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#11 Programmieren ist ein Kinderspiel – das “Open Roberta” Projekt von Fraunhofer IAIS und Google
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#11 Programmieren ist ein Kinderspiel – das “Open Roberta” Projekt von Fraunhofer IAIS und Google

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Es war einmal der Berufswunsch Prinzessin – vielleicht lag es schlichtweg an der „Mangelware Prinz“, dass sich Sophie Charlotte Keunecke im Erwachsenenalter von dem einstigen Karriereziel verabschiedete. Oder aber daran, „dass es noch viel mehr auf der Welt zu entdecken gibt“, wie die Mechatronik- und Robotik-Studentin heute sagt.

Nicht nur mit ihrer Studienwahl trägt sie dazu bei, dass inzwischen rund 34 Prozent der MINT-Studierenden im ersten Fachsemester weiblich sind. Sophie Charlotte Keunecke vermittelt auch als „Roberta-Botschafterin“ Programmierkenntnisse an Schüler:innen. Insbesondere Mädchen will sie mithilfe der Open-Source-Programmierplattform „Open Roberta“ beweisen: Wenn ich es kann, kannst du es auch.

Mithilfe einer wachsenden Zahl an Lehrkräften und Roberta-Botschafter:innen wie Sophie Charlotte Keunecke oder dem Bildungs-YouTuber Daniel Jung fördert die Roberta-Initiative des Fraunhofer-Instituts für Intelligente Analyse- und Informationssysteme IAIS seit 19 Jahren digitale Bildung. Mehr als 3.000 Roberta-Teacher, die in Robotik- und Programmierkursen von Roberta-Coaches weitergebildet und zertifiziert wurden, unterrichten an Deutschlands Schulen. Mit Unterstützung von Google.org startete die Initiative zudem 2013 das „Open Roberta Lab“: Eine Programmierplattform, auf der neben Sophie-Charlotte Keunecke inzwischen Millionen Menschen aus mehr als 120 Ländern mit der visuellen Programmiersprache NEPO per „drag and drop“ Robotik-Systeme und Mikrocontroller programmieren.

„Wir bieten Kindern und Erwachsenen weltweit die Möglichkeit, spielerisch ins Programmieren einzusteigen. Dafür entwickeln wir unsere Plattform Open Source und unter hohen Datenschutzstandards“, erklärt Open-Roberta-Entwicklerin Beate Jost. Nutzer:innen können auf dem PC, Smartphone oder Tablet im Browser ihre Programme mit den NEPO-Programmierblöcken zusammenstellen, die Einstiegshürden werden auf ein Minimum reduziert. „Das Drag-and-Drop-Prinzip unserer Programmiersprache vermeidet zum Beispiel Syntaxfehler, die in textbasierten Programmiersprachen bei Neulingen für Frust sorgen können. Werden logische Programmierfehler gemacht, sorgt am besten das Verhalten des Roboters selbst oder unser Debugger-Modus dafür, dass Unstimmigkeiten schnell gefunden werden. Wer keinen Roboter zum Programmieren hat, kann einfach die Simulation nutzen, um Programme auf virtuellen Robotern oder Mikrocontrollern zu testen.“

Ergänzt wird Open Roberta durch ein gendergerechtes Lern- und Lehrkonzept, das die Fraunhofer-Wissenschaftler:innen mit dem Ziel entwickelt haben, insbesondere Mädchen und junge Frauen für Technik zu begeistern. „Wir setzen auf fachübergreifende Themen, die sowohl Mädchen als auch Jungen ansprechen“, sagt Beate Jost. So werden in Unterrichtsmaterialien für Roberta-Kurse etwa Beispiele aus der Tierwelt, dem eigenen Alltag oder der Raumfahrt eingebunden, die anhand von Robotern nachprogrammiert werden können. 

