Tafel - Roboterarm - Klaus Illi

Dies ist ein work in progress-Projekt. Zum anfänglichen Entwicklungsprozess (Schreiben auf horizontal liegendes Papier) siehe Video auf Youtube: https://youtu.be/LQFFYv_kADE

Vor-Coronazeit: Der historische Roboterarm schreibt 2020 den Beispielsatz "I CAN'T BREATHE" mit Kugelschreiber auf ein horizontal liegendes Papier.

Coronazeit: Lange konnte leider nicht weitergearbeitet werden - Festo bleibt für Externe geschlossen, leider bis heute (Ende Feb. 2022).

Projekt 1. Coronastipendium:

Ziel ist das Schreiben von verschiedenen Sätzen mit Kreide an eine Schultafel.

Es geht in dem Projekt um eine der größten zivilisatorischen Errungenschaften: Sprache und Schrift. Indem der Roboterarm an eine Schultafel schreibt, ist schulisches Lernen als zentraler Bildungsort im Blick. Jeder Mitteleuropäer hat eine Schule besucht und verbindet Lernen, Tafel und Kreide mit vielen diffusen Vorerfahrungen.

Der Roboterarm SCORBOT der israelischen Firma ESHED ROBOTEC stammt aus den 1980iger Jahren aus den Anfängen

der Robotik und ist für didaktische Zwecke gebaut worden. Er ist ein "Erbstück", er wurde mir von der Firma Adiro geschenkt und hätte sonst verschrottet werden müssen. Das "upcycling" ist seine "second chance".

Entwicklungsstand Ende Februar 2022 siehe Youtube-Video: https://youtu.be/eK6ZbxxZqaM

Vorarbeit: Schreiben mit Kugelschreiber auf Papier.

Der hist. Roboterarm aus den 1980er Jahren ist weitgehend "transparent", der Apparat ist keine "black box" wie bei später gebauten gekapselten Roboterarmen, die mechanischen Vorgänge sind gut nachvollziehbar und anschaulich - kein Wunder, denn er wurde für didaktische Zwecke entwickelt. Schnelligkeit und Produktivität sind hier nicht interessant.

Anfängliche Schreibversuche (vor Corona).

Schriftentwurf und Erarbeitung des Algorithmus für jeden Buchstaben des Alphabets, incl. Sonderzeichen (Ä,Ö,Ü) und Satzzeichen.

Endstand der Vorbereitungen: der Satz "I CAN'T BREATHE" wird mit Kuli auf ein horizontales Blatt Papier geschrieben.

Diese Tafel aus meiner Grundschule (Schiller-Schule in Ruit) habe ich im Jan 2016 gerettet, bevor das Schulgebäude abgerissen wurde.

Es könnte die Tafel werden, an der der Roboterarm letztlich schreiben wird, wobei die Tafel motorisch auf und ab bewegt werden könnte, so dass längere Texte möglich werden.

Dieser Beuys-Satz muss natürlich unbedingt dabei sein, wenn der Roboterarm eines Tages an die Tafel schreiben kann.

Es sollen kurze Sätze sein, die mir relevant, nachhaltig und bedeutsam erscheinen und zum Nachdenken, Weiterdenken anregen.

Was könnte besser an die Klimakrise und den Protest der Jugend dagegen erinnern als dieser Satz von Greta Thunberg auf ihrem Protestplakat. Das Schreiben an die Tafel, die Verpflanzung des Satzes in den schulischen Lernzusammenhang könnte den Streikaufruf bestätigen und die Abwesenheit von Schülern erklären.

Als "Menetekel" bezeichnet man eine unheilverkündende Warnung, einen ernsten Mahnruf oder ein Vorzeichen drohenden Unheils. Der Begriff ist von einem biblischen Wortspiel in akkadischer Sprache abgeleitet, das Gott dem babylonischen König Belšazar (Regierung 552 bis 543 v. Chr.) als Ankündigung seines baldigen Todes und des Untergangs seines Königreiches überbracht haben soll.

Die Worte "Mene mene tekel u-parsin" (wörtlich "gezählt gezählt gewogen zerteilt") konnten die Weisen des Königs Belsazar nicht lesen, erst der Prophet Daniel konnte sie deuten:

"Belšazar erscheint eine geisterhafte „Schrift“ an einer Wand seines Palastes. Belšasar bittet seine Gelehrten, diese Schrift zu deuten. Nachdem sie gescheitert sind, lässt er den Propheten Daniel holen, der ihm diese Schrift auslegt: „Mene: Gezählt, das heißt, Gott hat gezählt die Tage Deiner Königsherrschaft und sie beendet. Tekel: Gewogen, das heißt, Du wurdest auf der Waage gewogen und für zu leicht befunden. Peres (U-parsin): Zerteilt wird Dein Königreich und den Persern und Medern übergeben“. (siehe Menetekel). Noch in derselben Nacht wird Belšazar ermordet und sein Reich unter Persern und Medern geteilt (Dan 5,28 EU)." siehe https://de.wikipedia.org/wiki/Bel-%C5%A1arru-u%E1%B9%A3ur

