Lego-Roboter Jitter fegt in der Raumstation ISS

Konrad und Bastian Schwarzenbach haben mit ihrem Modell "Jitter" den "Ultimate Builder Competition" von Lego Mindstorms gewonnen. Der kleine Roboter aus Lego-Teilen und -Technik wird im November zur Raumstation IIS fliegen.

Von 124 Teilnehmern am Wettbewerb mit dem Motto "Lego Mindstorms goes Space" haben sich die letzten zehn zum Finale in München getroffen. Im Beisein von Jury Schirmherr und Astronaut Ulf Merbold wurden Vater und Sohn Schwarzenbach zum Sieger erklärt. Das Siegermodell Jitter soll in der ISS herumfliegende Teile einsammeln, zumindest ist er neben anderen Funktionen dafür programmiert. Sonderpreise gingen an den Muskeltrainer für Astronauten, den ein sechsköpfiges Team aus Österreich/Deutschland und der Schweiz gebaut hat.

Jitter mit seinen Erbauern: Vater und Sohn Konrad und Bastian Schwarzenbach (in schwarzen Anzügen).

Mit Jitter bekommt die Besatzung einen Helfer an die Hand, der, falls er sich in der Schwerelosigkeit bewährt, frei fliegende Teilchen in der Raumstation einsammelt. Außerdem kommuniziert Jitter mit Tönen und Lichtzeichen auf seine Funde oder Kontakte mit der Kabinenwand. Jitter basiert auf den verkaufsüblichen Lego Mindstorm-Teilen. Das Herz bilden Hitachi H8 Mikrocontroller, programmierbare Chips, die ebenfalls serienmäßig sind. Programmiert wurde Jitter von Konrad Schwarzenbach in Java (TinyVM).

Wird Jitter in der IIS unter Schwerelosigkeit eingeschaltet, muss er in eine ruhige Orientierungslage gebracht werden. Die Z-Achse sollte dabei Richtung Kabinenbeleuchtung zeigen, eine der permanenten Orientierungshilfen von Jitter. Danach dreht der Roboter einige 360 Grad Rollen, um seine Steuerparameter zu initialisieren und kann mit einem leichten Schubs in Fahrt gebracht werden.

Jitter arbeitet mit Impulsantrieb. Dafür wird permanent eine Nockenscheibe in einem Käfig angetrieben. Bei Kontakt mit der Außenwand verschiebt sich der Käfig. Je nach Anstoßrichtung wird so ein Impuls in die Gegenrichtung erzeugt.

Ansonsten ist der Roboter mit Licht-, Berührungs- und Rotationssensoren ausgestattet die ihn auf seiner Bahn leiten und lenken sollen. Jitters Aufgabe ist es herumfliegende Teile einzusammeln, die er mit einem Besen aus Lego-Schläuchen in eine Kammer in seinem Korpus fegt. Stößt Jitter gegen eine Wand, schließt die Kammer automatisch, damit die bisherige Ladung nicht wieder verstreut wird. Jitter reagiert außerdem über die Berührungssensoren auf Streicheleinheiten und Klapse und ist auf allerlei Unsinn programmiert, etwa Anschleichen und Erschrecken, Tanzen und Dauerrotieren. Außerdem reagiert er auf Winkbewegungen, die er mit seinen Infrarot-Sensoren auswertet.

Arm- und Fingermuskeltrainer für Astronauten: Mittels Motor umgeschaltete Gummibänder erzeugen den Widerstand für das Training. Die Fingermuskeln können über die vorderen "Klaviertasten" frei oder mittels Reaktionstest trainiert werden.

Eine der Aufgaben für die Mindstorm-Konstrukteure war es, ihre Roboter in eine Kiste von 30 x 30 x 30 Zentimeter unterzubringen. Jitter kann, was nicht allen Modellen gelang, darin in einem Stück transportiert werden. Außerdem dürfen die Modelle nicht schwerer als 1400 Gramm sein. Für Bastian Schwarzenbach, der die mechanische Konstruktion übernommen hatte, war das die schwierigste Aufgabe. Er habe Jitter so oft auseinander genommen und wieder (anders) zusammengebaut, dass er inzwischen jedes Teil im Schlaf kenne, sagte er bei der Preisverleihung im Siemens-Forum München. Den Start ihres Roboters zur Bewährungsprobe im Weltall werden die beiden Tüftler live im Kontrollzentrum in Moskau miterleben. (uba)