Wow! Mit ihrem Rollstuhl-Projekt gewinnen portugiesische Schülerinnen und Schüler eine Reise zur NASA
Ein spannendes Abschlussprojekt brachte fünf Schülerinnen und Schüler der portugiesischen Oberschule Oliveira Júnior-Schule eine Reise fürs Leben: Sie dürfen die NASA besuchen. Für ihr Projekt ‘Telepathy Physics’ verband das Team Bewegungsmelder mit dem Roboterfahrzeug TI-Innovator™ Rover, um die Steuerung eines Rollstuhls per Kopfbewegung zu ermöglichen. Mit der Idee landeten sie auf Platz eins der renommierten FCT Nova Challenge, einem Wissenschaftspreis initiiert von der Universität Lissabon. “Die Schülerinnen und Schüler waren total motiviert, ihre Mitschüler mit Behinderung zu unterstützen,” erzählt Lehrer Alexandre Gomes, “gleichzeitig half das Projekt, ihr Interesse in Mathematik zu vertiefen.”
Gern gemachte Extrastunden
Jedes Jahr organisiert und begleitet der Physik- und Chemielehrer Alexandre Gomes, der auch dem T3 Lehrerfortbildungsnetzwerk angehört, ein freiwilliges MINT-Projekt der Schülerinnen und Schüler der Abschlussklassen der Oliveira Júnior-Schule in São João da Madeira. “Jedes Projekt beginnt mit einem großen Brainstorming zur Ideenfindung“, erklärt Alexandre Gomes. “Diese Gruppe entschied, etwas für ihre Mitschülerinnen und Mitschüler mit Behinderung entwickeln zu wollen. Nachdem wir uns auf die Idee für die Steuerung des Rollstuhls geeinigt hatten, war die Gruppe umso mehr von dem Gedanken gepackt, dass ihre Entwicklung auch Rollstuhlfahrern außerhalb der Schule zugute kommen könnte.”
Die meiste Arbeit für das Projekt erledigten die Schülerinnen und Schüler außerhalb der Schulzeit – obwohl sie sich gleichzeitig auf ihre Abschlussprüfung vorbereiten mussten. Da sie im Programmieren noch unerfahren waren, gingen wir dieses Thema als erstes an. Insgesamt widmeten wir dem Projekt 12 Wochen lang je ein bis zwei Schulstunden. Zusätzlich steckten die Schülerinnen und Schüler viele Extrastunden privat hinein.”
Algorithmus zur Steuerung der Roboter-Fahrzeugs
Die Projektbeteiligten lernten also Programmieren und recherchierten nebenher, welche Lösungen es bereits zur Steuerung elektrischer Rollstühle gibt. “Sie konzentrierten sich dabei auf Menschen, die lediglich den Kopf bewegen können”, berichtet Alexandre Gomes. “Einige der gängigen Steuerungen, wie ein spezieller Steuerstick, den man mit dem Mund bedienen kann, ein Helm mit Sensoren oder die Steuerung über die Bewegung der Augen, haben auch Nachteile. Den Rollstuhl über die Kopfbewegung zu steuern hielten wir für die beste Lösung. Jetzt mussten die Schülerinnen und Schüler einen Algorithmus für die Steuerung entwickeln – das eigentliche Herzstück des Projektes. Sie verwendeten dafür die TI-Nspire™ CX Technologie, den Code schrieben sie mit TI-Basic. Alle dachten, dass das sehr schwierig werden würde. Aber: Es funktionierte überraschend schnell und die Ergebnisse waren beeindruckend!”
Intuitive Steuerung
Die Schülerinnen und Schüler befestigten Bewegungsmelder an einem Bürostuhl und schafften es, die über die Sensoren eingehenden Signale in Bewegungen des Roboterfahrzeuges zu übersetzen. “Im Video können Sie sehen, wie wir das Ganze mit dem verkabelten Rover testen”, erklärt Alexandre Gomes. “Den Rover zu steuern ist also das Gleiche wie einen Rollstuhl zu steuern. Dabei ist uns aufgefallen, dass Kopfbewegungen sehr intuitiv sind, sie haben den gleichen Effekt wie ein Joystick. Wenn die Person im Rollstuhl nach rechts fahren möchte, muss sie nur den Kopf nach rechts bewegen.”
Wissenschaft und Technik für eine bessere Welt
2019 wurden zur FCT NOVA Challenge 51 Wissenschafts- und Technikprojekte eingereicht. Alexandre Gomes ist sehr stolz, dass sein Team ‚OJ=mC2’ im Juni den 1. Preis, die Reise zur NASA, erhalten hat. Aufgrund der Corona-Situation konnten sie die Reise bisher zwar noch nicht antreten. Vielleicht besteht jedoch im nächsten Jahr die Möglichkeit, hofft die Gruppe. „Alles in allem aber war das wichtigste Ergebnis des Projektes“, resümiert Alexandre Gomes, „dass die Teilnehmerinnen und Teilnehmer gelernt haben, dass Wissenschaft und Technologie die Welt tatsächlich verbessern können.“
Eine Lösung für ihre Mitschülerinnen und Mitschüler mit Behinderung zu entwickeln setzte das ganze Projekt in einen praxis- und alltagsnahen Kontext. „Dieses Projekt hat ein Samenkorn gesät“, so Alexandre Gomes, „und wer weiß, was diese Schülerinnen und Schüler in fünf oder zehn Jahren, lange nach Ihrem Uniabschluss, entwickeln. Ich würde derartige MINT-Projekte gerne in den normalen Lehrplan aufnehmen, aber das bleibt vorerst ein entferntes Ziel für uns.”
Wettbewerbe als Antrieb
Hat Alexandre Gomes Tipps für andere Lehrer? “Unsere Schule hat es gut, weil wir gut mit TI Technologie ausgestattet sind”, meint der engagierte Lehrer. “Neben der richtigen Ausstattung braucht es Lehrkräfte, die das Wissen und Potenzial haben, die MINT-Projekte voran zu bringen. Und, wenn Sie können, machen Sie bei Wettbewerben mit! Wettbewerbe motivieren die Schule, die Lehrkräfte und Schülerinnen und Schüler dazu, Projekte wie diese zu erfinden und zu entwickeln. Während des Rollstuhl-Projektes habe ich zusehen können, wie meine Schülerinnen und Schüler sich weiterentwickelt und mehr Selbstbewusstsein gewonnen haben. Und die Schülerinnen und Schüler in ihrer Persönlichkeitsentwicklung zu unterstützen ist der Grund, warum ich jeden Tag in die Arbeit gehe!”
(Video in portugiesischer Sprache) Präsentation des Projekts.