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Open Roberta

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Open Roberta
Rechtsform Initiative
Gründung 4. November 2014
Gründer Projekt der Initiative Roberta – Lernen mit Robotern des Fraunhofer IAIS
Sitz Sankt Augustin
Motto Programmieren ist ein Kinderspiel
Schwerpunkt Schulbildung
Methode cloud-basierte, grafische Programmierumgebung; Aufbau eines Open-Source-Netzwerks
Website www.open-roberta.org

Open Roberta ist ein technologisches Projekt innerhalb der Initiative Roberta – Lernen mit Robotern von Fraunhofer IAIS, Sankt Augustin. Ziel von Open Roberta ist es, das Programmieren leichter zugänglich zu machen, indem technische und fachliche Barrieren abgebaut werden.[1] Das Projekt richtet sich an Lehrkräfte ebenso wie an Schülerinnen und Schüler. Die erziehungsorientierte Programmier-Plattform »Open Roberta Lab« steht cloudbasiert ohne Installationsaufwand kostenlos zu Verfügung und kann von jedem Gerät mit gängigem Browser genutzt werden.[2] Open Roberta wird von Google.org[3] mit 1 Million Euro unterstützt.[4][5] Open Roberta steht unter der Schirmherrschaft von Bundesbildungsministerin Johanna Wanka.[6] Neben den Einsatz in Bildungseinrichtungen wird die Verbreitung von vielen freien Organisationen vorangetrieben, die sich in Sammelbewegungen wie der deutschen Initiative Jeder kann programmieren. Start coding! oder der amerikanischen Code.org darstellen.

Open Roberta Lab

Das Open Roberta Lab – eine cloudbasierte Programmierumgebung

Die cloudbasierte Programmierumgebung »Open Roberta Lab« ermöglicht Kindern und Jugendlichen ohne technische Hürden die Programmierung verschiedener Roboter-Systeme. Ab der Version 2.0 können im Open Roberta Lab die Systeme Lego Mindstorms EV3, NXT, auf der Arduino (Plattform) basierende Bot'n Roll One[7], auf dem BBC micro:bit[8] und auf dem Calliope mini[9] programmiert werden. Ab der Version 2.3.0 kann das Microboard BOB3 programmiert werden, ab der Version 3.0 auch die Mikrocontroller Arduino Uno, Nano und Mega und der Lego WeDo. Es stehen eine Vielzahl an verschiedenen Programm-Blöcken zur Verfügung, mit denen die Motoren, Sensoren und Prozessoren programmiert werden können[10]. Open Roberta Lab nutzt dabei den Ansatz der grafischen Programmierung. Dieser soll es vor allem Anfängern erleichtern, ohne Syntaxfehler intuitiv ein Programm zu erstellen. Als Cloud-Anwendung kann die Plattform ohne Installationsaufwand von jedem gängigen Browser, Betriebssystem und Gerät genutzt werden.[11][12] Für den Lego-Mindstorms EV3 Roboter wird ab der Version 2.2.1 das Linux-basierte Betriebssystem EV3dev offiziell unterstützt. Open Roberta Lab ist in den folgenden Sprachen verfügbar: Baskisch, Chinesisch, Dänisch, Deutsch, Englisch, Finnisch, Französisch, Italienisch, Katalan, Niederländisch, Schwedisch, Spanisch, Polnisch, Portugiesisch, Russisch, Weissrussisch, Tschechisch und Türkisch. Ab Version 3.8.6 gibt es auch online Tutorials. Wurde ein Programm erstellt, so gibt es die Möglichkeit, sich den Code zu dem Programm anzeigen zu lassen. Dazu klickt man im Open Roberta Lab, rechts in der Menüleiste, auf die zwei Pfeile. In welcher Programmiersprache der Code geschrieben ist, hängt vom Robotersystem ab. Desweiteren ist es möglich, dass Open Roberta lab auch offline zu nutzen.

Open Source Community

Die Programmierplattform Open Roberta Lab wird komplett Open Source entwickelt. Sowohl die Software als auch die Open-Source-Entwicklertools stehen über Server der Fraunhofer-Gesellschaft bereit. Zunächst bezieht das Entwicklerteam des Fraunhofer-Instituts für Intelligente Analyse- und Informationssysteme Lehrkräfte, IT- und Bildungsexperten aus dem Roberta-Netzwerk in die Entwicklungsarbeiten ein, ebenso Hochschulen und ihre Studierenden. Im zweiten Schritt wird die Open-Source-Community dann für alle interessierten Programmiererinnen und Programmierer geöffnet. Dabei sollen, dem Leitgedanken des Roberta-Projekts entsprechend, vor allem auch weibliche Studierende angesprochen werden, die auf diese Weise eine Vorbildfunktion für Schülerinnen einnehmen.[13]

Programmiersprache NEPO

Beispiel von Programmblöcken der Programmiersprache NEPO

NEPO ist eine an Scratch angelehnte visuelle Programmiersprache, welche die frei verfügbare Blockly-Bibliothek nutzt[14] und diese um eigene Funktionalitäten erweitert und, wo notwendig, für Open Roberta angepasst hat. Mit NEPO können grafische Programmierblöcke einfach aneinandergefügt werden. Ein Vorteil von NEPO sind seine offenen Schnittstellen. Diese erlauben es beispielsweise, weitere NEPO-Programmblöcke zu entwickeln oder aber auch andere Hardware-/Robotersysteme anzubinden.[15]

