Systemtechnikprojekt: Bau von kooperierenden Robotern im ersten Studienjahr

Projektbasiertes Lernen ist an der NTB seit Jahren ein fester Bestandteil der modernen Systemtechnikausbildung. Bereits im ersten Studienjahr bauen die Studierenden in Teams Roboter, die eine komplexe Aufgabe erfüllen müssen.

Das Modul findet gleichzeitig in Buchs, St. Gallen und Chur statt und dauert zwei Semester. Jeweils zwei Roboter von verschiedenen Standorten müssen in Kooperation eine gemeinsame Aufgabe erfüllen. Die Teams werden durch Fachbetreuer, Teambetreuer, die Zentralwerkstatt und die interne Printfertigung in ihrer Arbeit unterstützt.

Staunen Sie, welche innovativen Lösungen unsere angehenden Ingenieure und Ingenieurinnen entwickeln.

Denn es heisst nicht umsonst: Ingenieure gestalten die Welt von morgen!

Die Beschreibung des SYS-Projekts 2020/21 folgt in Kürze

Aufgabenstellung Systemtechnikprojekt 2020-2021

Roboter evakuieren sich von zwei Gebäudedächern

Wegen einer Überschwemmung haben sich Roboter R1 und Roboter R2 unabhängig voneinander auf die Dächer von zwei benachbarten Industriegebäuden begeben. Das Wasser steigt stetig. In 3 Minuten wird es die Dächer überschwemmen und die komplizierte Elektronik der Roboter beschädigen. Zwischen den zwei Gebäuden befinden sich zwei Stahlträgerwände, die aber relativ weit auseinanderliegen. Über diese wäre es im Prinzip möglich, an einen Treffpunkt zu gelangen, an dem ein Schiff anlegen und die Roboter retten könnte. Wie aber können die Roboter auf diese Stahlwände gelangen? Und wie können sie sich an den Stahlwänden festhalten und von dort den Treffpunkt erreichen, wenn sich die unteren Bereiche der Stahl-wände bereits unter Wasser befinden und der Abstand zwischen den Stahlwänden breiter ist, als die maximale Dimension eines Roboters?

Zum Glück es gibt aber eine Lösung. Auf beiden Dächern sind Rohre gelagert, aus denen man ein langes Rohr bauen kann, das die beiden Gebäude wie eine Brücke verbindet. Allerdings ist nicht bekannt, welche Längen die Rohre auf den Dächern haben. Da aber jedes jemals produzierte Rohr mit einem Mikrocode bezeichnet wurden (IOT), kann man, ohne die Rohre anzufassen, den Code an den Rohren auslesen und damit die Rohrlänge bestimmen.

Roboter
Die Roboter dürfen beim Start nicht grösser als 160x160x160 mm sein, dürfen aber während des Spiels Grösse und Form ändern. Das Maximalgewicht ist auf 3 kg beschränkt.

Start
Die Startpositionen der beiden Roboter werden durch die Teams festgelegt. Die Betreuer legen fest, welche Rohre wo bereit liegen. Der Start wird durch ein WLan-Signal ausgelöst.

Ende
Das Spiel dauert maximal 3 Minuten. Die Aufgabe ist erfüllt, wenn sich beide Roboter am Treffpunkt befinden.

Stichwortartige Beschreibung

  • Wegen Überschwemmung flüchten die Roboter aufs Dach.
  • Sie wollen sich befreien, indem sie mit vorhandenen Rohren eine Art Brücke bauen, um über die Stahlträgerwände nach aussen zum Treffpunkt zu klettern, wo sie abgeholt werden
  • Die Roboter sind aber zu klein, um beide Stahlträgerwände gleichzeitig erreichen zu können
  • Die Länge der Rohre sind verschieden, sind aber mit einem Mikrocode markiert, der Millionen von Codes darstellen kann
  • Im Rohrlager 1 ist nur ein von möglichen drei Rohren vorhanden
  • Im Rohrlager 2 sind immer drei bekannte Rohre vorhanden, aber nicht in fixer Reihenfolge
  • Welche Rohre wo liegen wird durch die Spielleitung festgelegt, die Roboter werden durch die Teams aufgestellt und bereit gemacht.
  • Start wird durch WLan-Signal ausgelöst, danach haben die Roboter 3 Minuten Zeit, sich zu befreien.
  • Die Roboter dürfen beim Start nicht grösser als 160x160x160 mm sein, Grösse und Form darf danach aber ändern, aber das grösste Mass darf 220 mm nicht überschreiten
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Das Maximalgewicht der Roboter beträgt 3 kg

  • Die Rohre werden durch die Teams realisiert, aber die Längen von den Rohrteilen für das Rohrlager 1 werden vorgegeben