Tinkerbots im Test: Wackelnd, rotierend und greifend lernen und spielen
Bereits vor mehr als zwei Jahren haben wir den Tinkerbots-Hersteller Kinematics besucht . Das elektronische Baukastensystem(öffnet im neuen Fenster) für Kinder ab sechs Jahren soll an Mechanik, Elektronik und Programmierung heranführen. Wir haben uns das Sensoric Mega Set näher angeschaut, um herauszufinden, ob die ursprüngliche Tinkerbot-Idee von sich bewegendem Spielzeug noch lebt und ob das Versprechens eines lehrreichen Baukastens zum Spielen in die Tat umgesetzt wurde.
Das Set besteht aus ganzen Reihe weitgehend gleich großer elektronischer Module in einem stabilen Plastikgehäuse, die auch mehr als einen Sturz vom Tisch überstehen. Bei den Modulen handelt es sich vor allem um bewegliche Dinge wie Motoren, einen Greifer, Gelenke und ein Servo-artiges Drehelement. Dazu kommen diverse kleinere Bausteine und Lego-kompatible Platten aus Plastik. Damit sollen unsere kleinen Konstruktionen Form und Farbe erhalten. Räder und Achsen sorgen für Mobilität. Die Dimensionen der Achsen entsprechen ihren Lego-Pendants, so lässt sich auch ein Lego-Technic-Kasten weiter ausbauen.
Dazu gibt es eine 50-seitige bebilderte Aufbauanleitung, zwei USB-Kabel und ein Ladegerät. Damit können wir den roten Powerbrain aufladen. Dieser enthält nicht nur die Mikroelektronik zur Steuerung, sondern auch den Akku. Dabei gilt es aufzupassen: Nur das längere Kabel dient zum Aufladen, das kürze USB-Kabel ist allein zum Programmieren bestimmt und lädt den Akku nicht auf.
Am Anfang steht ein Knopfdruck
Wir beginnen mit dem ersten Modell, einem einfachen rollenden Gefährt auf zwei Rädern. Mit Hilfe der umfangreich bebilderten Anleitung ist das schnell gebaut. Die Anleitung ist zwar auf Englisch, für den Zusammenbau spielt das aber keine Rolle. Jüngere Kinder dürften allerdings elterliche Übersetzungshilfe bei den knappen englischen Bedienungshinweisen benötigen.
Wir kombinieren den Powerbrain mit einem Motormodul. Verbunden werden die beiden über einen Steck- und Drehmechanismus. Zuerst ist das etwas fummelig und erfordert Kraft, bei späteren Modellen geht uns das leichter von der Hand. Schließlich stecken wir noch die Räder und eine Stütze an. Mit einem beherzten Druck auf den Play-Button schalten wir den Powerbrain ein, ein zweiter Druck startet den Demomodus. In diesem Modus spielen alle angesteckten elektronischen Bewegungsmodule automatisch ihre möglichen Bewegungen ab. Und schon flitzt der Roboter los. Seine Geschwindigkeit können wir über die Plus- und Minus-Buttons beeinflussen.
Mit dem Smartphone geht es weiter
Wir gehen zum zweiten Modell über, einem kleinen Auto. Zum Lenken und und Gas geben benutzen wir diesmal die Tinkerbot-App für Android und iOS. Die Verbindung erfolgt über Bluetooth. Das klappt ohne Probleme, wir können sogar auf Wunsch per Smartphone-Neigung statt virtueller Joysticks herumfahren.
Mach's mit, mach's nach, mach's besser
Beim dritten Modell lernen wir schließlich die Lernfähigkeit kennen, die uns schon vor zwei Jahren aufgefallen ist – und die wir seitdem auch nirgendwo anders wiedergefunden haben. Starten wir per Record-Button den Aufzeichnungsmodus, können wir an allen beweglichen Elemente drehen und drücken, mit Ausnahme des Motors. Der Powerbrain zeichnet diese Bewegungen auf. Nachdem wir die Aufzeichnung beendet haben, wird diese genauso wieder abgespielt. Wird der Powerbrain ausgeschaltet, wird das aufgezeichnete Programm gelöscht.
