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The Cool Science Institute Gerhard K. Kraetzschmar __TITLE SLIDES

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The Cool Science Institute

Gerhard K. Kraetzschmar

__TITLE SLIDES

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The Cool Science Institute

Gerhard K. Kraetzschmar

The Cool Science Institute

An Initiative to Raise Interest in Science, Engineering, and Technology

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The Cool Science Institute

Gerhard K. Kraetzschmar

The Cool Science Institute

Eine Initiative zur Förderung des Interesses Jugendlicher an Wissenschaft und Technik

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The Cool Science Institute

Gerhard K. Kraetzschmar

Educational Robotics

From Robot Building Labs to RoboCup Junior

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The Cool Science Institute

Gerhard K. Kraetzschmar

Educational Robotics

Towards Robot Building Labs in Schools

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The Cool Science Institute

Gerhard K. Kraetzschmar

Educational Robotics

Motivation and Need for The Cool Science Institute

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The Cool Science Institute

Gerhard K. Kraetzschmar

Educational Robotics

Robotik-Aktivitäten an Schulen

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The Cool Science Institute

Gerhard K. Kraetzschmar

__CONTENT SLIDES

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Survey of Teacher Course

• Introduction• Motivation• Robot Building Labs• The Cool Science Institute• The RoboCup Initiative

<coffee>• Survey of Technology• Lego Mindstorms• Tetrixx<sandwich>• Robot Programming• Videos

• Minerva• RoboCup-99

• Lab Time<lunch>• RBL Course Concepts

• Mindstorms Course• Tetrixx Compact• Tetrixx Advanced

• Organization• Finance• Equipment• Scheduling• RoboCup Junior• Public Relations

<coffee>• Wrap-Up Session

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Plan of the Talk

• Motivate the problem• Analyse current situation in education• Survey landmark projects

• RoboCup• Robot Building Laboratories• RoboCup Jr.• NUGI• KIPR

• Present The Cool Science Institute• Project a new educational path• Conclude

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Plan of the Talk

• Contents• Motivation• Robot Building Labs• Selling Science• TCSI• TCSI Courses• TCSI Projects• TCSI Statistics• RoboCup• RoboCup Junior• Conclusions

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The Cool Science Institute

Gerhard K. Kraetzschmar

__MOTIVATION SLIDES

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TIMSS Study

• Results of TIMSS/III* study (11/2000):• „German high school students cannot compete with high

school graduates from Germany's most important neighbors. They do not even achieve ... average performance on an international level.“

• „Deficits are most evident ... in the area of competence conceptual understanding .. of scientific methods.“

• „Significant weaknesses could be identified ... in tasks requiring the self-initiated application of knowledge learned, the transfer of problem solving knowledge to new problems and contexts, or the flexible restructuring of problem constellations.

* www.mpib-berlin.mpg.de/TIMSS-Germany/

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TIMSS

• Ergebnisse der Studie TIMSS/III* (11/2000):• „Mit Schülern aus wichtigen Nachbarländern können sich

deutsche Abiturienten nicht messen. Sie erreichen ... nicht den internationalen Mittelwert.“

• „Defizite liegen ... im Bereich des konzeptuellen Verständnisses ... naturwissenschaftlicher Arbeitsweisen.“

• „Schwächen werden ... bei Aufgaben sichtbar, die das selbständige Anwenden von Gelerntem, die Übertragung in neue Kontexte oder ein flexibles Umstrukturieren von Problemkonstellationen erfordern.

* www.mpib-berlin.mpg.de/TIMSS-Germany/

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Motivation

• Shortage of students in engineering and science. NEED TO ACT!

• Hooking schools to the Internet is NOT enough. WHAT NEEDS TO BE DONE?

• Increase interest in science and technology. NEED NEW IDEAS! NEED TO ADDRESS MORE STUDENTS NEED TO ADDRESS MORE GIRLS

• Edutainment Robotics• Tamagotchi, Furby, Mindstorms, Aibo

• Instrumentalize fascinating science for education!

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Motivation

• Market for engineers booms.• Shortage of students in engineering and science.

NEED TO ACT!• Hooking schools to the Internet is NOT enough.

WHAT NEEDS TO BE DONE?• Increase interest in science and technology.

NEED NEW IDEAS! NEED TO ADDRESS MORE STUDENTS NEED TO ADDRESS MORE GIRLS

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Motivation

• Market for engineers booms.• Shortage of students in engineering and science.

NEED TO ACT!• Hooking schools to the Internet is NOT enough.

WHAT NEEDS TO BE DONE?• Increase interest in science and technology.

NEED NEW IDEAS!

Educational Robotics! Robot Building Laboratories! (RBLs)

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Fighting Technological Neglect

• Market for engineers booms.• Shortage of students in engineering and science.

NEED TO ACT!• Hooking schools to the Internet is NOT enough.

WHAT NEEDS TO BE DONE?• Increase interest in science and technology.

NEED NEW IDEAS! Robot Building Laboratories! (RBLs)

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Motivation

• Jammern allerorten!• Mangel an Ingenieuren und Naturwissenschaftlern• Wir müssen also etwas tun!• Unis versuchen gegenzusteuern• Begrenzte Erfolge bisheriger Aktionen• Was also ist zu tun?• Generelle Stärkung des Interesses an Technik• Eigeninitiative der Schüler anregen• Spass als Motivationsfaktor• Wir brauchen neue Ideen!

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Ausgangslage

• Klagelieder der Wirtschaft und Politik• Wettbewerbsfähigkeit massiv bedroht• Ursachen

• Einbruch am Arbeitsmarkt Mitte der 90er Jahre• Stark nachlassende Erstsemesterzahlen• Jetzt Mangel an Fachkräften in praktisch allen Fächern

• Informatiker, Elektrotechniker• Maschinen- und Anlagenbauer, KFZ-Ingenieure• Materialwissenschaftler und Verfahrensingenieure

• "Schweinezyklus" am Arbeitsmarkt für Ingenieure• Mittelfristig keine Besserung in Sicht• Wir müssen also etwas tun!

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Reaktionen

• Schüler müssen an den Computer• Bund: Schulen ans Netz, Initiative D21• BW: Online-Forum Medienpädagogik• BY: Bildungsoffensive Bayern, Offene Schule 2001

• Alles gut, richtig und notwendig• Aber keine entscheidende Änderung der Lage

• Auswirkung auf Studienentscheidung sehr fraglich• Eignung dieser "motivierten" Studenten oft

problematisch• Erhöht Konkurrenzkampf der Fächer um wenige

technisch interessierten und begabten Studenten• Besser: Die Zahl der technisch Interessierten erhöhen!• Was also ist zu tun?

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Innovative Ideenin der schulischen Bildung

• Positives Image von Naturwissenschaften und Technik• Gute Karrierechancen und Verdienstmöglichkeiten• Hoher Zufriedenheitsfaktor• Freude und Spaß am Job

• Bisherige Initiativen sind unzureichend• Einmalige Info-Veranstaltungen, Schnupperkurse• Interesse muss schon viel früher geweckt werden• Stärkung der mathematisch-naturwissenschaftlichen

Fächer• Vereinzelt innovative Ansätze sichtbar

• Siehe Reihe Die bessere Schule in Die Zeit, 12-14, 99• Wir brauchen also (noch mehr) neue Ideen!