Das berühmt-berüchtigte schwäbisch-englische Diktum von Wolfgang Scheuble, abgekürzt "isch over", in allerlei Varianten zu verschiedenen Anlässen verwendet, etwa in der Griechenland-Euro-Krise gegenüber Tsipras und Varoufakis oder wie hier über die Abwahl von Trumps am 3.11.2020 (Stuttgarter Zeitung, 9.11.2020, S.4). Das "isch over" entspricht einer Hoffnung, dass etwas Furchtbares vorbei sein möge.

Das Sexualstrafrecht wurde aufgrund der Kölner Silvesternacht 2015/16 geändert. Der neue Grundsatz beinhaltet, dass ein Gewaltelement nun nicht mehr notwendig ist.

Es gibt eine Fülle von weiteren Sätzen, die es wert wären, an die Tafel geschrieben zu werden und damit eine Tür zu einer erhellenden Gedankenwelt zu eröffnen. Eine Auswahl:

"WER, WENN NICHT WIR? WANN, WENN NICHT JETZT?" Jeanne d'Arc (1412 – 30.5.1431)

"WER NICHT DENKEN WILL, FLIEGT RAUS", Josef Beuys

"I HAVE A DREAM" Martin Luther King

"WIR SCHAFFEN DAS" Angela Merkel, 2015

„DU HAST KEINE CHANCE, ABER NUTZE SIE!“ Herbert Achternbusch (Die Atlantikschwimmer, 1978)

"NICHTS IST BESSER ALS GAR NICHTS", Herbert Achternbusch

"I CAN'T BREATHE", Eric Garner, George Floyd, Michael Sabbie, Jamal Khashoggi (auf Arabisch) und vermutlich viele Millionen vor ihnen in vielen Sprachen der Welt (in den deutschen Gaskammern)

"WE ALL BREATHE THE SAME AIR", J.F. Kennedy, 10. Juni 1963

"JE SUIS CHARLIE", ("Ich bin Charlie") Slogan, der sich auf den Anschlag auf die Satirezeitschrift Charlie Hebdo bezieht und am 7.1.2015 entstand

"ICH DARF NICHT SCHWÄBISCH SPRECHEN", Strafarbeit Klaus Illi

"ES ISCH WIE ES ISCH, UND JETZT ISCH OVER", Wolfgang Schäuble

"MAN MUSS SICH SISYPHOS ALS GLÜCKLICHEN MENSCHEN VORSTELLEN", Albert Camus, Der Mythos des Sisyphos, 1948

"J’ACCUSE…!" Émile Zola (offener Brief 1898, französisch für "Ich klage an…!")

"WER HAT, DEM WIRD GEGEBEN, WER NICHT HAT, DEM WIRD GENOMMEN", Neues Testament, Matthäus 25:29

"ALLES HAT SEINE ZEIT", Altes Testament, Prediger 3, 1

"MAMMA, SON TANTO FELICE" Judith Schneiderman als Kind zu ihrer Mutter in Auschwitz, 1944

"DAS ZIEL DER DEPORTATIONEN IST DAS NICHTS", Enver Pascha, Osmanisches Reich

"NICHTS GEHÖRT DER VERGANGENHEIT AN, ALLES IST NOCH GEGENWART UND KANN WIEDER ZUKUNFT WERDEN", gebürtiger Stuttgarter und hessischer Generalstaatsanwalt Fritz Bauer (1903 - 1968)

"ONE SMALL STEP FOR MAN, ONE GIANT LEAP FOR MANKIND" (Ein kleiner Schritt für den Menschen, ein Riesensprung für die Menschheit), Neill Armstrong beim ersten Schritt auf dem Mond,1969

"IT´S BETTER TO BURN OUT, THAN TO FADE AWAY" (Besser auszubrennen als zu verblassen), Neil Young

"ONE CHILD, ONE TEACHER, ONE BOOK, ONE PEN CAN CHANGE THE WORLD" Malala Yousafzai, geb. 1997

„PROTECT ME FROM WHAT I WANT“, Jenny Holzer, Leuchtschrift über dem Times Square, 1982

"NEIN HEISS NEIN", neues Prinzip im geänderten Sexualstrafrecht, 2016

"SKOLSTREJK FÖR KLIMATET", Greta Thunberg

Anfang 2022: Improvisierte Weiterarbeit im Atelier mit feststehender Schultafel, oben der (handgeschriebene) Achternbusch-Satz "Nichts ist besser als gar nichts".

