«Lego Mindstorms EV3»: Ein neues Hirn für komplexere Roboter

Lego als Einstieg in die Robotik: Der Roboter-Baukasten «Lego Mindstorms» ist soeben in der Version «EV3» erschienen. Das neue Hirn auf Linux-Basis ermöglicht deutlich schnellere und komplexere Roboter.

Die Schachtel verspricht Action: Ein grosser Roboter mit Irokesen-Frisur erinnert an die Bösewichte der Transformers-Filme, den «Decepticons». Die vorgeschlagenen Modelle, die man mit dem neuen «Lego Mindstorms EV3» bauen kann, haben Namen wie «Ev3rstorm», «R3ptar» oder «Spik3r». Wir können sie über eine neue Infrarot-Fernbedienung oder ein Smartphone fernsteuern.

Eher für erwachsene «Kinder»

Dieses Design scheint auf den Buben abzuzielen, der mit einem coolen Roboter seine Schwester ärgern möchte. Doch das Set ist mit 460.- Franken wohl den meisten Eltern als Weihnachtsgeschenk zu teuer. Es richtet sich deshalb eher an interessierte Robotik-Amateure, allenfalls auch in Form eines Eltern-Kind-Projektes. Oder gleich an die bereits erwachsenen «Jungen» und «Mädchen», die das Set für sich selbst kaufen.

Farbige Kästchen als Elemente eines Programms

Bildlegende: Die grafische Programmierung der Mindstorms-Roboter. Screenshot

Um den Roboter-Baukasten «Lego Mindstorms» hat sich seit dem Erscheinen der ersten Version 1998 eine robuste Community gebildet. Hochschulen setzen das System in der Ausbildung ein, beispielsweise von Elektro- oder Maschinen-Ingenieuren. Robotik erfordert nicht nur geschickte Programmierung, sondern auch clevere mechanische Lösungen. Das Lego-System bietet hier eine einfache, weit verbreitete Grundlage. Und die grafische Programmier-Oberfläche basiert auf LabVIEW, einer Steuerungssoftware aus der Maschinenindustrie.

Neues Hirn

Der Schritt in die neue Generation mit der Bezeichnung «EV3» ist bedeutend. So können neu vier statt bisher drei Motoren angeschlossen werden; da sich vier der zentralen Recheneinheiten, die sog. «Intelligent Bricks», zusammenschalten lassen, sind nun komplexe Maschinen mit bis zu sechzehn Motoren möglich. Dieser Brick hat neu ausserdem einen SD-Kartenslot, um den Speicher zu erweitern. Dazu kommt ein USB-Anschluss, der es möglich macht, beispielsweise einen WLAN-Adapter anzuschliessen, um den Roboter in einem drahtlosen Netzwerk einzubinden; oder eine Kamera, um Bilder zu machen und zu verarbeiten. Das neue EV3-System ist ausserdem abwärtskompatibel zum Vorgänger NXT. Ältere Motoren und Sensoren können also auch am neuen EV3-Hirn angeschlossen werden.

Das Hirn des EV3-Bricks ist naturgemäss deutlich leistungsfähiger: Während im Vorgänger noch ein ARM7-Prozessor mit 48 MHz verbaut war, ist es nun ein ARM9 mit 300 MHz. Das ist eine Prozessor-Generation älter und etwa halb so schnell wie ein Raspberry Pi.

Umstieg auf Linux

Am bedeutendsten ist aber wohl, dass der EV3-Brick auf der Basis von Linux läuft. Das hat zwar zur Folge, dass man nach dem Einschalten deutlich mehr Geduld haben muss. Doch weil nun auf dem Brick ein ausgewachsenes Betriebssystem läuft, tun sich für ernsthafte Programmierer eine Vielzahl von neuen Möglichkeiten auf.

Nicht nur kann man deswegen am USB-Port allerlei Hardware anschliessen, die nicht von Lego selbst stammt. Sondern es können neu auch Programme geschrieben werden, die deutlich schneller laufen, als das bisher möglich war.

Unter dem Action-für-Buben-Design verbirgt sich also eine grundlegend neue Plattform. Die Community wird etwas Zeit brauchen, sich darauf einzustellen; so müssen z.B. Entwicklungswerkzeuge, die nicht von Lego selbst stammen, erst angepasst werden. Doch der Aufwand müsste sich lohnen: Denn mit mehr Leistung und einem echten Betriebssystem wird den eingefleischten Robotik-Fans ermöglicht, Maschinen mit deutlich gesteigerter Komplexität zu bauen.