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Analysis

• Science and Math in school seem deadly boring!• Equipment and technology often seem half a century old!• Kids never had a bigger choice of leisure activities.• Video games and surfing the Internet make school

look like really ancient stuff.

• So, why take Math, Physics, Chemistry, ... serious?

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Roboter erobern das Kinderzimmer

• Tamagotchi• Furby• LEGO Mindstorms

• 1998 in USA und GB anfangs wochenlange Lieferzeiten• nur drei Motoren und drei Sensoren• ca 450.- DEM

• Fischertechnik• Aibo

• 1999 in Japan via Internet 2.000 Stück zu je $3.000 in nur 20 Minuten verkauft

• jetzt als Produkt für €1.500 erhältlich• Produkte für RoboCup Junior

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What can be done?

• Instrumentalize fascinating science for education!• Robotics is fascinating science!• Some landmark projects:

• Robot Building Laboratories• RoboCup• RoboCup Jr.• NUGI: Network University Gymnasium Industry• KIPR: KISS Institute of Practical Robotics

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Citations

• DaimlerChrysler Project Lab.01 auf der EXPO2000:• "Hands out of your pockets! Touch! Make! Do!"

"In this project we made a completely surprising discovery: The wide-spread opinion that interest in science and technology is different between boys and girls is fairy tale!"John Will, Project Leader Lab.01

• Project "Learning to learn", Geschwister-Scholl-Gymnasium, Lüdenscheid:• "Learning effectiveness can be increased by 90%,

if the subject is not just presented in a 'dry' manner, but gets depth by touching and experimenting."

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Zitate

• DaimlerChrysler Projekt Lab.01 auf der EXPO2000:• "Hände aus den Taschen! Anfassen! Machen!"

"Dabei machten wir eine völlig überraschende Entdeckung: Die Meinung, das technologische Interesse sei bei Jungen und Mädchen unterschiedlich ausgeprägt, ist überholt!"John Will, Projektleiter Lab.01

• Projekt "Lernen lernen", Geschwister-Scholl-Gymnasium, Lüdenscheid:• "Der Lerneffekt lässt sich um 90% steigern,

wenn der Stoff nicht nur trocken dargeboten, sondern durch Anfassen und Ausprobieren vertieft wird."

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The Cool Science Institute

Gerhard K. Kraetzschmar

__RBL SLIDES

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Robot Building Laboratories

• Students build robots!• Course consists of tutorials, lab work and contests• Teams of 3-5 students• Mechanics built using LEGO Technic or Tetrixx• DC motors, steppers and servos for actuating devices• Microswitches, IR transistors, sonars for sensor devices• Programmable microcontroller boards used as robot

"brain"• Tutorial provides just the right level of theory• Lab work stresses practical work• Contests motivate students and evaluate progress• Already substantial experience available

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Robot Building Laboratories

• Schüler bauen Roboter!!!• Kurskonzept aus Tutorien, Laborarbeit und

Wettbewerben• Teams mit 3-5 Schülern• Mechanik aus LEGO Technic• Aktorik mit Gleichstrommotoren und Modellbau-Servos• Sensorik mit Tastern, Infrarot, Ultraschall• Programmierbares Microcontrollerboard als

"Denkzentrale"• Theorie wird im Tutorium vermittelt• Praxis wird in der Laborarbeit gelernt• Wettbewerbe motivieren und kontrollieren• Bereits sehr gute Erfahrungen vorhanden

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Key Factors for RBL Success

• Balance of tutorial, lab work, contests• Presentation of theory in palatable form• Learning by doing, hands-on experience• Creativity • Experimental work• Lab assistance• Teamwork• Competition and cooperation • Fun, fun, fun: RBLs are fun!

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Das Rezept für den Erfolg

• Balance der Kurskomponenten• Präsentation der Theorie in verdaulicher Form• Praxis durch "learning by doing", "hands-on experience"• Entfaltung der Kreativität • Verknüpfung von Theorie und Praxis im Experiment• Laborbetreuung• Teamwork• Konkurrenz und Kooperation• Fun, fun, fun: RBLs machen riesig Spaß!

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What Do Students Learn in an RBL?

• Science and technology is fun!• Teamwork• Personal organization• Principles and characteristics of

• Motors and gearboxes• IR sensors and sonar sensors• ...

• Programming• Microcontrollers and embedded systems• IC programming• System architectures for robot control• Learning

• System integration• Understanding of large, complex systems• Interaction of components in a complex system

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Was lernen Schüler in einem RBL?

• Wissenschaft und Technik machen Spaß!• im Team zu arbeiten• sich selbst besser zu organisieren• Verständnis der Prinzipien und Eigenschaften von

• Motoren und Getrieben,• Infrarotsensoren und Ultraschallsensoren • ...

• Programmierung von• Microcontroller und embedded systems• C++/Java• Systemarchitekturen zur Robotersteuerung• Lernende Systeme

• Systemintegration• Verständnis großer, komplexer Systeme• Interaktion der Komponenten in einem komplexen System

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Ergebnisse

• weitaus höhere Motivation der Schüler• spielerisches Herantasten an "schwierige" Fächer• Erkenntnis, dass Wissenschaft (M/Ph/CH/B)

auch großen Spaß machen kann• deutlich verbesserte schulische Leistungen in allen

Fächern!

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The Cool Science Institute

Gerhard K. Kraetzschmar

__HISTORY SLIDES

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The Roots

• Seymour Papert, MIT Media Lab• Fred Martin, Randy Sargent: MIT 6.270 • Peter Miller: AAAI-93• Gerhard Kraetzschmar, Josef Schneeberger:

• AAAI-94• KIFS-94, KIFS-95, KIFS-96• FORWISS-94, FH Weingarten-95, University of Ulm 98• Activities with whiz kids and high school students

• von Luck, Klemke, Böhm: FH Hamburg• Heinsohn, Loose: FH Brandenburg• Geistert, Hogl, Klarner, Siddiqi: University of Erlangen 99

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Die Wurzeln

• Seymour Papert, MIT Media Lab• Fred Martin, Randy Sargent: MIT 6.270 • Peter Miller: AAAI-93• Gerhard Kraetzschmar, Josef Schneeberger:

• AAAI-94• KIFS-94, KIFS-95, KIFS-96• FORWISS-94, FH Weingarten-95, Uni Ulm 98• Aktivitäten mit Hochbegabten und Schülern

• von Luck, Klemke, Böhm: FH Hamburg• Heinsohn, Loose: FH Brandenburg• Geistert, Hogl, Klarner, Siddiqi: Uni Erlangen 99

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NUGI at University of Ulm

• NUGI = Netzwerk Universität, Gymnasien, Industrie• network of university, high schools, and industry

• Founders• Gisela Lehnhardt and Dr. Erhard Stupperich

• Supporters• University of Ulm

• Microbiology und Biotechnology• University Computing Center• Seminar for Pedagogy

