Der Roboter
Der entwickelte Teufelstonnenroboter entstand als Nachfolger unseres Prototyps, wobei der Fokus auf einer präziseren und schnelleren Lösung der Teufelstonne lag. Die Umsetzung dieser Ansprüche bedurfte eine genauere und sorgfältigere Planung in den einzelnen Themenbereichen. Es war notwendig ein Programm zu schreiben, welches sowohl die Tonne analysiert, als auch die Umsetzung des verbesserten Algorithmus durch die neu entwickelte Peripherie vollzieht. In der Mechanik stand bei dem aktuellen Roboter nicht nur die Funktion im Vordergrund. Das schwierige war dabei das Finden einer möglichst effizienten und fehlerfreien sowie auch ästhetisch ansprechender Umsetzung der Bewegungen der Teufelstonne. Die Schnittstelle zwischen PC und der mechanischen Umsetzung bildet die von uns entwickelte elektrische Schaltung, dessen Aufgabe es ist, die schnelle und korrekte Umsetzung der von dem PC kommenden Befehlen zur Ansteuerung der elektromechanischen Komponenten zu gewährleisten.
Mathematik
Das Ziel dieses Teils des Projekts ist es, die mathematischen Grundlagen der Teufelstonne zu erkennen und einen möglichst effizienten Lösungsweg für die Teufelstonne zu finden und diesen ausreichend detailliert auszuarbeiten, sodass er in das Programm übertragbar ist. Die Züge der Teufelstonne können dabei als Abbildungen verstanden werden, die Positionen von Kugeln aufeinander abbilden. Dabei entstehen Gruppenstrukturen, welche zum Finden einer Lösung genutzt werden können. Zunächst werden wir dies verwenden, um einen eigenen auch für Menschen einfach lernbaren Lösungsweg zu finden. Diesen können wir dann mit per Computer generierten Zugfolgen kombinieren, um eine noch effizientere Lösung zu finden.
Informatik
Die Aufgaben des Programms bestehen darin, die Teufelstonne im Roboter zu analysieren, die Kugelanordnung in eine virtuelle Teufelstonne zu übertragen, diese zu lösen, den dabei verwendeten Lösungsweg auf die reale Teufelstonne anzuwenden und dabei den Prozess für den Nutzer zu visualisieren. Außerdem gilt es aufkommende Probleme bei der Kameraansteuerung, Visualisierung und Interfaceansteuerung zu beheben.
Technik
Das grundliegende Ziel in dem Themengebiet Mechanik war die schnelle Umsetzung der Teufelstonnenbewegungen sowie eine leichte Bedienbarkeit, verbunden mit einem gewissen ästhetischen Anspruch. Um die Züge der Teufelstonne mit dem Roboter ausführen zu können, musste zunächst der Aufbau der Teufelstonne genauer analysiert werden. Es galt dabei, die Auf- und Abbewegung mit Hilfe einer linear arbeitenden Mechanik, die Drehung der einzelnen Ebenen jedoch aus einer Kombination einer Rotationsbewegung und mehrerer Linearbewegungen zu realisieren. Um die Ausführbarkeit der beschriebenen Bewegungen zu testen, fertigten wir unseren Prototyp an. Aufgrund der gesammelten Erfahrungen konnten wir das aktuelle Modell von vornherein durchplanen, sodass es von Anfang an fehlerfrei lief. Die Aufgabe der Elektrotechnik ist die schnelle und korrekte Umsetzung der von dem PC kommenden Befehle zur Ansteuerung der Hubmagneten und des Schrittmotors.
