© Dmytro / 123RF.com

Andrea Herold und Marc Tobias gaben der vom Fraunhofer-Institut IAIS angeschobenen Bildungsinitiative Open Roberta eine neue Heimat. Im Interview spricht Andrea Herold über das Projekt, die neue gemeinnützige GmbH und Zukunftspläne.

Mit dem Open Roberta Lab entwickeln weltweit mehrere Millionen Schüler und Erwachsene eigene Roboter. Die grafische Entwicklungsumgebung ist jedoch nur ein kleiner Teil einer größeren Bildungsinitiative namens Roberta.

Genau die befindet sich gerade im Umbruch: Das bislang federführende Fraunhofer-Institut IAIS legt es in die Hände eines neu gegründeten gemeinnützigen Unternehmens von Andrea Herold und Marc Tobias. Beide haben bereits für das IAIS an und mit Roberta gearbeitet und kennen das Projekt folglich in- und auswendig. Mit Andrea Herold konnten wir ausführlich über die Vergangenheit, die Gegenwart und die Zukunft sprechen, denn das Team hat noch viel vor.

Über Andrea Herold

“Wer sagt, dass Fehler Fehler sind? Für mich sind sie der beste Treibstoff für Begeisterung und noch mehr Neugier.”

Quelle: Andrea Herold

Nach fast 20 Jahren Systemsoftwareentwicklung und 15 Jahren Roberta-Praxis, davon über sechs Jahre am Fraunhofer IAIS mit Forschung zu innovativer Didaktik, weiß die Informatikerin Andrea Herold genau, wo Zukunft beginnt: bei Neugier, beim Ausprobieren – und darin, Fehler als Impulse für Neues zu nutzen.

Linux-Magazin: Das Open-Roberta-Projekt ist jetzt rund 25 Jahre alt. Was hat sich im Laufe der Jahre verändert? Vermutlich mussten Sie sich mehrfach auf andere technische und didaktische Konzepte einlassen?

Andrea Herold: Ausgangspunkt bildet die BMBF-Initiative Roberta des Fraunhofer IAIS. Unser Ziel war von Beginn an die spielerische Begeisterung von Mädchen und jungen Frauen für MINT. Der didaktische Ansatz setzt konsequent auf Handlungsorientierung: Roboter dienen uns als konkrete Objekte, um Technologie direkt zu erleben, zu begreifen und aktiv mitzugestalten.

Der größte technische Wandel war 2014 der Schritt zum Open Roberta Lab: Aus einzelnen installierten Robotik-Umgebungen wurde eine frei verfügbare, browserbasierte und offene Programmierplattform. Programme können heute direkt im Browser erstellt, simuliert, gespeichert, geteilt und auf unterschiedliche Bots und Boards übertragen werden. Der Durchbruch in der breiten Nutzung kam dann während der Corona-Zeit. Bei fehlender physischer Hardware konnten Lehrkräfte und Lernende über die integrierte Simulation trotzdem programmieren, testen und experimentieren. Seitdem verzeichnen wir jährlich rund eine Million Sitzungen aus Deutschland und etwa vier Millionen weltweit.

Technisch und didaktisch hat sich Roberta seit ihren Anfängen stark weiterentwickelt: von einem einzelnen Robotikbaukasten hin zu einer hardwareoffenen Plattform mit Calliope mini, Micro:bit, mBot, Lego- und Fischertechnik-Systemen sowie Bezügen zu Sensorik, Umweltbildung, KI und künftig stärker auch Industrierobotik. Zugleich geht es um einen durchgängigen Lernpfad: visuelle Programmierung mit NEPO, Simulation, Quellcodeansicht und Quellcodeeditor, Debugging, didaktische Materialien und zunehmend KI-Themen wie erklärbare neuronale Netze.

Im Mittelpunkt stehen informatisches Denken, systematische Problemlösungsprozesse und das schrittweise Verbessern eigener Lösungen.