• BioRegio Ulm (a regional network of biotech companies)• IHK Ulm (an industrial association)

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NUGI an der Universität Ulm

• NUGI = Netzwerk Universität, Gymnasien, Industrie• Initiatoren

• Gisela Lehnhardt und Dr. Erhard Stupperich• Unterstützung

• Universität Ulm• Mikrobiologie und Biotechnologie• Universitätsrechenzentrum• Seminar für Pädagogik

• BioRegio Ulm• IHK Ulm

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KISS Institute of Practical Robotics (KIPR)

• Private, non-profit, community-based organization• Founded in 1993 by Peter Miller• Organizes RBLs in kindergardens, schools, at conferences

• all ages of kids• professional development courses

• BOTBALL Robotics Tournaments• regional competitions• winners are invited (and sponsored) to participate in

final contestduring AAAI conference

• Supporters include Peter Miller, Marc Slack, Erann Gat, Jim Hendler, Benjamin Kuipers, Lynn Stein

• www.kipr.org

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KISS Institute of Practical Robotics (KIPR)

• 1993 von Peter Miller in den USA gegründet• non-profit organization• Organisiert RBLs in Kindergärten, Schulen, Konferenzen• BOTBALL Contest

• regionale Ausscheidungswettbewerbe• Sieger dürfen zum Finale während der AAAI-Konferenz

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The Cool Science Institute

Gerhard K. Kraetzschmar

__TCSI SLIDES

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The Problem

• Schools currently cannot offer traditional RBLs• Organizational problems

• Courses typically have 8 groups and 30 participants• Duration 5-8 days, 24 hours per day lab time• At least 2 TAs at any time >= 8 TAs!

• Technical problems • Acquisition of kits is difficult, time-consuming,

and expensive• Import of microcontroller boards from

Hongkong and USA• Particular parts very difficult to obtain,

esp. in small quantities• Availability of tutorials and other teaching material

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Das Problem

• RBLs derzeit nicht direkt an Schulen durchführbar• Organisatorische Probleme

• Kurse bisher mit 8 Gruppen und etwa 30 Teilnehmern• Kursdauer 5-8 Tage rund um die Uhr (24-h Tage!)• Ständig mindestens 2 Laborbetreuer >= 8 Betreuer!

• Technische Probleme • Beschaffung der Kits schwierig, zeitaufwendig, teuer• Import der Microcontrollerboards aus Hongkong und USA• Bestimmte Einzelteile schwer erhältlich• Wenig Lehrmaterial

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The Solution

• The Cool Science Institute,a non-profit organization that fosters interest in science and technology among young people

• A network that brings together various interest groups• Universities (scientists and students)• Schools (teachers and students)• Industry • Politics• Media

• RBLs as initial focal point for improved, more intense cooperation between interest groups

• Enormous long-term potential

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Die Lösung

• Förderverein "The Cool Science Institute"• Bündelung und Koordinierung der Interessengruppen

• Universitäten (Wissenschaftler, Studenten)• Schulen (Lehrer und Schüler)• Wirtschaft• Politik• Medien

• RBLs als initialer Anreiz für eine intensivere Zusammenarbeit der Interessengruppen

• Enormes langfristiges Potenzial

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The Cool Science Institute

• Förderung des Interesses an Naturwissenschaften und Technik erfordert Kooperation von Hochschulen, Wirtschaft und Medien mit Schulen und Politik.

• Welche institutionelle Form ist hierfür geeignet?• Stiftung (--)• Verein (++)• GmbH (--)

• Gründung eines Vereins mit gemeinnützigen Zwecken• Zweck und Zielsetzung• Produkte und Dienstleistungen• Organisation• Finanzierung

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TCSI Mission and Goals

• Goals• Foster interest in science and technology.• Organize Robot Building Labs with kids and students.• Advise German student teams for RoboCup Jr.

• Mission• Increase and improve cooperation between

schools and universities• Tighter integration of scholarly and academic education

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Zweck und Zielsetzung

• Konkret• Förderung des Interesses an Naturwissenschaft und

Technik• Durchführung von Robot Building Labs mit Kindern und

Schülern• Betreuung von Schülerteams für den RoboCup Jr

• Ideell• Förderung und Verbesserung der Zusammenarbeit

zwischen Universitäten und Schulen• Engere Verknüpfung schulischer und universitärer

Bildung

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Tasks for TCSI

• Informative talks at schools• Professional development for teachers• Providing teaching material (print/online)• Providing necessary technology• Repair service• Communication infrastructure: email, news, web• Hotline• Organization of regional and national contests• Attracting and providing sponsorship• Evaluation and enhancement of educational robotics

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Aufgaben des TCSI

• Info-Veranstaltungen an Schulen• Weiterbildungsangebote für Lehrer• Bereitstellung von Lehrmaterial (print/online)• Bereitstellung der notwendigen Technologie• Reparaturservice• Kommunikationsinfrastruktur: Email, News, Web• Hotline• Organisation von Wettbewerben• Vermittlung von Sponsoren• Evaluation und Weiterentwicklung des Konzepts

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TCSI Products and Services

• Info• RBL demo videos• Courses for teachers• Organizational handbook• Communication infrastructure• Text book• Consulting• Sponsoring

• RBL Tutorial• RBL Team Kit • RBL Organizer Kit• Problem database• Repair service• Contest design• Contest tables• Contest organization

• Over time, organization of operations should be performed by a network of students, teachers, and retired people.

• Role of universities should increasingly be the role of providers for educational technology and consultants.

Page 59: The Cool Science Institute Gerhard K. Kraetzschmar __TITLE SLIDES

Produkte und Dienstleistungen

• Info• RBL Demo Videos• Fortbildung für Lehrer• Organisationshandbuch• Lehrbuch• Beratung• Sponsoring

• RBL Tutorial• RBL Team Kit • RBL Org Kit• Problemdatenbank• Reparaturservice• Contest design• Spieltische• Wettbewerbe

• Mittelfristig soll die Organisation des laufenden Betriebsdurch ein Aktiven-Netzwerk aus Schülern und Studenten, Lehrern und Wissenschaftlern getragen werden.

• Die Rolle der Universitäten soll zunehmend die eines Technologie-und Ideen-Providers werden.