Besonderes bei komplexeren Modellen erweist sich der Aufzeichnungsmodus als bemerkenswertes Lehrinstrument. Denn wir müssen uns vorher genau überlegen, wie der Gesamtablauf zum Schluss aussehen und aus welchen Teilschritten er bestehen soll.
Leider werden während der Aufzeichnung auch kleine Wackler registriert, was beim Abspielen unschön aussieht. Doch hier finden wir schnell einen Trick: Wir bewegen die Teile während der Aufzeichnung etwas langsamer als gewünscht. Während des Abspielens beschleunigen wir das Programm, die kleine Wackler werden dann von der Elektronik ausgebügelt.
Unfreiwillig trainieren wir Hand und Auge
Beim dritten Modell mit seinen vielen kleinen Anbauteilen zur Zierde ergeben sich neue Schwierigkeiten. Die kleinen Bauteile werden über Steckverbinder verbunden, die Lego-Achsen sehr ähnlich sind. Die Maße der Achsstücke und der zugehörigen Löcher sind dabei knapp bemessen. Insbesondere beim Auseinandernehmen benötigen wir einiges an Kraft und Geschick, trotz eines Separaters genannten Werkzeugs. Außerdem gibt es viele verschiedene Kleinteile, die sich oft nur in den Details unterscheiden. In der Bauanleitung müssen wir zuweilen sehr genau hinschauen, welches Bauteil gemeint ist. Elterliche Hilfe ist am Anfang unbedingt Pflicht.
Allerdings geben sich beide Probleme mit der Zeit. Im Falle des genauen Blicks lernen wir mit der Zeit hinzu. Das Spiel der Verbindungen der Bausteine wird nach einigen Steck- und Lösevorgängen größer, damit fällt uns das Zusammenstecken und Trennen der Bausteine leichter. Die Festigkeit der Verbindungen leidet darunter aber nicht.
Sensoren sind neu
So bauen wir nach und nach die Modelle der Anleitung und lernen die verschiedenen Module kennen. Dazu gehören beim Sensoric-Set auch Sensoren. Das ist eine Erweiterung der ursprünglichen Tinkerbot-Idee, denn bei Sensoren bewegt sich selten etwas.
Um sie korrekt einsetzen zu können, müssen wir beim Powerbrain ein Firmware-Update vornehmen. Bei der Gelegenheit können wir auch die Firmware der Module updaten. Dazu steht eine entsprechende Anwendung für Windows und MacOS bereit. Grundsätzlich bereitet das keine Schwierigkeiten, bei den 11 Modulen ist das nur etwas mühselig. Wer trotzdem Schwierigkeiten hat, dem helfen auch Herstellervideos mit Schritt-für-Schritt-Anleitungen.
Für die Sensoren gibt es keinen Demomodus, zwangsläufig müssen wir hier zur App greifen. Über die App können wir einfache Festlegungen treffen, wie sich die Motormodule verhalten sollen, wenn die Licht- oder IR-Entfernungssensoren etwas erkennen.
Selbstgebautes steuern
Jetzt wird es Zeit, selbst Modelle zu erfinden. Das gelingt uns als Lego-Meister ohne Probleme. Für die Modelle in der Bauanleitung gibt es vorkonfigurierte Steuerungsoptionen in der App. Für selbstgebaute Modelle steht ein freier Steuerungsmodus zur Verfügung. Dabei werden die am Powerbrain angesteckten Module selbstständig erkannt, wir können sogar im laufenden Betrieb Module austauschen. Die App kommt dabei nicht aus dem Tritt.
Leider sind wir auf vier ansteuerbare Module begrenzt, mehr geben die beiden virtuellen 4-Wege-Joypads nicht her. Auch die Sensoren bleiben außen vor. Für einfachere Konstruktionen gibt es dann allerdings auch hier wieder einen Trick: Die vorkonfigurierten Steuerungen für die Modelle mit Sensoren funktionieren auch mit Eigenbauten.
Endlich wird richtig programmiert
Wer die Module inklusive Sensoren frei verwenden und ernsthaft programmieren will, kann die Arduino-Umgebung benutzen. Die ersten Prototypen basierten ursprünglich ebenfalls auf Arduinos, das Erbe führen auch der Powerbrain und die Module fort.