Also, die Grundidee bleibt stabil: Junge Menschen erleben MINT und Informatik motivierend und verständlich. Gleichzeitig entwickelt sich Roberta technisch und didaktisch fortlaufend weiter. Kurz gesagt: Roberta lebt und bleibt am Puls der Zeit.

Abbildung 1: Das Open Roberta Lab nutzt eine grafische Programmierung, bei der die Kinder aus Aktionsblöcken ein Ablaufdiagramm zusammenklicken.

LM: Warum ist Open Roberta heutzutage noch notwendig? Beispielsweise bieten die Lego-Baukästen ebenfalls eine blockbasierte Programmierung per App.

Andrea Herold: Das Open Roberta Lab ist heute gerade deshalb wichtig, weil es nicht nur um den Einstieg in ein einzelnes Robotiksystem geht. Hersteller-Apps sind für ihre jeweiligen Produkte gut gemacht. Das Open Roberta Lab löst gleichzeitig weitere Probleme: Schulen brauchen ein konsistentes, offenes Lernsystem, das mit vorhandener Hardware funktioniert, über Klassenstufen hinweg tragfähig ist und informatisches Denken vermittelt – nicht nur Gerätesteuerung.

In der Praxis ist das entscheidend, weil Schulen unterschiedlich ausgestattet sind. Die eine hat Lego, die andere Calliope mini oder Micro:bit, wieder andere nutzen Fischertechnik, mBot, Arduino-nahe Systeme oder Sensorikprojekte. Mit dem Open Roberta Lab können sie trotzdem auf einer gemeinsamen didaktischen Grundlage arbeiten. Lehrkräfte müssen also nicht für jedes Hardwaresystem neu anfangen, sondern können Kompetenzen Schritt für Schritt aufbauen und auf verschiedene Systeme übertragen.

Roberta vermittelt MINT-Zusammenhänge über Coding und Robotik: Lernende setzen sich mit einer konkreten Aufgabenstellung auseinander, entwickeln eine Idee, programmieren, testen, finden Fehler und verbessern ihre Lösung schrittweise. Dadurch wird Programmieren zu einem Werkzeug, um Probleme zu lösen, technische Zusammenhänge zu verstehen und auch komplexere Themen niedrigschwellig erfahrbar zu machen.

Hinzu kommen Punkte, die für Schulen wie auch außerschulische Lernorte wichtiger werden: Das Open Roberta Lab ist frei zugänglich, Open Source, herstellerunabhängig, datensparsam und frei von einer Registrierungspflicht. Damit stärkt es Wahlfreiheit, Datenschutz und technologische Souveränität – und macht digitale Bildung auch dort möglich, wo Budgets oder IT-Strukturen begrenzt sind.

Kurz gesagt: Roberta mit dem Open Roberta Lab ist keine Konkurrenz zu Hersteller-Apps, sondern ein offenes Lernökosystem, das verschiedene Systeme, Materialien und didaktische Zugänge verbindet. Genau deshalb ist es auch heute notwendig.

LM: Warum ist beziehungsweise war es Ihnen wichtig, das System unter Open-Source-Lizenzen zu veröffentlichen?

Andrea Herold: Open Source hilft uns, digitale Bildung in die Breite zu tragen. Das Open Roberta Lab ist offen und nachvollziehbar, kann weiterentwickelt und an unterschiedliche Bildungs- und Nutzungskontexte angepasst werden. Gerade im schulischen Umfeld schafft das Vertrauen und senkt Hürden.

So verstehen wir Roberta: Open bedeutet für uns nicht nur offener Code. Schulen können je nach Ausstattung, Bedarf und Lernziel wählen, kombinieren und erweitern. Roberta lebt davon, dass unterschiedliche Perspektiven zusammenkommen: aus Unterrichtspraxis, Forschung, technischer Entwicklung und Hardwareintegration. Gemeinsam mit Netzwerkakteuren, Hochschulen, Partnern, Lehrkräften, Entwicklern sowie Entwicklerinnen und Hardwareherstellern kann Roberta weiterwachsen. Beiträge aus der Praxis fließen in ein neutrales System zurück, damit Roberta langfristig aktuell, stabil und wirksam bleibt.

