwas länger gedauert, aber den Teilnehmern richtig viel Spaß gemacht und motivierte für die nächste Runde, den Robotern auch eine Form von Leben einzuhauchen. 

Dazu haben wir uns der Programmiersprache Java bedient, für die eine Version für Lego MindStorms Roboter vorhanden ist. Da die Jugendlichen noch keinerlei Programmiererfahrungen hatten, haben unsere Studenten einige neue Klassen erstellt, die die Java Syntax für MindStorms etwas vereinfachten. Zudem wurden Batch-Dateien zusammengestellt, die das Kompilieren, Verpacken und auf den Roboter laden per Dateiauswahl ermöglichten. Zu guter Letzt wurde das ganze System lauffähig auf einen USB Stick portiert. 

Dann ging es ans Programmieren. Zunächst wurde den Robotern einfache Fahranweisungen beigebracht, doch erst die Einbindung von Sensoren, die mit Abfragen bestimmte Bedingungen ermöglichen oder einleiten, interagieren Roboter autonom mit ihrer Umwelt. Der Ultraschallsensor erkannte Hindernisse und stoppte den Roboter in einem ersten Schritt. Die Distanz zum Hindernis wurde vom Roboter durch verschieden hohe Töne ausgegeben. Später wurde der Code so verfeinert, dass der Roboter Hindernissen ausweichen kann. Zuletzt wurde noch der Geräuschsensor integriert. Mit Geräuschen, wie bspw. Klatschen, haben die Roboter Drehmanöver ausgeführt.

Als der Kurstag an der Lous-Braille-Schule zu Ende ging, blickten wir in zufriedene und lächelnde Gesichter der Schüler, die es kaum erwarten können, einen erweiterten Kurs machen zu können. An dieser Stelle ein großes Lob an die Teilnehmer, die motiviert mitgemacht und sichtlich Spaß an dem Bau und der Programmierung von Robotern gehabt haben. Am 13. und 14. Juli 2015 werden wir übrigens den Kurs im Rahmen einer Projektwoche in der Blindenstudienanstalt Marburg nochmals durchführen können.