Das erste einzelne "A" mit Kreidehalter und Kreide. Vollkommen unterschätzt habe ich das Problem, dass der Roboterarm auf einer liegenden Ebene mühelos in der (senkrechten) Z-Achse immer die gleiche Höhenposition anfahren kann, nicht aber in der X-Achse, horizontal von der Roboterarmbasis auf die Tafel zu. Ein Roboterarm ist dazu gebaut, auf einer horizontalen Ebene (wie einem liegenden Blatt Papier) Teile aufzunehmen, diese zu bewegen und an bestimmte Positionen zu bringen (aufnehmen, ablegen etc.). Er ist nicht dazu gebaut, Positionen an einer senkrechten Wand wie der Tafel anzufahren. Die Kinematik dieses alten Roboterarmes verstellt mit dem Verfahren in Y-Achse (entlang der Tafel) das "Handgelenk", das "ROLL". Das PITCH (Neigungswinkel des Greifers) wird glücklicherweise nicht verstellt. Ob und wie diese ROLL-Verstellung mit einem Algorithmus kompensiert werden kann, ist Stand heute (26.2.2022) noch nicht befriedigend gelöst.

Wiederholung des "A" in verschiedenen Größen (5 und 10cm Höhen). Hier wird die ROLL-Funktion (drehen des Hand- gelenks) in der Mitte jedes Buchstabens korrigiert, wodurch es aufgrund der Korrektur zur Linienüberlappung kommt.

Überlegungen, Analysen, Versuche, viel try and error.

"A"s in verschiedenen Größen. Man sieht hier sehr schön die Antriebsriemen für die verschiedenen Gelenke (shoulder, elbow, wrist) und den Gripper (Halter). Dieser Arm ist dank seiner "Transparenz" durchschaubarer als jede neuere, eingehauste "black-box"-Armversion.

links Messreihen, aus denen Algorithmen entwickelt werden müssen. Darauf liegt die Remote-Control, mit dem alle Armfunktionen manuell betätigt werden können und der Arm in + oder - Richtung in allen drei Achsen kartesianisch bewegt werden kann. Rechts das neue Programm des Tages, das getestet wird.

Die ersten schwierigeren runden Buchstaben, noch wackelig, aber lesbar.

Stimmen der Tafelabstand, der Arbeitspunkt (DOWN) zum Schreiben bzw. Ziehen der Linien, und der Rückzugspunkt (UP) zum Verfahren ohne Linienzeichnung in Distanz zur Tafel.

Programmänderung: die ROLL-Korrektur erfolgt hier nicht in Buchstabenmitte als Bezugspunkt, sondern gleich am Linienanfang, dadurch keine Überlappung mehr wie oben beim „A“.

Leider haben wir an der letzten Sitzung am Samstag (26.2.2022) noch kein Wort geschafft.

Unsere Ziele für die nächste Sitzung sind:

1. Roboter exakt im rechten Winkel zur Tafel montieren.

2. Grundposition PH teachen (PH ist definierter, festgelegter Startpunkt an der Tafel, an der der Roboterarm seine

Aktionen an der Tafel grundsätzlich beginnen muss)

3. Kreidehub und Zeichengröße einstellen

4. Schreiben

Heute schreibt er wunderbar seine As nacheinander, nur ganz rechts muss der ROLL-Wert noch etwas korrigiert werden.

Auch S, B, P und R bekommt er schon ziemlich gut hin, bei O und Q muss noch nachgearbeitet werden.

Entwicklungsstand Ende Februar 2022 siehe Youtube-Video: https://youtu.be/eK6ZbxxZqaM

Jetzt wird das "B" sauber geschrieben, aber der Buchstabenabstand ist noch zu gering.

In Schrifthöhe 40mm passen 17 Buchstaben in eine Zeile

Die erste Zeile schreibt nun gut, Probleme gibts bei den Zeilen darunter, bei der vertikalen Verschiebung (Vertikalachse Z) sowie der X-Achse (Distanz Kreide-Tafel) treten Ungenauigkeiten auf. Es muß ein Algorithmus gefunden werden, wie die abweichenden IST-Werte korrigiert werden (die SOLL-Werte gibt der Controller als identisch an, was aber leider nicht stimmt).

Der Programmierer hat eine erfolgreiche Lösung für die Korrektur der vertikalen Werte (Z-Achse) und X-Werte (horizontale Distanz Kreide-Tafel) gefunden. Es fehlt hier noch der Zeilenabstand.

So tief kann der Arm schreiben, allerdings sind unten noch weitere Feineinstellungen des gefundenen Korrektur-Algorithmus gefunden werden.

Endlich der erste Satz an der Tafel: "SKOLSTEJK FOR KLIMATET" - richtig muss es FÖR heißen, aber das kann unser einarmiger Schüler noch nicht... Ein paar Sonderzeichen fehlen noch.

Siehe auch das Video dazu https://youtu.be/KSGJyPOWdBE