Thymio
Kurzbeschreibung:
Der weiße, handliche Thymio II Wireless-Lernroboter besteht aus Plastik und kann mittels Computer oder direkt am Roboter programmiert bzw. gesteuert werden. Eine Besonderheit: Beim Thymio handelt es sich um ein Open Source-Projekt, alle Hardware, Software und Dokumentationen werden von den verschiedenen Partnern frei zur Verfügung gestellt. Die folgenden Funktionalitäten können programmiert werden:
- Bewegung
- Audio-Ausgabe und -Erkennung
- Beleuchtung
- Näherungssensoren
- Temperatursensor
- Linienfolgesensor
- 3-Achsen-Beschleunigungssensor
- IR-Empfänger
Erste Inbetriebnahme:
Der Thymio-Roboter wird mittels Akku betrieben, dieser ist im Roboter verbaut, aber im Zweifelsfall dennoch zugänglich und austauschbar. Zum Lieferumfang des getesteten Thymio 2 Wireless Roboters gehört neben einer Kurzanleitung auch ein USB-Kabel (ohne Netzadapter). Das zur kabellosen Steuerung via Computer benötigte Wireless-Modul ist bei der Lieferung leider noch nicht fertig im Roboter verbaut. Stattdessen liegt eine Anleitung bei die zeigt, wie das Wireless-Modul an die Platine des Roboters angelötet werden kann.
Während im Test der erste Verbindungsaufbau zwischen Computer und Roboter mittels USB-Kabel problemlos funktionierte, erwies sich der kabellose Verbindungsaufbau mit eingebautem Wireless-Modul als deutlich mühseliger. Es bedarf immer wieder mehrerer Versuche, bis eine Verbindung aufgebaut werden konnte. Den Erfahrungsberichten anderer Nutzer zufolge bestehen hierbei vor allem unter Windows 10 Probleme.
Wird der Roboter ohne das Wireless-Modul verwendet, können die sechs autonomen, vorprogrammierten Modi genutzt werden, die direkt am Roboter ausgewählt werden können. Die auch deutschsprachige, kurze Bedienungsanleitung hilft dabei:
- Freundlich (grün): Der Roboter folgt einem Objekt bzw. der Hand.
- Neugierig (gelb): Der Roboter vermeidet automatisch Hindernisse.
- Ängstlich (rot): Der Roboter läuft vor einem Objekt bzw. einer Hand weg und erkennt Schocks (Berührungen).
- Erforschend (hellblau): Der Roboter folgt mithilfe der Linienfolgesensoren einer Spur.
- Gehorsam (rosa): Der Roboter folgt den über die Tasten gegebenen Befehlen.
- Vorsichtig (dunkelblau): Der Roboter reagiert auf Klatsch-Geräusche.
Andererseits kann der Thymio-Roboter auch ohne Wireless-Modul mittels USB-Kabel via Computer programmiert werden. Die dazu benötigte Software ist kostenlos online verfügbar und verschiedene Möglichkeiten, den Thymio-Roboter zu programmieren.
Hardware:
Der Thymio-Roboter besteht aus Plastik und wird mittels Akku betrieben. Dieser ist im Roboter unter der Platine verbaut, bei Bedarf aber dennoch zugänglich und austauschbar. Auf der Oberfläche befinden sich fünf Einkerbungen, die als Tasten zur direkten Steuerung des Roboters dienen: Vier Pfeiltasten und eine Menü- bzw. Ein-/Ausschalttaste. Eine Öffnung in der Mitte des Roboters dient als Halterung für einen Stift, so dass Thymio durch seine Bewegung auch zeichnen kann. Im Test konnte mit dünnen Filzstiften das beste Ergebnis erzielt werden. Der Thymio-Roboter ist außerdem Lego-kompatibel und kann um eine SD-Karte erweitert werden.
Ein Linienfolgesensor ermöglicht, dass der Thymio-Roboter Linien folgen kann. Im Test funktionierte dies jedoch deutlich besser mit ausgedruckten, schwarzen Linien und Bahnen als mit selbst gezeichneten. Dank eines integrierten IR-Empfängers kann der Roboter auch mit einer Fernbedienung (nicht im Lieferumfang enthalten) gesteuert werden. Mithilfe des Beschleunigungssensors kann Thymio z.B. erkennen, ob er aufgehoben wird. Auch auf Temperatur oder Hindernisse kann der Roboter reagieren, dafür sorgen ein Temperatursensor sowie vorne fünf und hinten zwei Näherungssensoren.
Der Test des Thymio-Roboters war leider begleitet von laufenden, technischen Schwierigkeiten, die es zu überwinden galt: Einmal blieb die Lautsprecher-Membran des Roboters hängen und sorgte für ein unangenehmes Surren, das nur durch ein Ab- und wieder Anstecken des Lautsprechers an der Platine des Roboters abgebrochen werden konnte. Ein anderes Mal stürzte der Thymio ab und reagierte nicht mehr auf Befehle oder Interaktionen jeglicher Art, mit einem Ab- und wieder Anstecken des Akkus konnte auch dieses Problem beseitigt werden. Das Herstellen der Wireless-Verbindung erwies sich ebenfalls als mühseelig, da jedes Mal mehrere Versuche nötig waren, bis eine Verbindung aufgebaut werden konnte.
