Seit zwei Jahren arbeitet Linus Preußer an seinem Laufroboter "Roberto" und hat ihn immer weiter verbessert. In diesem Jahr hat es gereicht: "Roberto" hat ihm zum Landessieg in der Kategorie Technik beim "Jugend forscht"-Wettbewerb verholfen. Im Mai darf er zum Bundeswettbewerb nach Lübeck fahren. "Ich habe nicht damit gerechnet, dass ich eine Runde weiter komme", sagt Preußer im Rückblick. Beim Regionalwettbewerb sei die Jury "geflasht" gewesen, aber beim Landesentscheid hätten die Preisrichter durchaus kritisch nachgefragt. Seit insgesamt drei Jahren nimmt der 17-Jährige am Wettbewerb für Nachwuchs-Tüftler teil. Sein erster Beitrag war ein Roboter mit Rädern, zweimal hat er "Roberto" mit seinen Weiterentwicklungen eingereicht.
Sein Interesse für das Thema Robotik kam mit einer Forscher-AG an seiner alten Schule in Horn. Dort hat er bereits einen Navigationsroboter mit Rädern konstruiert. "Das eigentliche Ziel war, einen laufenden Roboter zu bauen", erzählt der 17-Jährige, der inzwischen die gymnasiale Oberstufe an der Oberschule Findorff besucht. Sein damaliger Lehrer habe den Impuls gegeben, dass man das den Roboter selbst lernen lassen könnte. "So hat sich das Projekt weiterentwickelt. Und so bin ich auch in Jugend forscht reingerutscht."
Maschinelles Lernen nach Belohnungsprinzip
Der Jung-Forscher hat für sein Projekt einen für ihn neuen Ansatz gewählt. "Roberto" funktioniere auf der Basis des sogenannten Reinforcement Learning. "Das ist eine Art maschinelles Lernen und basiert auf dem Belohnungsprinzip", erklärt Preußer. Das müsse man sich wie eine schwarze Box vorstellen: Der Roboter befindet sich in einer Simulationsumgebung und bekomme nur wenige Informationen über seine Position oder sie Stellung seiner Beine. Ein Algorithmus errechnet dann, was der Roboter tun soll und bekommt bei erfolgreicher Ausführung Belohnungen in Form von Zahlenwerten. Wenn etwas schief geht, gibt es Abzüge.
"Der Algorithmus sammelt die Belohnungen und versucht, immer besser zu werden. Beim Roboter gab es Belohnungen für die Weite und die Richtung." Dadurch lerne er die Bewegungsmuster. Die Simulationsumgebung müsse man einmal programmieren, der Rest laufe von selbst. "Man steht daneben, sieht die Graphen und freut sich, dass es funktioniert", sagt Preußer. Im Nachgang müsse man dann gucken, wo es hakt oder wie man den Roboter neue Funktionen lernen lässt. Ganz einfach sei ein Laufroboter nicht zu programmieren, weil man die Bewegung der einzelnen Beine beachten müsse, erklärt der Schüler. Roboter mit Rädern seien da etwas einfacher zu handhaben. Die Maschine lässt sich auch nicht direkt steuern. "Für jedes neue Problem muss man ein neues Modell programmieren", erklärt der Schüler.
Einsatz bei Höhlenforschung
Linus Preußer hat sich auch Gedanken darüber gemacht, wie man "Roberto" in der Praxis einsetzen kann: "Zum Beispiel in der Höhlenforschung. Wenn man als Mensch dort nicht reinkommt, braucht man Roboter mit Beinen." Roboter mit Rädern kämen da nicht weit. Bei der Erforschung von Planeten wie dem Mars könnte das Vehikel auch zum Einsatz kommen.
Seine Begeisterung für Technik zeigt sich auch in Linus Preußers Hobbies. Wenn er nicht gerade an seinem Jugend-forscht-Projekt arbeitet, programmiert er. Außerdem hat er seinen Computer selbst gebaut. Das Faibel zieht sich auch durch den Schulalltag: Der Nachwuchs-Forscher hat für die Oberstufe das Kursprofil "Nachhaltige Technologien" belegt. Im nächsten Jahr schreibt er sein Abitur. Danach kann er sich vorstellen, Informatik mit Schwerpunkt maschinellem Lernen zu studieren. "Ich habe aber noch nicht rausgefunden, wo das geht."