Mit zwölf Jahren besuchte Sophie Charlotte Keunecke das erste Mal einen Roberta-Kurs an ihrer damaligen Schule in Duisburg. „Das erste Mal, als ich einen Roboter programmiert habe, war für mich ein beeindruckender Moment“, sagt sie. „Ich hätte nicht gedacht, dass ich das kann, aber plötzlich bewegt er sich und macht genau das, was ich möchte.“ Wenige Jahre später wurde sie selbst Tutorin und gibt inzwischen u. a. mithilfe von Open Roberta ihr Wissen an eine jüngere Generation weiter. „Es ist einfach, es ist bunt und verständlich“, sagt die Mechatronik-Studentin über die Plattform, mit deren Hilfe sie anhand schneller Erfolgserlebnisse vor allem Mädchen mehr digitales Selbstbewusstsein geben will – „denn meistens sind es die Mädchen, die sich abschrecken lassen.“


Du kannst nicht sein, was du nicht siehst 

Mehr weiblichen Nachwuchs zu erreichen, ist weiterhin zentrales Anliegen der Roberta-Initiative bei der Weiterentwicklung des Kurs-Konzepts und der Plattform. In einer jährlichen Evaluation des Fraunhofer IAIS gaben Roberta-Teacher zuletzt an, dass rund 41 Prozent ihrer Roberta-Kursteilnehmenden weiblich seien. Dennoch ist der Weg zu mehr Vielfalt im IT-Sektor noch weit: So liegt der Frauenanteil in der deutschen IT-Branche einer Studie des „eco — Verbands der Internetwirtschaft“ zufolge bei etwa 16 Prozent. 

„Gründe für die Ungleichheit gibt es viele – einer ist nach wie vor der Mangel an weiblichen Vorbildern“, sagt Dr. Carmen Köhler, Analog-Astronautin und Referentin für digitale Bildung am Fraunhofer IAIS. So war bislang zum Beispiel neben elf Männern aus Deutschland noch keine einzige deutsche Frau im Weltall. Als Unterstützerin der Stiftung „erste deutsche Astronautin“ ist es deshalb Carmen Köhlers Ziel, eine der zwei Astronautin-Trainees Dr. Suzanna Randall und Dr. Insa Thiele-Eich als erste deutsche Frau ins Weltall zu bringen und so mehr Sichtbarkeit für weibliche Vorbilder zu schaffen. 

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Für das gemeinsame Ziel, mehr Mädchen für MINT-Fächer zu begeistern, riefen die Roberta-Initiative und die Stiftung erste deutsche Astronautin mit Unterstützung von Google.org und der Google Zukunftswerkstatt in 2020 den Grundschulwettbewerb Code4Space ins Leben: Kinder erhielten die Chance, eine Programmieridee zu entwickeln, von denen die Beste auf die Internationale Raumstation (ISS) geschickt und dort von einer Astronautin ausgeführt wird. Eine Teilnahme war an die Bedingung geknüpft, dass mindestens 50 Prozent der Teammitglieder:innen Mädchen waren.

Rund 50 Teams reichten trotz Lockdown – ob aus dem Klassenzimmer oder von zu Hause aus – eine Programmieridee mit Open Roberta und dem Mikrocontroller Calliope mini ein. Nachdem die Top-3-Gruppen ihre Ideen vor dem Code4Space-Team pitchen durften, entschieden die Schweizer „Astronuts“ aus Willisau mit ihrem Space-Bounce-Ball das Rennen für sich. Ihr Wurfexperiment für die Schwerelosigkeit wird aktuell für den Flug auf die ISS vorbereitet und im Frühjahr 2022 an Bord des Weltraumlabors ausgeführt. 

„Mit Code4Space, Roberta und dem Astronautinnen-Team können wir insbesondere Mädchen zeigen, welche Möglichkeiten ihnen das Programmieren und weitere technische Kompetenzen eröffnen“, sagt Carmen Köhler. Sie könnten buchstäblich nach den Sternen greifen. „Es ist egal, ob du ein Junge oder ein Mädchen bist“, findet auch Roberta-Botschafterin Sophie Charlotte Keunecke, „was zählt ist, was du erreichen willst und wie viel du dafür tust.“ 

Ganz ohne Prinz.