Integrierte Systeme

System Programmiersprache Simulation vorhanden Übertragung Compiler
LEGO Mindstorms NXT NXC ja USB NXC
LEGO Mindstorms EV3 C, Java, Python ja USB, Wlan arm-linux, Java
LEGO WeDo 2.0 Token basiert nein App BT LEGO Original
CalliopeMini C ja USB, App BT
CalliBot C ja USB, BT
Arduino, Nano, Mega, Uno C++ nein USB arduino-builder
MicroBit MicroPython ja USB
SenseBox C++ nein USB arduino-builder
Edison Python nein Audio
NAO Python nein Wlan, Ethernet
Bob-3 C++ nein USB arduino-builder
mBot C++ nein USB arduino-builder

Simulationsumgebung

Open-Roberta-2D-Simulation eines radgetriebenen Roboters

Ab der Version beta 1.3.0 bietet das Open Roberta Lab auch eine Simulationsumgebung an. Es handelt sich hierbei um die Simulation eines zweidimensionalen Robotermodells, welches mit zwei Rädern (Differentialantrieb) angetrieben wird. Die Programmierung des simulierten Roboters erfolgt ebenfalls mit der Programmiersprache NEPO. Das simulierte 2D-Modell beinhaltet die Simulation eines Ultraschallsensors, eines Berührungssensors, eines Farbsensors und der Anzeige einer LED. Zusätzlich stehen mehrere Umgebungen zur Auswahl.

Zusätzlich zur 2D-Modell gibt es auch eine Simulation des Calliope mini Microboard und des Micro:bit Microboards.

Galerie-Funktion

Seit dem Release 2.3.0 können in der „Galerie“ eigene Programme mit der ganzen Welt geteilt werden: Dafür gehen angemeldete Nutzer mit einem verifizierten Account im Menüpunkt „Bearbeiten“ auf „Meine Programme“ und klicken anschließend auf das Galerie-Icon. Mit einem Doppelklick auf ein Programm in der Galerie-Übersicht, lädt man das entsprechende Programm und kann es anschließend ansehen, bearbeiten oder herunterladen.

Open Roberta Wiki

Das Open Roberta Wiki beinhaltet die Benutzung des Open Roberta Labs und beschreibt, welche Komponenten für die Nutzung von Open Roberta benötigt werden. Zusätzlich listet das Wiki eine Beschreibung der meisten im Open Roberta Lab genutzten NEPO-Blöcke auf.

Geschichte und Vorgänger

Open Roberta ist eine technologische Erweiterung des „Roberta-Konzepts“. Roberta (kurz für: „Roberta – Lernen mit Robotern“) ist eine Fraunhofer-Bildungsinitiative, die im Jahr 2002 als BMBF-Projekt „Roberta – Mädchen erobern Roboter“ initiiert wurde.[16] Kindern und Jugendlichen sollen Technik und Naturwissenschaften (MINT-Fächer) näher gebracht werden.

Preise

Open Roberta gehört zu den 100 Preisträgern des bundesweiten Wettbewerbs „Ausgezeichnete Orte im Land der Ideen“ 2015[17]. Open Roberta ist zudem Bundessieger 2015 in der Kategorie Bildung beim Wettbewerb Deutschland – Land der Ideen.[18][19]

Quellen und Belege

  1. ↑ Zeitschrift Learning und Medien (LOM)
  2. ↑ Open Roberta Webseite
  3. ↑ Google.org
  4. ↑ Pressemitteilung von Fraunhofer IAIS
  5. ↑ Google Produkt Blog
  6. ↑ Schirmherrin Johanna Wanka
  7. ↑ José Cruz - botnroll.com: Bot'n Roll ONE A Robot. In: botnroll.com. Abgerufen am 11. Oktober 2016.
  8. ↑ http://microbit.org/ BBC micro:bit
  9. ↑ https://calliope.cc/ Calliope mini
  10. ↑ "Open Roberta Starter Kit"
  11. ↑ „Open Roberta Lab“ (Memento des Originals vom 25. Juni 2015 im Internet Archive)  Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/lab.open-roberta.org
  12. ↑ Jost, B., Ketterl, M., Budde, R., Leimbach, T. Graphical Programming Environments for Educational Robots: Open Roberta – Yet another One?, in IEEE International Symposium on Multimedia (ISM), December 2014
  13. ↑ „Open Roberta Developer Webseite“ (Memento des Originals vom 11. November 2017 im Internet Archive)  Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/dev.open-roberta.org
  14. ↑ „Blockly Webseite“
  15. ↑ „Open Roberta auf GitHub“
  16. ↑ „BMBF-Abschlussbericht“
  17. ↑ Beschreibung des Projekts als Ausgezeichneter Ort
  18. ↑ Übersicht aller Bundessieger 2015
  19. ↑ Interview mit dem Projektleiter Thorsten Leimbach
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