Gütersloh. Wie spannend Projektarbeit in Mechatronik sein kann, zeigt eine Maschine zum Lösen des legendären „Rubik‘s Cube". Entwickelt wurde sie von Studenten im praxisintegrierten Studiengang Mechatronik/Automatisierung am Campus Gütersloh der FH Bielefeld.
Matthias Risse, Laurids Wetzel, Tom Töws und Jan Ewerszumrode hatten sich für den Bau einer „Zauberwürfellösemaschine” entschieden. Projektleiter Tom Töws: „Fast die gesamte Konstruktion haben wir selbst entwickelt. Während der Konstruktionsphase haben wir uns Gedanken über die einzelnen Komponenten gemacht, sodass wir dies sehr detailliert in der Zeichnung berücksichtigen konnten." Im nächsten Schritt ließ das Team einige Elemente vom Kooperationsunternehmen Miele anfertigen. Andere, zum Beispiel die Würfelanbindungen und die Motorhalterung, wurden selbst über einen 3D-Drucker produziert.
Maschine braucht zehn bis 35 Umdrehungen für die Lösung
Alleinstellungsmerkmal des Geräts ist die automatische Einspannung des Zauberwürfels. Diese sorgt dafür, dass die Motoren mithilfe von Linearschienen in den Zauberwürfel „hineinfahren" und ihn so fixieren. Matthias Risse zu der Würfelanbindung: „Wir haben bei der Anbindung des Würfels mit Prototypen im 3D-Druck experimentiert bis wir mit dem Ergebnis zufrieden waren." Jan Ewerszumrode ergänzt: „Bei der Software haben wir sehr viel selbst entwickelt, unter anderem die Benutzerschnittstelle, die Bildverarbeitung zur Erfassung des Zustandes und die Motoransteuerung zur Einspannung sowie Verdrehung des Würfels.
Weil es eine große Community rund um den Rubik‘s Cube gibt, konnten wir glücklicherweise auf einen implementierten Algorithmus zur Lösung des Würfels zurückgreifen." Das Ergebnis kann sich sehen lassen: Es ist möglich, den Würfel in einem beliebigen Zustand in die Maschine einzulegen. Je nachdem, wie „verdreht" er ist, braucht die Maschine zehn bis 35 Bewegungen, um den Würfel vollständig zu lösen. Bei zehn Bewegungen dauert das im Optimalfall weniger als eine Sekunde. Den gesamten Vorgang haben die Studierenden auch in einem Video festgehalten.
Töws: „Die wichtigste Erkenntnis aus dem Projekt ist, dass eine gute Planung und eine solide Konstruktion viele Schwierigkeiten erst gar nicht aufkommen lassen." Das Projekt startete 2019 und wurde bereits im Januar 2020, noch vor der Corona-Pandemie, fertiggestellt. Das Team erhielt damals eine Einladung, die Maschine auf dem Rubik’s-Stand bei einer großen Spielwarenmesse zu zeigen. Dort hätten sie sogar den Erfinder, Erno Rubik, treffen können. Das war terminlich jedoch nicht möglich und die Folgemessen konnten wegen Corona nicht in Präsenz stattfinden. Stattdessen steht der Automat nun immerhin im Hochschulgebäude in Gütersloh.