Ein Porträtfoto von Anika Lampe

Kommentar von Anika Lampe, Government Affairs & Public Policy Senior Analyst, begleitet das Roberta Projekt seit 2013:

Wo immer Roberta auftaucht, wird sie mit einem verzückten “Awww” begrüßt – mit ihren Infrarot-Augen lächelt sie alle an und lenkt jede Aufmerksamkeit auf sich. Dieser Laut wandelt sich in ein langes, erkenntnisreiches “Aaaahhh!”, sobald man es geschafft hat, sie mit den richtigen Programmierblöcken in Bewegung zu setzen. Seit 2012 unterstützt Google.org mit finanzieller Förderung die Roberta Initiative dabei, junge Menschen, insbesondere Mädchen und junge Frauen, für digitale Technologien und Programmieren zu begeistern. In dieser Zeit durfte ich im Rahmen von zahlreichen Veranstaltungen und in gemeinsamen Projekten diesen Moment der Erkenntnis und die Begeisterung, die er bei Jung und Alt auslöst, beobachten. Erlebnisse, die bis heute zu meinen Highlights bei Google zählen. 

Als das Team vom Fraunhofer IAIS 2013 mit der Idee auf uns zukam, eine Cloud-basierte, universelle Programmierplattform zu entwickeln, waren wir sofort begeistert. Das würde den Einstieg in die Programmierung und die Robotik noch einfacher zugänglich zu machen. Dass wir unser Engagement für die Förderung von Informatik in Bildung und Ausbildung mit diesem Projekt auf eine noch breitere Basis stellen und konnten, ist nicht zuletzt auch dem Einsatz vieler Kolleg:innen zu verdanken. Für Wieland Holfelder, Entwicklungschef Google Deutschland und Leiter des Münchner Entwicklungszentrums, ist die Roberta Initiative seit Anbeginn ein Herzensprojekt. Stefan Sauer, seit 10 Jahren Software Engineer bei Google, unterstützt ehrenamtlich in seiner Freizeit die Entwicklung der Open Roberta Plattform und hat als Roberta Teacher schon viele Kinder und Jugendliche in die Welt der Programmierung eingeführt. Sabine Frank, zum Beginn der Zusammenarbeit mit Fraunhofer IAIS Leiterin Jugendschutz und Medienkompetenz bei Google Deutschland, hat entscheidend dazu beigetragen, dass über Kooperationen mit den Bildungsministerien der Länder im Rahmen der Google Zukunftswerkstatt über 500 Lehrkräfte an kostenlosen Open-Roberta-Schulungen teilnehmen konnten. 

Drei Fotos von Dr. Wieland Holfelder, Sabine Frank und Stefan Sauer

v.l.n.r.: Dr. Wieland Holfelder, Sabine Frank und Stefan Sauer

Dass die kleine Roberta heute ein weltweiter Star mit hunderttausenden Nutzer:innen im Open Roberta Lab von Argentinien über Italien bis Japan ist und in der App Nepo Missions und im Projekt Code4Space auch den Weltraum erobert, ist ein sensationeller Erfolg, den wir uns besser nicht hätten wünschen können als wir vor vielen Jahren auf die gemeinsame Reise gegangen sind. Bevor ich zu Google kam, habe ich als freiberufliche Medienpädagogin selbst junge Menschen und Lehrkräfte für den kritischen, aber vor allem auch den gestalterisch-kreativen Umgang mit digitalen Medien befähigt. Es hat mich ganz besonders gefreut, diese Mission bei Google durch die Zusammenarbeit mit der Roberta Initiative fortführen zu können. Vielen Dank an das engagierte und kreative Team des Fraunhofer IAIS und alles Gute für deine weiteren Abenteuer kleine Roberta.