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Organisationsstrukturen

• Verein braucht mindestens Vorstand und MV• Vorstand

• Vorsitz• Buchhaltung/Kasse, Sponsoring• Schulkontakte, Öffentlichkeitsarbeit• Betrieb• F & E

• Beirat• national/international

• Arbeitsgruppen• Sponsorenclub• Lehr- und Informationsmaterial

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TCSI Organization

Work Groups

Technology

Operations

Tutorials/Info

Sponsor Club

Office

PR Group

Executive Committee

Educational Liasion

CIO

Industrial Liasion

CFO

CEO

Female Liasion

COO

R&D Director

Kraetzschmar

Bader

Bader

Geistert

Kaiser

Schneeberger

Advisory Board

national

international

Durner

Palm

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Projektplanung

• Lobbying-Phase• Unterstützung sichern• Vereinsgründung

• Pilotphase• etwa 10-20 RBLs in BW und BY• zwei Schülerteams zum RoboCup-2000

• Entwicklungsphase• Entwicklung von Boards und Kits• Entwicklung organisatorischer Konzepte und Strukturen

• Arbeitsphase• breite Umsetzung

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Entwicklung

• Ziele für Phase 1:• Pilotprojekte an etwa 10-20 Gymnasien in BW + BY• Förderung durch Politik und Wirtschaft

• Ziele für Phase 2:• Technologische Weiterentwicklung• Flächendeckende Etablierung von RBLs in Schulen• Einbindung in internationale Aktivitäten

• Enormes langfristiges Potenzial

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TCSI Funding

• Project funding• Donations• Own revenues

• Selling Hardware and Software (VAR)

• Leasing Kits• Consulting

• Membership• Personal members

• Normal 40• Reduced

10• Supporting 100

• Institutional members• Schools 100• Universities 1.000• Corporate 300 - 10.000• Premium

100.000

Page 65: The Cool Science Institute Gerhard K. Kraetzschmar __TITLE SLIDES

Finanzierung: Bedarf

• Setup: Vereinsgründung, Lobbying, etc.• ca. 10.000,- DM

• Pilotphase: 10-20 RBLs an Gymnasien in BY und BW• nur sehr grobe Schätzung• ca. 200.000 - 400.000

• Arbeitsphase: • Ministerien finanzieren Fortbildung der Lehrer• Industrie finanziert Kits und Löhne • gemeinsame Finanzierung von Neuentwicklungen

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Finanzierung: Quellen

• Mitgliedsbeiträge• persönliche Mitglieder• institutionelle Mitglieder

• Geld- und Sachspenden• Drittmittel• Eigene Erträge aus

• Verkauf von Hard- und Software• Vermietung von Kits• Vergütung für Dienstleistungen

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Formen von Support

• Mitgliedschaft• Aktive Teilnahme an Arbeitsgruppen• Letters of support• Werbung, Flüsterpropaganda

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Perspektiven

• neue Technik• eigene Boards• eigene Kits

• neue Zielgruppen• Kinder• Menschen im dritten Lebenssabschnitt• Erwachsenenbildung• Assessment Center, Management Incentives

• Ausdehnung auf andere Informatikbereiche• Programmierwettbewerbe• Designwettbewerbe

• Ausdehnung auf andere Wissenschaftsbereiche• NUGI

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The Cool Science Institute

Gerhard K. Kraetzschmar

__TCSI COURSES

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TCSI RBL Course Concepts

• Three RBL course concepts for different age levels:• Mindstorm

• LEGO Mindstorm Robotics Invention Kits• RCX programming• age group 10 to 13

• Tetrixx Compact• Tetrixx Electronics + Tetrixx Mechanics + LEGO Technics• TIDE (C++, plans for Java)• age group 13 to 16

• Tetrixx Advanced• Tetrixx Electronics + Tetrixx Mechanics • Advanced sensing (vision) and communications• C++ or Java• age group 16 to 19

Page 72: The Cool Science Institute Gerhard K. Kraetzschmar __TITLE SLIDES

Mindstorm Course: Goals

• primäres Lernziel:• frühzeitiges Wecken des naturwissenschaftlichen Interesses

Jugendlicher durch spielerischen Umgang mit Technik• sekundäre Lernziele:

• Verbesserung der Feinmotorik durch Anfassen und Ausprobieren

• Entwickeln eines Grundverständnisses für einfache physikalische Zusammenhänge

• Newton'sche Mechanik• Kräfte, Reibung, Hebelgesetze, Übersetzungen, Getriebe

• Wirkprinzipien einfacher Sensoren• ikonisch-grafische Programmierung in RCX-Code• elementares Verständnis programmiersprachlicher Konzepte

wie Befehle, Verzweigungen, Schleifen• einfaches verhaltensbasiertes Programmieren

Page 73: The Cool Science Institute Gerhard K. Kraetzschmar __TITLE SLIDES

Mindstorm Course: Goals

• primäres Lernziel:• frühzeitiges Wecken des naturwissenschaftlichen Interesses

Jugendlicher durch spielerischen Umgang mit Technik• sekundäre Lernziele:

• Verbesserung der Feinmotorik durch Anfassen und Ausprobieren

• Entwickeln eines Grundverständnisses für einfache physikalische Zusammenhänge

• Newton'sche Mechanik• Kräfte, Reibung, Hebelgesetze, Übersetzungen, Getriebe

• Wirkprinzipien einfacher Sensoren• ikonisch-grafische Programmierung in RCX-Code• elementares Verständnis programmiersprachlicher Konzepte

wie Befehle, Verzweigungen, Schleifen• einfaches verhaltensbasiertes Programmieren

Page 74: The Cool Science Institute Gerhard K. Kraetzschmar __TITLE SLIDES

Mindstorm Course: Kit

• Lego Mindstorms Robotics Invention Kit• Additional parts

• third motor• third touch sensor• second light sensor• rotation sensor• extra cables for building customized sensors• IR-emitting ball

• Programming• RCX Code• NQC: Not Quite C• ... many others

Page 75: The Cool Science Institute Gerhard K. Kraetzschmar __TITLE SLIDES

Mindstorm Course: Kit

• Lego Mindstorms Robotics Invention Kit• zusätzliche Teile

• dritter Motor• dritter Kontaktsensor• zweiter Lichtsensor• Rotationssensor• zusätzliche Kabel zum Eigenbau von Sensoren • Infrarotlicht-emittierender Ball

• Programmierung• RCX-Code• Not Quite C• u.v.a.m.

Page 76: The Cool Science Institute Gerhard K. Kraetzschmar __TITLE SLIDES

Mindstorm Course: Contents

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Mindstorm Course: Programming

Page 78: The Cool Science Institute Gerhard K. Kraetzschmar __TITLE SLIDES

Mindstorm Course: Robots

• Differential drive robots• Few sensors (max 3 without hacks)

• Touch sensors• Light sensors• Rotation sensor• Custom-built sensors

Page 79: The Cool Science Institute Gerhard K. Kraetzschmar __TITLE SLIDES

Mindstorm Course: Robots

• Differenzialantrieb• wenige Sensoren (max 3 ohne Hacks)

• Tastsensoren• Lichtsensoren• Rotationssensor• Temperaturfühler

• XXXX Bild!

