Schon seit Jahrzehnten sind Roboter aus der Industrie nicht mehr wegzudenken. Sie helfen in der Montage, als fahrerlose Transportsysteme in der Logistik und allgemein in der Produktion. Die Industrie 4.0 steht im Zeichen der Mensch-Roboter-Kollaboration. Doch wie bereitet man die Fachkräfte von Morgen auf die Zusammenarbeit mit Robotern vor? Am besten in der Schule.
Digitale Kompetenz ist der Schlüsselfaktor für eine gute digitale Perspektive von Niedersachsen. Je früher digitale Bildung beginnt, desto besser sind Schülerinnen und Schüler auf die Herausforderungen der Zukunft und die Industrie 4.0 vorbereitet.
Zum Masterplan Digitalisierung des Landes Niedersachsen gehört deshalb auch das Bildungsprojekt „Mensch-Roboter-Kollaboration – Robonatives“. „Robonatives“ steht dabei für die jüngere Generation, die Robotern ohne Vorurteile und Ängste begegnet.
Für das Projekt wurden ausgewählte allgemeinbildende Schulen mit Robotik-Technologielaboren ausgestattet, zudem entstanden an insgesamt elf berufsbildenden Schulen Innovations- und Zukunftszentren zum Thema „Robotik und Pflege“.
Bislang haben niedersachsenweit rund 10.000 Schülerinnen und Schüler das Bildungsprojekt durchlaufen. Mit nachhaltigem Erfolg: Erste Ergebnisse zeigen, dass das Interesse der Schülerinnen und Schüler an technisch-naturwissenschaftlichen Berufsfeldern und Studiengängen dadurch steigt. So erhielten Schülerinnen und Schüler beispielsweise Ausbildungsplätze aufgrund ihrer vertieften Robotik-Kenntnisse.
Auch strukturschwächere Regionen des Landes können von dem Projekt profitieren, das zeigen einige Fälle. So gelang es dort Projektschulen als Innovator zu agieren und ortansässige Unternehmen im Bereich der Robotik zu schulen und ihnen damit neue Perspektiven aufzuzeigen.
An 53 allgemeinbildenden und einer berufsbildenden Schule in Niedersachsen sind mittlerweile Technologielabore eingerichtet worden. Herzstück dieser Labore sind sogenannte Desktop-Roboter oder industrienahe Leichtbauroboter.
Diese können auf allen Ebenen gesteuert und programmiert werden – meist mit den Programmiersprachen Scratch und Python. Aber auch ohne Programmierkenntnisse lassen sich die Roboter über „Teach&Playback“ steuern. Anschließend können die Schülerinnen und Schüler die Programme an dem Roboter testen. Der Roboterarm kann zum Beispiel den Lego-Roboter umsetzen oder Teile von einem Förderband greifen, das von einem Raspberry Pi gesteuert wird.
Mit der Arbeit in den Technologielaboren sollen Jugendliche für MINT-Fächer begeistert werden und zugleich eine technische Berufsorientierung erhalten.
An sieben berufsbildenden Schulen Technik gibt es bereits „Innovations- und Zukunftszentren“ im Bereich Robotik. In Fachräumen arbeitet ein Teil der Schülerinnen und Schüler in Kleingruppen an den Industrierobotern. Hier stehen die Programmierung und das „teaching“ der kollaborativen Roboter, kurz Cobots, im Vordergrund.
Die anderen Schülerinnen und Schüler programmieren digitale Zwillinge am Computer oder mit VR-Brillen. Über Onlinekurse erarbeiten sie sich selbstständig die notwendigen theoretischen Inhalte.
Die Aufgabenstellungen sind praxisnah. Die Bestückung von Fertigungsmaschinen, die Montage von Baugruppen oder Pick-and-Place-Aufgaben.
Um Gesundheit und Pflege dreht sich alles in den „Innovations- und Zukunftszentren“, die an vier berufsbildenden Schulen des Landes entstanden sind. In einem realitätsnahen Umfeld kommen Roboter und digitale Assistenzsysteme in der Pflege zum Einsatz. Die Schülerinnen und Schüler erarbeiten sich hier den Umgang mit den Systemen. Sie parametrieren und programmieren sie.
Zur Unterstützung der Projektschulen bei der Arbeit mit den neuen Robotern hat Niedersachsen zudem ein Kompetenzzentrum Robotik gegründet. Möglich gemacht wurde das durch eine Kooperation mit der Leibniz-Universität Hannover, der Hochschule Osnabrück sowie der Jade Hochschule. Seit 2021 steht das Kompetenzzentrum mit seiner fachlichen Expertise allen Projektschulen begleitend zur Verfügung.
Neben Vertiefungsschulungen für die Programmierung der angeschafften Systeme stehen Wartung, aber auch Netzwerkbildung sowie die Konzeption von Wettbewerben auf dem Programm. Ebenso können die technischen Ausstattungen der Hochschulen und Universitäten genutzt werden, um Lehrkräfte für verschiedene Robotersysteme zu qualifizieren und bei der Entwicklung von Programmierbeispielen zu unterstützen.
