Dansk system skal lære børn at bygge robotter

DTU-forskere står bag virksomheden Shape Robotics, der ved hjælp af en modu­lær robot skal få børn og unge fra 2. klasse og helt op på universitetsniveau til at programmere robotter.

Man skal passe på med at overkomplicere tingene, siger David Christensen, forsker på DTU og en af de fire grundlæggere af robotvirksomheden Shape Robotics. Den meget unge virksomhed har udviklet en modulært opbygget robot, som i første omgang er rettet mod undervisning af børn og unge.

Der har derfor været en lærerig proces at lade robotten tage skridtet fra nænsomme forskere på universiteterne til hårdhændede folkeskole­elever.

Ideen har været at udvikle en robot, som let og hurtigt kan samles, programmeres og skilles ad igen, så brugerne kan tilpasse den til lige netop deres interesser og uddannelsesniveau.

Systemet hedder Fable, og de første prototyper har allerede været gennem hænderne på et par hundrede skoleelever for at teste, om det nu også virker – og det gør det.

Artiklen fortsætter under grafikken

Systemet sælges allerede til skoler, og næste skridt vil være den egentlige lancering i efteråret 2016, hvor de første komplette klassesæt af læringsrobotter bliver leveret til skoler. I foråret 2017 skal der så tilføjes nye moduler og værktøjer til systemet samt apps, så robotten kan programmeres fra en smartphone.

Lige nu er det en gruppe af entusiastiske iværksættere, der driver virksomheden, som er et spinout fra DTU og foreløbig finansieret alene med støttemidler fra DTU og Undervisningsministeriet.

Inspiration fra DTU, Lego og MIT

Det hele begyndte tilbage i 2011, da David Christensen, der til daglig er robotforsker og underviser på DTU, sad og talte med sin studerende Moises Pacheco om, hvordan man kunne udvikle et robot­system, så skulle være virkelig let at bruge.

Det blev til Moises Pachecos ph.d.-projekt om et modulært opbygget robotsystem med inspiration fra tidligere DTU-forskning og DTU’s samarbejde med flere robotteams hos Lego og MIT Media Lab.

»Men der er altså langtfra et godt akademisk projekt til noget, der kan holde til at gå gennem hænderne på hundredvis af skoleelever,« siger David Christensen. Derfor har en del af udviklingsarbejdet gået på at gøre systemet robust nok til at kunne klare den hårde fysiske belastning.

Det gælder også for elektronik og software, som i de første versioner måske kunne lidt for mange spændende ting. Løsningen på det problem har været at variere den måde, robotterne programmeres på.

På de laveste niveauer bruges simple blokke, der flyttes rundt på skærmen og samles som et pusle­spil for at skabe det program, der styrer robotten. På de højeste niveauer derimod kan eleverne gå ind og programmere direkte bl.a. i programmeringssproget Python.

Mindre kompliceret – mere robust

Og så er vi tilbage ved ikke at overkomplicere tingene, forklarer Moises Pacheco:

»Kunsten i sådan et udviklingsarbejde er at finde ud af, hvad der skal med, og især hvad der ikke skal med. Det er nemt at smide en masse spændende features ind, så robotten kan en hel masse. Men i takt med at systemet bliver mere og mere kompliceret, bliver det også mindre robust,« siger han og husker, at robotten i starten skulle udstyres med et avanceret 3D-kamera. Det er blevet ændret til nogle mere simple sensorer, som var lettere at bruge.

I de første versioner havde modulerne infrarøde kommunikationsenheder i deres connec­tors, så de kunne tale med de moduler, de var forbundet med. Det var dog både dyrt og upålideligt og blev erstattet af en noget simplere standard 2,4 GHz kommunikation.

Det var også tanken, at mikro­controllerne i modulerne via en virtuel maskine skulle afvikle et bytekodeprogram sendt af en pc. I stedet består modulernes styreenhed i dag af en mere simpel mikrocontroller, som blot eksekverer et styresignal sendt trådløst fra en dongle koblet op på pc’en. Det har forsimplet hele programmeringsfasen og den tid, eleverne bruger på at teste forskellige opbygninger af robotterne:

Børn i anden klasse kan være med

»I de første versioner kunne vi se, at selv meget dygtige gymnasieelever havde svært ved at arbejde med robotterne. Så noget måtte gøres. I dag ved vi, at elever helt ned til anden klasse selv kan programmere og bygge robotterne,« fortæller David Christensen.

Til oktober skulle de første 20 klassesæt, med ti robotter i hver, være klar til levering til uddannelsesinstitutioner til en pris på 30.000 kroner pr. sæt.

Og hos Shape Robotics er visionen, at den modulære robot på et tidspunkt kommer til at ligge under juletræet hos helt almindelige teknik­interesserede mennesker:

»Tænk på vores robot som et nyt power tool til hjemmet, der bare kan bygges om til forskellige formål, afhængig at det problem man ønsker at løse,« siger David Christensen.

Kommentarer (1)

Set fra folkeskoleniveau må prisen ikke være højere, da der skal overvindes en betydelig træghed og teknikforskrækkelse; men prismæssigt kan de konkurrere med Mindstorms.

  • 1
  • 0