Page 80: The Cool Science Institute Gerhard K. Kraetzschmar __TITLE SLIDES

Mindstorm Course: Tasks

• Finding a black area (homing)• Searching for light sources• Avoiding light sources• Line following (tracking)• RoboSoccer: Robot Football in RoboCup Junior• RoboDance: Robot Performance in RoboCup Junior

Page 81: The Cool Science Institute Gerhard K. Kraetzschmar __TITLE SLIDES

Mindstorm Course: Aufgaben

• Suchen einer schwarzen Fläche (homing)• Suchen von Lichtquellen• Vermeiden von Lichtquellen• Folgen einer schwarzen Linie (tracking)• RoboSoccer: Roboterfußball im RoboCup Junior• RoboDance: Performance im RoboCup Junior

Page 82: The Cool Science Institute Gerhard K. Kraetzschmar __TITLE SLIDES

Mindstorm Course: RoboCup Junior

• RoboDance • create an artistic performance with robots• design nice robots; dress them nicely• select accompanying music or draft storyboard• program robot to move synchronously with music

or to behave according to role• kids themselves may be part of story

• RoboSoccer• two-on-two on small soccer field (about 2m x 1m)• floor has grayscale gradient for position detecion• walls are black, goals are gray• IR-emitting ball

Page 83: The Cool Science Institute Gerhard K. Kraetzschmar __TITLE SLIDES

Tetrixx Compact: Goals

• primäres Lernziel:• Illustration und Vertiefung elementarer physikalischer,

chemischer, biologischer und mathematischer Zusammenhänge in experimenteller Arbeit mit Robotern

• sekundäre Lernziele:• Umgang mit Lötkolben und Werkzeug zur Konfektion von

Sensoren und zum Aufbau einfacher Erweiterungsschaltungen• Systematische experimentelle Evaluation von Sensoren

(Kennlinienerstellung, -lesen und -diskussion)• objekt-orientiertes Programmieren, grafisch unterstützte

Programmierung in C++/Java• komplexeres verhaltensbasiertes Programmieren• Projektplanung und -organisation• Projektdokumentation und -präsentation

Page 84: The Cool Science Institute Gerhard K. Kraetzschmar __TITLE SLIDES

Tetrixx Compact: Kit

• Tetrixx Compact Kit, consisting of• Tetrixx Mechanics• Tetrixx Sense• Tetrixx Tronics

• CPUboard• Multiboard

• Tetrixx Control• possible extensions

• Tetrixx/LegoTechnics interfacing bricks• Experimental Board• Compact Sonarboard • Display

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Tetrixx Compact: Kit

• Tetrixx Compact Kit, bestehend aus• Tetrixx Mechanics• Tetrixx Sense• Tetrixx Tronics

• CPUboard• Multiboard

• Tetrixx Control• mögliche Erweiterungen

• Tetrixx/LegoTechnics Interfacing Bricks• Experimentierboard• Compact Sonarboard • Display

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Tetrixx mechanics

• High-quality elements in anodized aluminium• Construction and design by Wonderbits• Patent protection pending• CNC production by KTB Kurtenbach

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Tetrixx mechanics

• Hochwertige Bauelemente aus farbig eloxiertem Aluminium• Konstruktion und Design durch Wonderbits• Gebrauchsmusterschutz beantragt• CNC-Fertigung bei KTB Kurtenbach (Blaubeuren)

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Tetrixx mechanics

• Stangen• Querschnitt:10x10,20x20 • Längen: 10,20,40,60,80,100,120,..

• Platten• 20x20, 40x20, ... 200x200

• Schrägverbinder: 45o

• T-Stücke• L-Stücke• Achsen (rund oder mit Nut)• Zahnräder• Räder

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Tetrixx sense

• Special parts for sensors and motors• Cost-efficient hobbyist parts• High-quality industrial components

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Tetrixx sense

• Spezialbauteile zur Aufnahme von Sensoren und Motoren• Kostengünstige Modellbau-Komponenten• Hochwertige Industriekomponenten

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Tetrixx sense

• DC-Motoren• Conrad, Graupner, Faulhaber, Maxon

• Servos• Graupner, Robbe

• Schrittmotoren• ELV

• Sonars• IR Dioden• Taster• LCD-Display• zu jedem Bauteil spezielle Halterungen

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Tetrixx tronics

• Programmable microcontroller boards• Modular, stackable extension boards for sensors and motor

control• Spezification and Design by Wonderbits• Electronics design, layout, and production by Albotronic

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Tetrixx tronics

• Programmierbare Microcontroller-Boards• Modulare Erweiterungsplatinen für Sensoren und Motoren• Spezifikation und Design durch Wonderbits• Schaltungsentwurf und Fertigung durch Albotronic

(Oberkochen)

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Tetrixx tronics mainboard C165

• Siemens C165 microcontroller• 40 MHz• 128K FLASH• 32K RAM• serial line• serial bus• 4 LEDs• 4 switches• speaker

• can control up to 32 expansion boards!• planned variants:

• CAN bus version• PowerPC version

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Tetrixx tronics multiboard

• 2 DC motor ports with each 4A max• 4 Servo ports• 8 Digital In ports• 8 Analog In ports• 4 LEDs• 4 Digital Out 5V• 4 Digital OUT 12V 100mA• 4 switches

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Tetrixx tronics special boards

• sonar board• 8 sonars

• LCD display board• LCD 4x16

• power motor board• 2-4 power motor ports with 75W each

• stepper motor board• 8 stepper motors

• experimental board

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Tetrixx control

• Graphical programming environment for robot software• Easy to learn • Easy to use• Modular • Flexible

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Tetrixx control

• Grafische Programmierumgebung für Roboter-Software• Einfache Erlernbarkeit • Einfache Benutzbarkeit• Modularität• Flexibilität

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Tetrixx Programming Example

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Tetrixx: c165key

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Tetrixx: LCD Display Example

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Tetrixx Programming Example

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Tetrixx Compact: Contents

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Tetrixx Robots

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Tetrixx Compact: Robots

• Differential drive• additional 1-2 servos• about one dozen sensors

• 4-12 touch sensors• 4-12 IR sensors• optional ultrasonic sensor (sonar)

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Tetrixx Compact: Robots

• Differenzialantrieb• ggfs. Kettenfahrzeug

• zusätzlich 1-2 Servos• ca. ein Dutzend Sensoren

• 4-12 Tastsensoren• 4-12 Infrarot-Sensoren• ggfs. ein Ultraschallsensor

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Tetrixx Compact: Tasks

• Finden eines Wegs durch ein Labyrinth• Nüsse-Hamstern:

• Auffinden von Zielobjekten• Unterscheidung von Objekten (mit einfachen Mitteln)• Heimbringen ins Nest

• Herdenbildung und Herdenverhalten• RoboSoccer: Roboterfußball im RoboCup Junior• RoboRescue: Rettungsaufgaben im RoboCup Junior• RoboDance: Performance im RoboCup Junior

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Tetrixx Compact: RoboCup Junior

• RoboDance• RoboRescue• RoboSoccer

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Tetrixx Advanced: Goals

• primäres Lernziel:• Vertiefung des Interesses an naturwissenschaftlichen,

mathematischen und ingenieurswissenschaftlichen Fragestellungen in kreativen, explorativen, eigenmotivierten Projekten mit autonomen mobilen Robotern

• sekundäre Lernziele:• Aufbau eigener Erweiterungsschaltungen• Systematische experimentelle Evaluation von Robotern• objekt-orientiertes Programmieren (auch nebenläufiger)

Programme, grafisch unterstützte Programmierung in C++ und Java

• probabilistische Algorithmen, neuronale Netze, Lernalgorithmen

• Projektplanung, -organisation und -präsentation

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Tetrixx Advanced: Kit

• Tetrixx Advanced Kit, bestehend aus• Tetrixx Mechanics• Tetrixx Sense

• hochwertige DC-Motoren (mit Getriebe und Odometrie)• leistungsstarke Servos und Schrittmotoren• hochwertige Sonar-Sensoren• Kamera

