Neue Lego-Fans: Hacker bauen den Bonbon-Bomber (Spiegel Online, 28.8.2007 )
Neue Lego-Fans
Hacker bauen den Bonbon-Bomber
Computer-Tüftler lieben Lego und basteln Klötzchen-Roboter, die zu verrückt für Legos offizielle Bausätze sind. SPIEGEL ONLINE zeigt die aberwitzigen Werke: Sie werfen faulen Hackern Bonbons zu, sortieren Dominosteine und bringen Rubik-Würfel in Form.
Spiegel Online, 28.8.2007
Ulrik Pilegaard kann Lego-Fans endlich die Konstruktionen basteln lassen, die selbst dem dänischen Spielkonzern zu abgedreht gewesen sind. Das Lego-Katapult zum Beispiel, das auf Knopfdruck Süßigkeiten (M&Ms, Bonbons, Gummibärchen) durchs Wohnzimmer in Pilegaards Schoß schleudert. Bei Lego hätte Pilegaard – bis 2004 Entwickler für Roboter-Modelle beim dänischen Spielehersteller – die Pläne des so sinnlosen wie amüsanten Bonbon-Bombers (mit neutraler Munition im Video unten zu sehen) nie veröffentlichen können. Die Idee verstößt gleich gegen mehrere Lego-Sicherheitsregeln: Bausätze dürfen keine Nicht-Lego-Elemente (Bonbons, Plastiklöffel) nutzen – und erst recht nicht durch die Gegend feuern.
Für Pilegaard gelten die Lego-Regeln nicht mehr, er arbeitet heute für die Solarfirma, die Googles Zentrale ein Solardach verpasste. In seiner Freizeit entwickelt Pilegaard mit seinem Ex-Kollegen Mike Dooley verrückte Lego-Bauanleitungen, die gegen alle Regeln verstoßen: Bonbon-Bomber, Tischtennisball-Kanonen und Klötzchen-Pistolen. Die Baupläne stehen im Buch "Forbidden Lego", das dem ersten Netzecho nach die neue Bibel der Lego-Hacker werden könnte.
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Veröffentlicht hat den Lego-Band erstaunlicherweise ein US-Fachverlag für Computerbücher. Die Titel von "No Starch Press" erklären ansonsten, wie man portablen Code schreibt, OpenBSD verwaltet oder die Xbox hackt. Doch jetzt hat der Verlag gleich drei neue Lego-Bücher im Programm.
Legos neue Fans: Programmierer, Hacker, Tüftler
Die Dänen-Klötzchen haben eine neue, begeisterte Fangemeinde: Programmierer, Hacker und Computer-Tüftler. In "Spook Country", dem neuen Roman des Cyberpunk-Erfinders William Gibson taucht schon auf der ersten Seite ein Roboter aus weißen Legosteinen auf. Ende des Jahres soll in den Vereinigten Staaten sogar eine gedruckte Fassung des "BrickJournal", des Lego-Fachmagazins für Erwachsene, erscheinen.
Computer-Tüftler und Lego-Bausätze hält "BrickJournal"-Chefredakteur Joe Meno für ein Traumpaar, wie er SPIEGEL ONLINE erklärt: "Lego ist sehr hacker-freundlich. Der Lego-Prozess kommt dem Hacken nahe: schaffen, tüfteln, testen, verbessern." Und Lego hat eine offene Struktur: "Jeder Baustein ist einer gewissen Systematik nach mit anderen zu kombinieren – so kann jeder nach seinen eigenen Regeln weiterbauen."
Klötzchen mit Prozessoren und Ultraschall-Sensoren
Aber beliebt bei den Computer-Tüftlern ist Lego nicht nur, weil es ein paar Funktionsprinzipien mit offener Software gemeinsam hat. Zum Erfolg hat sicher beigetragen, dass man Legosteine seit 1998 auch tatsächlich programmieren kann. Damals erschienen die ersten Bausteine mit einem Mikroprozessor, die sogenannte "Mindstorms"-Reihe.