Software/Steuerung:
Der Thymio-Roboter kann einerseits mithilfe der sechs vorgegebenen, autonomen Modi (siehe „Erste Inbetriebnahme“) programmiert werden, andererseits mittels Computer. Die dazu benötigte Software steht auf der Herstellerwebseite kostenlos zum Download zur Verfügung. Insgesamt kann der Thymio am Computer in drei verschiedenen Umgebungen programmiert werden:
- Thymio VPL: Visuelle Programmierumgebung, in der ausschließlich mit Symbolen und ohne Text programmiert wird.
- Thymio Blockly: Grafische Codeblöcke werden aneinander gereiht.
- Aseba Studio: Text-Programmierung in der Programmiersprache Aseba.
Die Funktionsweise der verschiedenen Programmier-Umgebungen am Computer muss selbst erarbeitet werden, Tutorials, Lernprogramme o.ä. sind in den Programmen nicht enthalten. Auf der Herstellerwebseite finden sich jedoch diverse Hilfestellungen, Beispiele uvm.
In der visuellen Programmierumgebung wird ausschließlich mit Symbolen gearbeitet, Ereignis- werden mit Aktions-Symbolen verknüpft (z.B. auf Knopfdruck Ton abspielen und/oder sich bewegen). Die Symbole sind großteils verständlich gestaltet und wahlweise kann zwischen Anfänger- und Fortgeschrittenen-Modus gewechselt werden. Bei letzterem stehen mehr Programmiermöglichkeiten wie z.B. Bedingungen zur Verfügung. Bei der Blockly-Programmierumgebung werden grafische Codeblöcke aneinander gereiht. Sowohl in der visuellen- als auch in der Blockly-Umgebung gibt es die Möglichkeit den zugrunde liegenden Aseba-Programmcode anzusehen, was einen Umstieg in die Text-Programmierung erleichtert.
Insgesamt gibt es also vielfältige Möglichkeiten den Thymio-Roboter zu programmieren, allerdings kann stets rein Ereignis-basiert programmiert werden – ein Ereignis (z.B. Knopfdruck, Berührung des Roboters, Hindernis-Erkennung…) löst eine Aktion aus (z.B. Bewegung, Lichter, Töne). Anders als bei anderen Robotern ist es beim Thymio jedoch nicht einfach möglich, Bewegungen nach einer gewissen Zeit automatisch zu beenden oder zu verändern oder den Roboter eine bestimmte Distanz lang zu bewegen. Stattdessen bewegt sich Thymio so lange in die programmierte Richtung, bis ein anderes Ereignis (z.B. anderer Knopf wird gedrückt) eintritt.
Pädagogisches Fazit:
Thymio kann ab einem Alter von 4 Jahren eingesetzt werden. Durch sein breites Spektrum an Programmiermöglichkeit ist das Alter nach oben hin offen. Für Kinder von 4-8 Jahren bietet der Roboter sechs vorgegebene Modi (z.B. Hand verfolgen, Steuerung per Tasten, Hindernisse vermeiden …) welche spielerisch eingesetzt werden können und nur sehr peripher etwas mit Coding zu tun haben. Es können jedoch Aktivitäten, wie z.B. Thymio zeichnen oder schreiben lassen bzw. mit den Tasten steuern, angeboten werden. Ebenfalls ist der Linienfolgesensor, eine Anhänger-Vorrichtung und die Konnektoren für Lego eine gute Ergänzung.
Ab 7 bzw. 8 Jahren wird der Einstieg zum Programmieren mit der VPL (Visual Programming Language) vom Hersteller empfohlen – wir würden den Einsatz ab der ersten Klasse Volksschule empfehlen. Diese, auf Bildkarten basierende, Programmiersprache erfordert keine Lesekompetenz und hat eine Oberfläche für Anfänger und für Fortgeschrittene. Im fortgeschrittenen Modus ist jedoch anfangs nicht intuitiv klar, was manche Bildkarten aussagen. Auf der Thymio-Webseite finden sich jedoch einige Unterlagen und Hilfen. Schwerpunkt der grafischen Programmierung ist das Programmieren der Tasten und Sensoren, welche sich oben auf dem Roboter befinden. Hier kann man den Motor einstellen, sowie Töne und Lichter in unterschiedlichen Farben hinzufügen.
Für SchülerInnen ab ca. 8/9 Jahren gibt es eine weitere Programmierumgebung namens „Thymio Blockly“. Wie bei fast allen von uns getesteten Robotern funktioniert die Progammierung auch hier nach dem Bausteinprinzip. Anders als bei anderen Blockly-Versionen kann jedoch hier z.B. nicht angegeben werden „drehe dich 90 Grad nach rechts und fahre 50 cm vorwärts“, sondern es muss der Motor nach Geschwindigkeit programmiert werden. Ab der Sekundarstufe 1 bzw. 2 kann dann die Programmiersprache „Aseba“ eingesetzt werden, welche eine textbasierte, imperative Programmierung ähnlich wie „Matlab“ ist. Thymio ist darüber hinaus vollständig ein Open Source-Projekt (lizenzfrei) , wodurch sich seine Einsatzmöglichkeiten auch für komplexere Projekte anbietet.
Zusammenfassend kann man sagen, dass Thymio ein anspruchsvoller und breit einsetzbarer Lernroboter ist, der vom Kindergarten bis zur Universität eingesetzt werden kann. Als LehrerIn sollte man sich bewusst sein, dass die Einarbeitungszeit etwas länger dauern kann als bei anderen Lernrobotern, da kaum Tutorials wie z.B. bei Dash und Dot vorhanden sind. Je nach Alter der Kinder sind Programmierkenntnisse auf jeden Fall von Vorteil.