• Tetrixx Tronics • CPUboard• Multiboards• Experimental Boards• Advanced Sonarboard • LCD Display Board• Stepperboard• Kameraboard

• Tetrixx Control

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Tetrixx Advanced: Contents

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Tetrixx Advanced: Robots

• Roboter mit mehr als drei Freiheitsgraden• Differenzialantrieb• auch anspruchsvollere Antriebe bis zu Laufmaschinen• jeweils mehrere DC-Motoren, Schrittmotoren, Servos• beliebig viele Tastsensoren• beliebig viele Infrarot-Sensoren• 8-24 Ultraschallsensoren• Einsatz von CCD-Kameras

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Tetrixx Advanced: Tasks

• RoboSoccer: Roboterfußball im RoboCup Junior• RoboRescue: Rettungsaufgaben im RoboCup Junior• RoboDance: Performance im RoboCup Junior• Truck 'n Trailer (komplexer Antrieb, komplexe Navigation)• Doseneinsammler (Fahrzeug mit Arm und Kamera)• Laufmaschine (6-beinige Spinne)

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Tetrixx Advanced: RoboCup Junior

• RoboDance• RoboRescue• RoboSoccer• F-180 League• F-2000 League

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Tetrixx Mechanics

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Tetrixx Mechanics

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Tetrixx mechanics

• Konstruktion und Design durch Wonderbits• Gebrauchsmusterschutz beantragt• Fertigung bei KTB Kurtenbach (Blaubeuren)

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Tetrixx sense

• Spezialbauteile zur Aufnahme von Sensoren und Motoren• Kostengünstige Modellbau-Komponenten• Hochwertige Industriekomponenten

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Tetrixx tronics

• Programmmierbare Microcontroller-Boards• Modulare Erweiterungsplatinen für Sensoren und Motoren• Spezifikation und Design durch Wonderbits• Schaltungsentwurf und Fertigung durch Albotronic

(Oberkochen)

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Tetrixx control

• Grafische Programmierumgebung für Roboter-Software• Einfache Erlernbarkeit • Einfache Benutzbarkeit• Modularität• Flexibilität

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Tetrixx Produktvarianten

• Tetrixx Compact• Einstiegsmodell mit Grundausstattung• Zielgruppe: Schulen, Kurse der Mittelstufe

• Tetrixx Advanced• Fortgeschrittenenmodell mit erweiterter Sensorik und

Aktorik• Zielgruppe: Schulen, Kurse der Oberstufe,

Projektarbeiten• Tetrixx Research

• Zielgruppe: Universitäten und Forschungseinrichtungen• Tetrixx Industrial

• Zielgruppe: Prototypenbau, Lehrwerkstätten

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Tetrixx Roboterbaukasten

• Einsatzgebiete• Projektarbeiten• Teamarbeit• Physik• Mathematik• Informatik• interdisziplinäre

Kooperationen

• Tetrixx Komponenten:• Mechanics• Sense• Tronics• Control

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The Cool Science Institute

Gerhard K. Kraetzschmar

__TCSI COURSE ORGANIZATION

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Organizational Issues

• Finance• Staff• Requirements: equipment and rooms• Acquisition of robot equipment• Project organization• Project scheduling• Competitions• RoboCup German Open in Paderborn• RoboCup Junior in Seattle• Project evaluation• Public Relations

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Finance

• Pilotprojekte• weitere Anträge für Infrastruktur und Rahmenprojekt• Industriekontakte• Schulische Aktivitäten

• TCSI stellt Rahmenprojektbeschreibung• eigene Mittel?• Elternbeirat?• lokale Sponsoren?

• Bürgermeister/Landrat• Banken• technisch orientierte Firmen

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RBL Requirements

• Computer room with one computer per team• Tools• Electronics tools: soldering iron, multimeter• Extra tables• Space for test environment

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Technische und räumliche Anforderungen

• Rechnerraum • mind. 1 Rechner je Team• ggfs. zusätzliche Tische• Raum für Testumgebung

• Werkzeug• Lötkolben

• Messgeräte • Multimeter• Oszilloskop im Rechner

• Material

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Staff

• mindestens ein Betreuer• besser zwei• ehemalige Schüler• Ruheständler

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Project Organization

• TCSI braucht einen festen Kontakt je Schule• Anschrift• Telefon, Telefax• Email

• Infoveranstaltungen• Projektbeschreibungen

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Project Scheduling

• Beginn der Kurse/AGs von Januar bis März• regionale Treffen sobald sinnvoll• regionale Wettbewerbe März bis Mai• deutsche Meisterschaften Paderborn Anfang Juni• RoboCup Junior Anfang August

• Wettbewerbsbedingungen noch nicht ganz fest• werden per web site/email bekannt gegeben

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Robot Kits

• TCSI can coordinate acquisition effort:• Lego Mindstorm Kits• Lego extensions and extra parts• Tetrixx Compact Kits• Tetrixx Extension Kits• Tetrixx Boards

• Order noch vor Weihnachten• Was braucht wer?

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Project Evaluation

• Betreuung durch pädagogisches Seminar Uni Ulm• evtl. weitere Evaluationsaktivitäten• Anfangsdokumentation• projektbegleitende Dokumentation

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Public Relations

• enorm wichtig: • Bitte alle Reaktionen sammeln und an uns weiterleiten!• lokale PR-Aktivitäten• TCSI-Aktivitäten

• Kick-Off Events• Mitgliederversammlung

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The Cool Science Institute

Gerhard K. Kraetzschmar

__TCSI PROJECTS

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TCSI 2000/2001 Plan

• Startup project• Talks at schools• Workshops for teachers

• Pilot projects• 8 schools plus seed money Robert-Bosch-Stiftung• 1 school plus competition funds City of Ulm

• Coop projects• Regional and national competitions

• regionals probably in Ulm and Bayreuth• nationals in Paderborn,

co-located with RoboCup German Open• RoboCup Junior projects

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TCSI Pilot Projects

• Robert-Bosch-Stiftung, Program NaT-Working• Illertal-Gymnasium Vöhringen• Graf-Münster-Gymnasium Bayreuth• Johann-Schöner-Gymnasium Karlstadt• Gymnasium Unterhaching• Holbein-Gymnasium Augsburg• Gymnasium Weilheim• Werkgymnasium Heidenheim• Graf-Eberhardt-Gymnasium Bad Urach

• City of Ulm, "Bildungsoffensive Ulm"• Schubart-Gymnasium Ulm

• Self-Organized Funding• Störck-Gymnasium Bad Saulgau• Robert-Bosch-Schule Ulm• Richard-Wagner-Gymnasium Bayreuth• Maristenkolleg Mindelheim• ...

• M T A• T A• M• M T• M T A• M• M T• T A

• M T A

• M T• M T• M• M T• ...