Inzwischen verkauft Lego das Nachfolge-Modell, einen Baukasten namens Mindstorms NXT, in dem alles steckt, was ein Roboter-Bauer sich erträumt: ein 32-Bit-Mikroprozessor, Servomotoren, Mikrofone, Bluetooth-Schnittstelle, Ultraschall-, Licht- und Druckkontaktsensoren. Dank einiger Hacker kann man das alles nicht nur über die mitgelieferte Lego-Software steuern, sondern auch mit mächtigen und bequemen Profi-Programmiersprachen wie C#.
Lego-Kurse für Informatik-Studenten
So haben Lego-Hacker neben viel Klamauk auch erstaunlich komplexe Konstruktionen gebastelt und programmiert: Einen Automaten zum Beispiel, der einen Rubik-Würfel so lange dreht, bis das Rätsel gelöst ist. Oder eine Roboter-Schnecke, die durchs Zimmer krabbelt und Hindernissen ausweicht. Oder eine Maschine, die Dominosteine in einer schönen gleichmäßigen Schlange zum Umstoßen aufstellt. Am Veit-Höser-Gymnasium bei Straubing haben Schüler sogar eine Fabrikanlage aus Mindstorms gebaut und programmiert, die vollautomatisch Lego-Autos in Wunschfarben fertigt (siehe unten).
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Die Programmier-Herausforderung der Mindstorms nutzten inzwischen auch Informatik-Dozenten an deutschen Hochschulen: In Dortmund, Freiburg, Kiel, Karlsruhe und München müssen Studenten in Übungen und Praxiskursen Lego-Roboter konstruieren. Oliver Ruepp, wissenschaftlicher Mitarbeiter am Lehrstuhl für Robotik der Technischen Universität München, leitet solch einen Kurs. Er sieht Legos "Mindstorms in der Lehre etabliert".
Der didaktische Vorzug der programmierbaren Klötzchen laut Ruepp: "Damit lassen sich Grundlagen aus vielen Themenbereichen vermitteln – Robotik, künstliche Intelligenz, Echtzeitsysteme oder Softwareentwicklung." Das klingt trocken. Die Modelle aber, die Hacker unter Missachtung aller Lego-Regeln und –Pläne bauen und stolz im Netz präsentieren, sind so aberwitzig wie Ulrik Pilegaards Bonbon-Bomber.
Hier die verrücktesten Modelle der Lego-Hacker.
Der polnische Domino-Sortierer
Pawel Piskunowicz wollte schon immer Roboter bauen. Der 35-jährige Programmierer aus Polen stand nur lange Zeit vor einem schwer überwindbaren Hindernis: "Ich kann nicht schweißen, ich habe auch nicht das Geld, den Platz und die Ausrüstung für solche Bauvorhaben." Dann hat Piskunowicz im vorigen Herbst bei einem Freund einen Lego-Mindstorms-Baukasten entdeckt, ausgeliehen und gleich als erstes in ein paar Tagen einen Roboter-Wurm gebaut, der stur und langsam immer geradeaus durch die Wohnung kriecht.
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Piskunowicz hat schnell dazugelernt: Seine neuen Lego-Roboter sind viel schneller. Und intelligenter: Der Dominator zum Beispiel stellt Dominosteine zu einer Schlange auf. Der Roboter verlegt mithilfe von drei Servomotoren zehn Dominosteine in nur zwölf Sekunden – im sauberen Abstand von immer drei Zentimetern. Piskunowicz nächstes Projekt: ein schneller Roboter-Wurm, der Hindernissen ausweicht.
Ein Rubik-Würfel-Dreher aus Italien
Daniele Benedettelli studiert Technische Informatik in Siena. Das Studium hat den 22-Jährigen wieder für Lego begeistert: Er entdeckte 2003 die programmierbare Mindstorms-Reihe für sich, experimentierte, schrieb seine Bachelor-Arbeit über die Programmierung mehrere Mindstorms-Roboter, die als Kollektiv handeln. Als Benedettelli in diesem Frühling für Klausuren lernte, brachte ihn das Klausurthema Künstliche Intelligenz auf eine Idee: Er wollte einen richtig schlauen Lego-Roboter bauen, der Rubik-Würfel in Form bringt.
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Benedettelli programmierte eine Künstliche Intelligenz, die Tiefensuchalgorithmen nutzt, die er im Studium anzuwenden gelernt hatte. Sein Rubik-Roboter erkennt mit zwei Kameras die Farben der Rubik-Felder und dreht den Würfel mit vier Servomotoren. Den Prototypen hatte Benedettelli im Mai fertig. Der Roboter war aber sehr langsam, brauchte allein schon mehr als zwei Minuten, um überhaupt alle Farbflächen des Rubik-Würfels zu erkennen.