Die erforderlichen Bibliotheken und Erweiterungen für die Arduino-IDE können komfortabel über den Board-Verwalter installiert werden. Dazu gehören auch einige Beispielprogramme. Jedes Modul besitzt eine eigene Bibliothek, eine englischsprachige API-Referenz findet sich auf der Webseite. Leider fehlt eine strukturierte Einleitung in die Programmierung der Module. Wer bereits Erfahrung mit der Arduino-Programmierung hat, dürfte weniger Probleme haben. Fehlen sie aber, wird es schwierig.
Auf eine Schwierigkeit stoßen wir aber trotz unserer Arduino-Erfahrung: Zuerst will uns das Ansprechen der Module nur teilweise gelingen. Erst beim aufmerksamen Lesen einiger Quellcode-Kommentare in den Beispielen und der Referenz wird uns klar, wie ein Modul eigentlich im Programm zugeordnet wird. Jedes Modul besitzt eine mehrfarbige LED, über diese Farbe wird das Modul identifiziert. Wir müssen die Farbe im Programm eintragen, zum Beispiel:
TBPivot pivot1(GREEN); TBPivot pivot2(BLUE);Das System ist zwar durchaus kindgerecht und einfacher, als wenn erst IDs durch ein Spezialprogramm ausgelesen und notiert werden müssten. Allerdings sind die Farben teilweise davon abhängig, wie die Module verbaut wurden. Das führt dazu, dass wir gelegentlich erst einmal eine Testübertragung des Programms durchführen, um zu sehen, welches Modul welche Farbe besitzt.
Akkukapazität hält Experimente durch
Wie oben angemerkt, wird der Akku des Powerbrains trotz der USB-Verbindung mit dem PC nicht aufgeladen. Anfangs hatten wir deshalb einige Bedenken, dass es zu unfreiwilligen Pausen kommen könnte. In der Praxis war die Akkulaufzeit kein Problem. Bei unseren Programmiertests hielt der Powerbrain mehr als eine Stunde durch. Nur wer fast alle Module des Sets am Powerbrain anbaut und in Dauerschleife durchlaufen lässt, wird mit einer Laufzeit von unter 20 Minuten konfrontiert.
Ein eigenes Arduino-Programm überschreibt die klassische Firmware. Wer die originalen Fähigkeiten, inklusive Bluetooth-Steuerung wieder herstellen will, muss dafür das oben genannte Update-Programm nutzen.
Verfügbarkeit und Preis
Die Sets sind im Handel und auf der Herstellerwebseite(öffnet im neuen Fenster) erhältlich. Sie kosten zwischen 170 und 470 Euro. Module und Kleinteile sind auch einzeln zum Preis zwischen 5 und 70 Euro verfügbar.
Fazit
Seiner Grundidee ist Kinematics bei den Tinkerbots treugeblieben: Wo andere Sets vor allem blinken und leuchten, sind unsere Kreationen stets in Bewegung. Unsere erste Überlegung ist stets, was als nächstes rotieren, kippeln oder krabbeln soll. Die zusätzlichen kleinen Bauteile wirken zwar auf den ersten Blick nur wie nette Zugaben. Doch den Konstruktionen eine Form zu geben, etwa einen Arm anzubauen, verleiht unseren Modellen stets Charme. Die Spanne an grundverschiedenen Programmier- und Steuerungsmöglichkeiten suchen wir an anderen Sets häufig vergeblich.
Schwächen hat das Set vor allem bei der Dokumentation. Es wirkt alles etwas zerfasert, die Mischung von englischen und deutschsprachigen Dokumenten trägt ihren Teil dazu bei. Die gedruckte Anleitung und eine Reihe von Dokumenten gibt es auf der Webseite. Doch auf manches stoßen wir eher durch Zufall, eine klare Führung fehlt. Der Hersteller will dem aber abhelfen. Auch würden wir uns wünschen, dass die App eine flexiblere Integration der Sensoren erlauben würde.
Außerdem sollten die Eltern vor allem am Anfang hilfreich zur Seite stehen. Sowohl als Lehrer als auch als Teiletrenner. Wie bei anderen Elektronikbausätzen sollten Kinder mit den Tinkerbot-Sets nicht sich selbst überlassen werden. Dann funktionieren auch die Tinkerbot-Sets als Lernmittel und nicht nur als recht teures Spielzeug.