Künstliche Intelligenz
Roboter in der Schule

Robotics
© Goethe-Institut | Getty Images

Robotik wird Lernstoff für Schüler aller Altersstufen. Sie hilft, informatisches Denken zu entwickeln, oder auch einfach, sich überhaupt mit anderen in Verbindung zu setzen.

Von Lucia Pappalardo

Ein Roboter reinigt deine Wohnung, eine künstliche Intelligenz berechnet dir die Route mit der geringsten Verkehrsauslastung, damit du pünktlich zu einem Termin kommst, ein Maschinenarm lackiert die Flanken deines Autos. Robotik findet immer mehr Eingang in unser Leben. Eines der faszinierendsten Anwendungsfelder der Robotik ist die Bildung – die Möglichkeit, Roboter als Lehrer oder Lernstoff einzusetzen.

Unser Robot in Residence, die kleine G.A.I.A. des Goethe-Instituts, ist ein humanoider Roboter des Modells Nao. Er ist 58 cm groß und wir könnten ihn als „infantoid“, also kindlich definieren. Unter anderem deshalb ruft er bei Menschenkindern Empathie hervor. Roboter wie G.A.I.A. werden häufig eingesetzt, um den Kleinsten Themen wie Informatik und Technologie zu vermitteln. Von einer intelligenten Maschine lernen, wie intelligente Maschinen funktionieren, ist eine faszinierende Erfahrung, vor allem, wenn du ein Menschenjunges bist.

Der Roboter, der dir seinen Körper leiht

Schüler können in verschiedener Weise auf Robotik treffen. Es gibt etwa die sogenannte assistive Robotik. In diesem Fall hilft der Roboter in der Klasse einem Schüler mit körperlicher Behinderung. So ist das bei der kleinen Maeve Coffey aus New York City, die unter spinaler Muskelatrophie leidet. Wenn es ihr zu schlecht geht, um das Haus zu verlassen, ist sie in der Klasse „telepräsent“: Ein Roboter ermöglicht es ihr, zusammen mit ihren Mitschülern dem Unterricht zu folgen. Mit einem Tablet kann sie ihn mit dem einzigen Arm, den sie bewegen kann, aus der Distanz bedienen.

Der einfühlsame Roboter

Dann gibt es die sozial assistive Robotik. In diesem Fall hilft der Roboter einem Schüler mit sozialen Problemen oder Schwierigkeiten. Beispielsweise wird Nao bei Kindern mit Autismus eingesetzt. Wenn bei ihm die Software Ask (eine Abkürzung für Autism Solution for Kids) installiert wird, ist er in der Lage, autistische Kinder zur Interaktion zu ermutigen, indem er ihre Angst und die Gefahr der Überstimulation verringert. Nao stützt sich dabei auf Modelle für den Umgang mit autistischen Störungen. Wenn das Kind auf eine vom Roboter gestellte Frage antwortet, führt er als Belohnung einen Tanz auf.

Robotik in der Bildung

Die verbreitetste Form, in der Schüler auf Robotik treffen, sind Roboter für die Bildung. In diesem Fall sind die Schüler Protagonisten im Lernprozess: Sie entwerfen, konstruieren und programmieren Roboter. Es gibt Bildungsmöglichkeiten für alle Altersstufen. Ein Roboter lässt sich bei null anfangend konstruieren, indem man von den Grundbausteinen ausgeht, oder man nimmt Robotermodule zum Zusammensetzen (dafür hilft es, zu lernen, wie man ein Projekt durchführt oder entwirft). Außerdem gibt es den Aspekt des Coding, der Programmierung, bei dem die Schüler den Roboter mittels einer Programmiersprache mehr oder weniger komplexe Handlungen ausführen lassen. Coding kann mit einem Computer gemacht werden oder, für die Kleineren, mit farbigen Karten, denen Befehle entsprechen. Es reicht, die Karten in eine Reihe zu legen und dafür zu sorgen, dass unser Roboter beispielweise einer schwarzen Linie folgt und versteht, dass er anhalten muss, sobald diese Linie endet. Damit er einer schwarzen Linie folgen kann, wird der Roboter mit einer Videokamera – je nach Modell unter seinen Füßen oder seinen Rädern – ausgestattet sein, die es ihm erlaubt, das Schwarz zu erkennen, und dank der Befehle, mit denen er programmiert wurde, weiß er, wie er sich zu verhalten hat.

Wie viele Roboter gibt es?

Edurobot (in europäischer Zusammenschluss verschiedener Partner, die Technologie-Workshops für Jugendliche organisieren und zu dem auch die Scuola di Robotica in Genua gehört) zufolge lassen sich die in der Bildung verwendeten Roboter in drei Hauptkategorien unterteilen:
  • DIY (Do It Yourself)-Roboter – die in der Regel von Grund auf konstruiert oder im 3D-Drucker hergestellt werden müssen
  • Modulare Roboter – die montiert werden können, indem man Robotermodule zusammenfügt
  • Ready-to-go-Roboter – gebrauchsfertig, sobald man sie aus dem Karton holt.

Robotik in der Schule

2010 führte die Gesamtschule Largo Cocconi in Rom (in Zusammenarbeit mit der Polytechnischen Universität der Marken) erstmalig in Italien Robotik als Unterrichtsfach in der ersten Klasse ein und führte es in allen fünf Grundschuljahren fort. Das Projekt „Robotik in der Schule“ sah für die Schüler einen interdisziplinären Plan vor, der Robotik mit dem größten Teil der anderen Fächer verband.

Computational Thinking

Dieser Art des Unterrichtens zugrunde liegt etwas, das als Computational Thinking oder informatisches Denken bezeichnet wird. Die Schüler lernen, ein Problem zu formulieren, zu einer Lösung zu kommen und anschließend das Ergebnis zu analysieren. Diese Art zu denken ist für das Programmieren essentiell. Das heißt, wenn ich möchte, dass mein Roboter eine bestimmte Aufgabe erfüllt, muss ich ihm das mit präzisen Anweisungen erklären. Die Fähigkeit, ein Problem zu modellieren, es in Befehle zu zerlegen, stimuliert in den Jugendlichen das sogenannte informatische Denken. Wenn ich also will, dass mein Roboter einen Tanz aufführt, sobald ich zweimal in die Hände klatsche, muss ich herausfinden, wie viele und welche Instruktionen ich ihm dafür geben muss. Der Roboter reagiert auf klare und präzise Befehle. Es reicht, klar, präzise und kreativ zu sein!

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