Seither hat Benedettelli weiter an dem Rubik-Roboter und der Steuer-Software gefeilt. Seit zwei Wochen ist er mit seinem Werk zufrieden: Denn die neueste Version des Rubik-Roboters bringt jeden noch so verdrehten Würfel mit 36 Farbfeldern in höchsten dreieinhalb Minuten in Form.
Noch steht der Rubik-Roboter in Benedettellis Lego-Regal, neben seinem Modell des Film-Roboters Johnny Five (in Deutschland als Nr. 5 bekannt). Aber sobald das nächste Projekt ansteht, wird Benedettelli den Rubik-Meister wohl auseinandernehmen müssen, um Baumaterial für neue Maschinen zu haben. Deshalb dokumentiert Benedettelli jedes seiner Projekte mit dem Lego-Konstruktionsprogramm LDRAW. Diese Software zum Erstellen von 3D-Modellen haben Lego-Fans für alle Bastler gebaut, die ihre Modelle mit virtuellen Steinen platz- und kostensparend verewigen wollen.
Der mechanische Computer vom Apple-Programmierer
Tagsüber programmiert Andrew Carol bei Apple, zurzeit verbessert der 43-Jährige die integrierte Suchfunktion "Spotlight" des Mac-Betriebssystems. Berühmt ist er im Netz aber für seine Lego-Version einer Differenzmaschine geworden. Solche mechanischen Computer rechnen mit Zahnrädern und Kurbeln.
Blaise Pascal hat so eine Rechenmaschine schon 1642 entwickelt – die Pascaline konnte sechsstellige Zahlen addieren und subtrahieren. Im 19. Jahrhundert entwickelte der britische Mathematiker Charles Babbage die Idee weiter, konnte aber mangels Finanzierung nur einen Prototypen seines mechanischen Computers fertig stellen. Auf Papier entwarf er später Modelle, die sogar komplexe Gleichungen, sogenannte Polynome lösen können. Funktionen wie: f(x) = 2 x2 + 3 x + 5 zum Beispiel.
Solch eine Differenzmaschine hat Programmierer Carol nachgebaut. Sein Gerät ist zwar nicht so rechenstark wie Babbages Konstrukte. Allerdings besteht Carols Maschine ausschließlich aus Lego-Elementen. Der einzige Zusatz: Das Papier, auf dem die angezeigten Zahlen stehen.
Seit 18 Jahren tüftelt Carol schon an Lego-Entwürfen. Begonnen hat er damit, als er mit 25 dem Sohn eines Freundes einen Lego-Hubschrauber schenkte und dabei entdeckte, dass ihn die neuen Bausätze selbst interessieren. Carols erstes Lego-Projekt: Ein Auto aus Lego-Technik mit einer Automatik-Schaltung, die bei Bergauf-Fahrten in niedrigere Gänge wechselt. Carol nennt Lego nicht nur eine "kreative Herausforderung", sondern auch "eine Erlaubnis, um als Erwachsener zu spielen".
Der kriechende Roboter aus Freiburg
Seit 1998 der erste programmierbare Lego-Baukasten erschienen ist, entwirft der Freiburger Mathematiker und Programmierer Matthias Paul Scholz (40) wieder Lego-Konstruktionen. Er schreibt beim bekanntesten US-Blog zum Mindstorms-NXT-System mit, betreut dessen deutsche Version allein. Scholz hat ein Buch veröffentlicht, das Lego-Bastler anleitet, aus Plänen Leonardo da Vincis (Flugmaschine, Katapult) programmierbare Lego-Modelle zu bauen.
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Besonders stolz ist er auf seine Lego-Schnecke: Die Idee hatte Scholz, als er von einem schneckenartigen Nasa-Roboter las, der an Wänden hoch und sogar an Decken entlang kriechen soll. Das schafft die Lego-Schnecke noch nicht. Aber sie ahmt mit den Lego-Mitteln ziemlich gut das Kriechen nach – eine Lego-Schöpfungen sonst sehr fremde Fortbewegungsart.
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