Lego-Roboter Jitter fliegt ins All

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

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. 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.

Tiny Virtual Machine

Ruhige Lage in Schwerelosigkeit

Wird Jitter in der ISS 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 Wand 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 Infrarotsensoren auswertet.

Space Competition

Nicht schwerer als 1,4 Kilogramm

Eine der Aufgaben für die Mindstorm-Konstrukteure war es, ihre Roboter in einer Kiste von 30 x 30 x 30 Zentimetern unterzubringen. Jitter kann, was nicht allen Modellen gelang, darin in einem Stück transportiert werden. Außerdem dürfen die Modelle nicht schwerer als 1.400 Gramm sein.

Für 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.