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Transporteinheit der Zukunft

Mit Herz & Hirn: Mechatronik-Diplomarbeit inklusive Machine Learning

Ein Bild aus glücklicheren Schultagen: Die drei Diplomanden Felix Dreßler, Jakob Friedl und Bernhard Kroiss werden bei der Diplomarbeit von ihren Betreuern Lukas Breneis, Martin Weigl und Werner Reichenfelser tatkräftig unterstützt.

Trotz Home Schooling müssen die Diplomandinnen und Diplomanden der HTL Wels jetzt in diesen Tagen ihre Diplomarbeit abgeben. Eine davon heißt „Omnidirektionale Transporteinheit“ und wird von den drei Schülern Felix Dreßler, Jakob Friedl und Bernhard Kroiss bearbeitet. Die drei interessieren sich schon länger für Roboter, daher auch die Idee, eine Art Roboter als Diplomarbeitsthema zu wählen.

Was versteckt sich also hinter dem kompliziert gestalteten Titel? Im Endeffekt handelt es sich um einen Roboter beziehungsweise eine Transporteinheit, die fähig ist, ohne lenken in alle Richtungen zu fahren. Um das zu erreichen, haben sich die drei Diplomanden die Aufgaben so aufgeteilt, dass jeder an den Bereichen arbeitet, in denen er sich am besten auskennt.

Felix Dreißler, betreut von Werner Reichenfelser, ist zuständig für den Körper des Roboters. Das heißt, dass es seine Aufgabe ist, ein Gerüst für den Roboter zu konstruieren. Außerdem muss er die Räder, die dafür sorgen, dass der Roboter sich in alle Richtungen bewegen kann, zeichnen. Dabei handelt es sich natürlich nicht um gewöhnliche Räder, die man jeden Tag sieht. Es werden mehrere Rollen auf dem Umfang jedes Rades verteilt. Es müssen nun die Räder einzeln angesteuert werden, abhängig von die Drehrichtung der einzelnen Räder ergibt sich eine Bewegungsrichtung, und die Bewegung wird auch immer geradlinig sein.

Roboter erkennt Gefahren

Jakob Friedl kreiert mit Hilfe von Betreuer Lukas Breneis das Hirn des Systems. Er programmiert den Roboter, um ihn steuerbar zu machen. Er entwickelt auch ein System, wodurch der Roboter verschiedene Hindernisse in seinem Weg erkennen kann. Das Ganze funktioniert mit zwei Laser-Sensoren, die sich sehr schnell um ihre eigene Achse drehen und dabei die Abstände in alle Richtungen messen. Die so gemessenen Daten werden dann weiterverwendet, um eine 2D-Karte zu erstellen. Mithilfe dieser Karte erkennt der Roboter, wie weit er in bestimmte Richtungen fahren kann. Außerdem erkennt er plötzliche Gefahren, zum Beispiel wenn jemand den Weg des Roboters kreuzt, und er bleibt, falls nötig, stehen. Als ob es noch nicht genug wäre, hat Friedl den Roboter auch noch „Machine Learning“ beigebracht. Einfach erklärt, kann der Roboter Erfahrungen speichern und bearbeiten, um sich selbst zu verbessern.

Herz und Hirn

Und zu guter Letzt haben wir, betreut von Martin Weigl, Bernhard Kroiss, der den Roboter ein Herz gibt. Seine Aufgabe ist es, die richtigen Akkumulatoren auszusuchen und letztendlich alles zu verkabeln. Es könnte zuerst relativ einfach wirken, es gibt aber viele Schwierigkeiten, die auf ersten Blick gar nicht auffallen. Die Akkus sind nämlich die Elemente, die am meisten zum Gewicht beitragen, soll heißen: je schwerer die Akkus, desto weniger kann man transportieren. Das Budget ist dann ein nächstes Problem, denn Akkus in diese Größe sind „nicht unbedingt“ billig.

Trotz der komplizierten Themenstellung sind die drei Schüler optimistisch und gehen die Probleme, die auftreten, positiv an. In dem Team gibt es bis jetzt auch keine persönlichen Probleme oder größere Meinungsverschiedenheiten. Auch die drei Betreuungslehrer sind stolz auf die Diplomanden, wie sie sagen:

Martin Weigl: „Ich bin froh, dass die drei so coole Schüler sind.“ Lukas Breineis: „Ich bin stolz, ein so komplexes und interessantes Projekt betreuen zu dürfen. Die Schüler arbeiten sehr engagiert und mit viel Leidenschaft." ¬¬Und schließlich Werner Reichenfelser: „Diese Arbeit vereinigt drei komplexe Gebiete, und ich bin stolz darauf, dass die Schüler trotzdem selbstständig gute Ergebnisse und Fortschritte liefern.“

Maximilian Moncz