LM: In diesem Zusammenhang: Bekamen und bekommen Sie viel Unterstützung aus der Open-Source-Szene? Oder bringen sich eher Lehrer aktiv in die Entwicklung ein?

Andrea Herold: Zu Beginn gab es durchaus Unterstützung aus der Open-Source-Szene. In den letzten Jahren ist das durch die organisatorische Umstellung etwas in den Hintergrund getreten – das wollen wir nun wieder aktiver angehen.

Neben der klassischen Entwickler- und Entwicklerinnen-Community, geht es ebenso um die Community der Nutzenden, insbesondere Lehrkräfte und pädagogische Fachkräfte. Im schulischen Kontext passt für uns der Gedanke “von Lehrkräften für Lehrkräfte” gut: Erfahrungen, Materialien und Ideen aus der Praxis fließen systematisch in Roberta zurück und wirken anschließend wieder in die Breite.

Wir sehen in der Praxis, wie intuitiv das Open Roberta Lab funktioniert und wie Lehrkräfte damit Lehrplanvorgaben in konkrete Unterrichtsideen übertragen und ihren Unterricht bereichern können. Genau das macht Roberta aus und ist unser USP: ein niedrigschwelliger Einstieg, der im Schulalltag funktioniert. Gleichzeitig wünschen wir uns ein Bewusstsein dafür, dass diese offene Infrastruktur verlässlich betrieben, kontinuierlich weiterentwickelt und mit gutem Support begleitet werden muss.

LM: Ihr Projekt soll insbesondere auch Mädchen für die Technik und die Robotik begeistern. Hat sich das im Lauf der Zeit gewandelt oder sehen Sie hier weiterhin Förderbedarf?

Andrea Herold: Von einer ausgewogenen Beteiligung in vielen MINT-Fächern und technischen Berufen sind wir noch ein gutes Stück entfernt. Gleichzeitig hat sich viel bewegt: MINT-Initiativen zeigen Wirkung, aber es liegt weiterhin ein Weg vor uns.

Daher sehen wir weiterhin Bedarf bei der gezielten Ansprache von Mädchen und jungen Frauen – insbesondere mit Blick auf Berufsorientierung und darauf, festgefahrene Denkstrukturen aufzulösen. Darüber hinaus geht es darum, Zugänge zu schaffen und Hürden abzubauen. Kinder und Jugendliche mit unterschiedlichen sozialen Hintergründen, Vorerfahrungen und Zugangsvoraussetzungen rücken dabei ebenso in den Blick.

Wichtig ist uns eine zusammenführende Förderung: Wie überall braucht es auch hier verschiedene Blickwinkel. Der Austausch unterschiedlicher Erfahrungen, Hintergründe und Zugänge bereichert MINT-Bildung. Gemeinsam erleben, dass MINT vom Tun, Ausprobieren und Gestalten lebt. Genau daraus entsteht Begeisterung.

Abbildung 1: Das Roberta-Projekt stellt einen äußerst umfangreichen Katalog mit hochwertigen Lehrmaterialien bereit, die in der Regel das Open Roberta Lab voraussetzen beziehungsweise einspannen.

LM: Das Open Roberta Lab spricht ganz verschiedene Altersgruppen an. Was ist ihrer Meinung nach das perfekte Mindestalter, um mit dem Lab zu starten? Und ab welchem Alter sollten Lehrer schließlich zu herkömmlichen Programmiersprachen wechseln?

Andrea Herold: Perfekt ist ein großes Wort. Selbst im Kindergarten können Kinder grundsätzlich mit Roberta interagieren – etwa über spielerische, analoge oder Offline-Formate. Aus unserer Erfahrung passt der Einstieg in Medienkompetenz, Coding und Robotik eher ab der dritten Klasse. Unsere Kernzielgruppe liegt genau in dem Rahmen zwischen Klasse 3 und 8.