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The Cool Science Institute

Gerhard K. Kraetzschmar

__TCSI STATISTICS

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TCSI Statistics

as of March 2001:• >15 schools involved• >40 teachers involved• ~300 kids participating• ~120 robot kits delivered

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Activists

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Aktivisten

• Universität Ulm• Kraetzschmar, Enderle, Sablatnög, Simon, ...• Maschke, Neubeck, Ritter, Schäffer, ...

• Universität Erlangen/FORWISS• Geistert, Hogl, Klarner, Siddiqi, ...

• TU München• Baier, Mayer, ...

• Pädagogen• Bader, Roth, Frei, Schmauch, Blässing, ...• Zeller, Scherzer, ...

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Lobbyists

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Lobbyisten

• Universität Ulm• Prof. Dr. Günther Palm, Neuroinformatik• Prof. Dr. Jörg Kaiser, Rechnerstrukturen• Prof. Dr. Hans Wolff, Rektor der Universität Ulm• Prof. Dr. Hellmuth Partsch, Programmiermethodik• Prof. Dr. Friedrich von Henke, Künstliche Intelligenz• Prof. Dr. Jacobo Toran, Theoretische Informatik• Dr. Erhard Stupperich, Mikrobiologie

• Universität Erlangen• ??

• Universität Würzburg• ??

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TCSI Sponsors

• University of Ulm• University of Erlangen• Robert-Bosch-Stiftung• Wonderbits GbR, Ulm• Schema GmbH, Nuremberg

• hopefully soon:• City of Ulm

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Lobbyisten

• Universität Ulm• Prof. Dr. Günther Palm, Neuroinformatik• Prof. Dr. Jörg Kaiser, Rechnerstrukturen• Prof. Dr. Hans Wolff, Rektor der Universität Ulm• Prof. Dr. Hellmuth Partsch, Programmiermethodik• Prof. Dr. Friedrich von Henke, Künstliche Intelligenz• Prof. Dr. Jacobo Toran, Theoretische Informatik• Dr. Erhard Stupperich, Mikrobiologie

• Universität Erlangen• ??

• Universität Würzburg• ??

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Teilnehmer Lehrfortbildung Vöhringen

• BW• Schubart-G Ulm• Robert-Bosch-Schule Ulm• Graf-Eberhard-G Bad Urach• Werkgym. Heidenheim• Dietrich-Bonhoeffer-G

Metzingen• Störck-G Bad Saulgau• G Blaubeuren• G Isny• Karl-von-Frisch-G Dußlingen• Johannes-Keppler-G Weil der

Stadt

• BY• Illertal-G Vöhringen• Graf-Münster-G Bayreuth• G Unterhaching• Holbein-G Augsburg• G Weilheim• Richard-Wagner-G Bayreuth• Maristenkolleg Mindelheim• G Donauwörth• Rupert-Ness-G Ottobeuren• Allgäu-G Kempten• G der Salesianer Buxheim• G Königsbrunn• G Marktoberdorf• Joseph-Bernhart-G Türkheim• Kolleg der Schulbrüder Illertissen• G Lindenberg• Simpert-Krämer-G Krumbach• Vöhlin-G Memmingen

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The Cool Science Institute

Gerhard K. Kraetzschmar

__ROBOCUP SLIDES

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The RoboCup Initiative

• A new, long-term research challenge:• Can we construct and program a team of humanoid robots,

which can beat the current soccer world champion team in match played under FIFA rules?

• Football / Soccer with robots• Highly interdisciplinary research activity

• Robotics• Materials Science• Embedded Systems• Distributed Systems• Neurocomputing • Artificial Intelligence• Cognitive Science

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Die RoboCup Initiative

• Eine neue, langfristige Herausforderung:

• Können wir ein Team von humanoiden Robotern konstruieren und programmieren, welches in einem nach den Regeln der FIFA durchgeführten Fußballspiel den amtierenden Weltmeister schlägt?

• Fußballspielen mit Robotern• Interdisziplinarität

• Robotik• Künstliche Intelligenz• Neuroinformatik• embedded systems, verteilte Systeme, ...• Materialwissenschaften• Kognitionswissenschaft

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RoboCup Current Activities

• Scientific challenges• Scientific Challenge Award• Engineering Challenge Award

• Synthetic agent challenges• Simulation League• Automatic coach challenge• Automated commentator systems

• Physical agent challenges• Middle-size robot league• Small-size robot league• Legged robot league

• More than 2500 active scientists world-wide!

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Aktuelle Aktivitäten

• Synthetic agent challenges• Simulation League• Automatic coach challenge• Automated commentator systems

• Physical agent challenges• Middle-size robot league• Small-size robot league• Legged robot league

• Scientific challenges• Scientific Challenge Award

• Mehr als 2500 beteiligte Forscher

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Video Demos

• RoboCup-98 Video Clips• simulation league• small-size league• middle-size league• Sony league

• RoboCup-99 Video Clips of F-2000 tournament

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RoboCup Pictures

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Deutsche Beteiligung am RoboCup

• Simulationsliga• etwa 10 deutsche Teams• Humboldt (97 Weltmeister, 98 Vize), Freiburg (99 Vize)• DFKI 98 Preisträger bei automated commentator systems

• Middle-size robot league• 6 deutsche Teams• davon 4 in BW: Freiburg (98 Weltmeister, 99 Halbfinale),

Tübingen (98 Vize), Stuttgart, Ulm (99 Viertelfinale)• TU München, GMD Bonn• mindestens zwei weitere im Aufbau

• Small-size robot league• FU Berlin 99 Vizeweltmeister• TU Ilmenau

• Legged robot league• Humboldt-Universität Berlin

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Motivation for The Ulm Sparrows

• Ausbildungsaspekte• Fortsetzung von Übungen und Praktika

• Forschungsaspekte• Spatial Modeling, Learning, RCA, NSI, ECB

• Projektarbeit unter industriellen Randbedingungen• Teamarbeit• Limitiertes Budget• Harte Termine, großer Zeitdruck• Integriertes Gesamtsystem• Konkurrenzsituation

• Fun (nevertheless)

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RoboCup: An Educational Perspective

• RoboCup is an ideal environment for educational purposes!• Students develop

• a complete system• with substantial complexity• with a very hard deadline• with a very limited budget• within a team and • gain experience in international meetings!

• Wow! • That is exactly the kind of experience

that industry tells us students should have!

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RoboCup New Activities

• RoboCup Humanoid League• Soccer with humanoid robots• First demonstrations in Melbourne 2000• Demonstration league in Seattle 2001

• RoboCup Rescue• "agent technology for desaster management" • Simulation of earth quakes, fires, and similar desasters• Development of technologies for saving lives

• RoboCup CAMP• Spring school RoboCup

• RoboCup Junior• RoboCup for children and high school students

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Neue Aktivitäten

• RoboCup Humanoid League• Fußball mit humanoiden Robotern• 2001 erster Demonstrationswettbewerb

• RoboCup Rescue• Simulation von Erdbeben und ähnlichen Katastrophen• "agent technology for desaster management" • Entwicklung von Technologien zur Lebensrettung

• RoboCup CAMP• Frühjahrsschule RoboCup

• RoboCup Junior• RoboCup für Kinder und Schüler

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RoboCup CAMP 2000 Video

• Demo match "ART Italy 2000" vs. "The Ulm Sparrows"• Results: 1-1 tied after regular time, 0-2 in penalty kicks

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RoboCup Rescue Video

• Very preliminary preview of RC Rescue simulator

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RoboCup Humanoid Robot Video

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The Cool Science Institute

Gerhard K. Kraetzschmar

__ROBOCUP JUNIOR SLIDES

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RoboCup Junior

• RoboCup event for high school students (~ 10-18 years)• First official events in 2000, Amsterdam and Melbourne• RoboCup Jr League

• Adaption of small-size robot league environment• LEGO Mindstorms Robotics Invention/RoboLab kits• IR-emitting ball

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RoboCup Junior

• Wettbewerb für Schüler• Erstmals beim RoboCup-2000, Melbourne• RoboCup Junior Soccer League

• Adaption der Umgebung von small-size robot league• IR-emittierender Ball

• RoboCup Junior Dance Competition• RoboCup Junior Rescue Competition

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The Cool Science Institute

Gerhard K. Kraetzschmar

__WONDERBITS SLIDES

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The Cool Science Institute

Gerhard K. Kraetzschmar

__CONCLUSION SLIDES

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Conclusions

• Robotics is fascinating!• Robotics is a great motivational tool.• Robotics should be instrumentalized for education.• Educational robotics needs more technology and products.• Need national organizations to promote educational

robotics.• TCSI - The Cool Science Institute provides a model for that.• RoboCup Federation can play a central, coordinating role

in promoting international activities for educational robotics.

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Zusammenfassung

• Ein wichtiges gesellschaftliches Problem• Eine gute Idee• Es gibt Leute, die die Idee umsetzen wollen• Ein Realisierungskonzept ist vorhanden• Eine Strategie zur Finanzierung ist in Arbeit• Will die Fakultät für Informatik dies unterstützen?

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A new educational path

• 3 years play 6 years play Lego Technic 9 years play Lego Mindstorm 12 years play RBLs 15 years play RoboCup Jr 18 years play RoboCup simulation 21 years play RoboCup middle-size (F-2000) 24 years play RoboCup Rescue 27 years play entrepreneur 30 years playboy

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The Cool Science Institute

Gerhard K. Kraetzschmar

__ORGANIZATIONAL SLIDES

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Announcement

• Talk by Professor Elizabeth Sklar, Boston College

Robotics in EducationRobotics in Education

• January 9, 2001 at 5pm• University of Ulm, Oberer Eselsberg, O27, H20

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Discussion of Lab Time

• Experience• Feedback

• Mechanics• Sensors• Electronics• Programming

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Wrap-Up Session

• Feedback on the course• what was good?• what was bad?• what was missing?• what was boring?

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The Cool Science Institute

Gerhard K. Kraetzschmar

__VIDEO SLIDES

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Videos

• RoboCup Junior Event, Melbourne, Australia, September 2000

• Mädchen und Technik 2000,Erlangen, Germany, September 2000

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RoboCup Junior Video

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RoboCup Rescue Video

• Very preliminary preview of RC Rescue simulator

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Video RBL-99: Success

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Video RBL-99: Some problem here ...

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Video RBL-99: Direction okay

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Video RBL-99: Backing up ...

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Video RBL-99: Take it back home

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Video RBL-99: Where is my home?

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Video RBL-99: Oops! Wrong address ...

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Video RBL-99: Get outta here!

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Video RBL-99: Head on head

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Video RBL-99: Always along the line ...

Page 197: The Cool Science Institute Gerhard K. Kraetzschmar __TITLE SLIDES

Video RBL-99: Power of Subsumption

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The Cool Science Institute

Gerhard K. Kraetzschmar

__MEETING SLIDES

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The Cool Science Institute

Gerhard K. Kraetzschmar

___MEETING VDMA

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The Cool Science Institute

Gerhard K. Kraetzschmar

TCSI + VDMA

eine strategische Partnerschaft?

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Topics

• The Cool Science Institute• Zielsetzungen und Zwecke• Mittel und Wege• Produkte und Dienstleistungen• Finanzierung, Personen, Organisation

• VDMA (und Robotik in den Schulen)• Ziele und Motivation• Mittel und Wege• Finanzierung, Personen, Organisation

• Zusammenarbeit• Rahmenbedingungen• Planung weiterer Aktivitäten

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Opportunities for Cooperation

• Mitgliedschaft VDMA im TCSI• DIL: Director of Industrial Liasion

(Vorstand Industriekontakte)• Suchen und Finden industrieller Sponsoren• Hannovermesse Industrie• Sponsoring RoboCup Open, Paderborn• Sponsoring RoboCup Junior, Seattle

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The Cool Science Institute

Gerhard K. Kraetzschmar

___MEETING RC GERMAN OPEN

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The Cool Science Institute

Gerhard K. Kraetzschmar

RoboCup Junior German Open organized by HNF + AK RoboCup + TCSI + RIDS + VDMA?

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Topics

• Events• RC Junior Soccer Tournament (RIDS+TCSI)• RC Junior Dance Exhibition (TCSI)• RC Junior Rescue Exhibition (TCSI)

• Organizational Frame• Equipment• Location• Dates• Travel• Accomodation• Social Program• Financial Issues

• Organizers• Sponsors

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TCSI Contributions

• 8-10 Teams (20-50 People)• large uncertainty because of school vacations in BY/BW

• Will arrange bus for travel • may arrive Friday evening• should leave mid-afternoon on Sunday

• Will arrange Dance and Rescue exhibition events• Will arrange Soccer tournament jointly with RIDS

• can bring extra fields• will check availability of PCs

• May be able to sponsor our people almost completely• Have to bring someone from Robert-Bosch-Stiftung• May be able to find additional sponsors through VDMA• Can advertize event at CEBIT + HMI if desired

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Needs

• travel directions• cheap accomodation• help with registration, esp. on-site, and printed programs• equipment

• tables, chairs, maybe lockers• lighting• speaker equipment for announcements• probably PC equipment

• social program• unlimited free coffee + soft drinks• unlimited free pizza• admission to RCGO party

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The Cool Science Institute

Gerhard K. Kraetzschmar

___MEETING OB HARTUNG

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Synergien Ulm-Projekte/TCSI/Uni

• Ulmer Projekte:• Schubart-Gymnasium• Robert-Bosch-Schule

• Robert-Bosch-Stiftung:• Starthilfe-Projekt ( 7.000,-)• nationale Wettbewerbe ( 8.000,-)

• Universität Ulm:• studentische Hilfskräfte (~50.000,-)• Nutzung der Infrastruktur (~ 3.000,-)• Betreuung der Projekte (~90.000,-)

• Wirtschaft• Teilnahme am RoboCup Junior (>30.000,-)

• Sonstige• Partizipation an den Ergebnissen des Rahmenprojekts

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Adresse

• Dr. Gerhard Kraetzschmar• Universität Ulm• The Cool Science Institute• Abteilung Neuroinformatik• James-Franck-Ring• 89069 Ulm

• Tel: 0731-50-24155• Fax: 0731-50-24156• Net: [email protected], [email protected]• Web: www.tcsi.de