Braucht es überhaupt noch herkömmliche Programmiersprachen? Und was verändert KI? Aus unserer Sicht verschiebt sich hier gerade der Fokus. Mit dem Open Roberta Lab wollen wir Grundkompetenzen anlegen. In Form der Quellcodeansicht und des Quellcodeeditors ist das Vertrautwerden mit textbasierter Programmierung und der Wechsel dorthin bereits im Lab integriert. Gleichzeitig werden Speech-to-Code und KI künftig viele Programmierarbeiten verändern. Es geht daher weniger darum, einzelne Anweisungen einer Programmiersprache im Detail zu kennen. Wichtiger wird das informatische Denken selbst: Aufgaben verstehen, in Teilaufgaben zerlegen, Handlungen eindeutig beschreiben, Abläufe strukturieren, testen, Fehler analysieren und Lösungen verbessern.

Genau das erfahren Nutzende mit Roberta im Open Roberta Lab. Die visuellen Programmblöcke unterstützen dabei, Programmierlogik sichtbar und begreifbar zu machen: Anweisungen, Bedingungen, Schleifen oder Sensorabfragen werden als einzelne Blöcke verschiedener Kategorien eingeführt, die sich zu einer Lösung zusammensetzen. Die Lernpfade sind wie ein roter Faden angelegt – vom niedrigschwelligen Einstieg mit visueller Programmierung über rasche, sichtbare Ergebnisse bis hin zu komplexeren Aufgaben, textbasierter Programmierung, erklärbaren neuronalen Netzen und perspektivisch auch Anwendungen wie Industrierobotik.

LM: Im Open Roberta Lab kann man auch neuronale Netze erstellen, was allerdings entsprechendes Wissen voraussetzt. Ab welcher Schulklasse empfehlen Sie die Beschäftigung mit neuronalen Netzen und wie sollten Lehrer dabei vorgehen beziehungsweise das notwendige Wissen aufbauen?

Andrea Herold: Das Thema klingt im ersten Moment nach schwerer Mathematik. Genau deshalb setzen wir im Open Roberta Lab auf xNN, also auf erklärbare neuronale Netze. Damit wollen wir KI sichtbar und nachvollziehbar machen. Als Startpunkt empfehlen wir etwa die siebte Klasse. Dann bringen Schüler und Schülerinnen in der Regel das nötige Vorwissen zu Dezimalzahlen mit, die bei Gewichten oder Aktivierungswerten eine Rolle spielen. Getreu dem Roberta-Ansatz wird die Technologie in ihre wichtigen Elemente zerlegt, benannt, sichtbar und gestaltbar gemacht: Eingabe- und Ausgabeneuronen, Verbindungen, Gewichte, Bias, Aktivierungsfunktionen und später auch verborgene Schichten.

Unsere Empfehlung für Lehrkräfte: Der Einstieg muss nicht mit Theorie beginnen. Man kann mit einem sehr einfachen visuellen Netz starten: ein Eingabewert, ein Ausgabewert – und die Frage: Was passiert, wenn ich etwas verändere? Wenn Lernende Parameter justieren, sehen sie die Auswirkungen unmittelbar – in der Simulation oder direkt im Verhalten des Roboters. Danach wächst die Komplexität stufenweise: erst weitere Elemente wie Gewichte, Bias oder eine verborgene Schicht, anschließend Datenarbeit. Dann werden Daten gesammelt, angeschaut, Muster erkannt und das Netz damit trainiert. So entstehen die zentralen Fragen fast von selbst: Ist das Ergebnis plausibel? Wo liegen die Grenzen? So erscheint KI nicht als Blackbox, sondern als gestaltbares System, das man untersuchen, bewerten und erklären kann.

LM: Sie stellen zahlreiche Lehrmaterialien bereit. Wie gehen Sie bei deren Erstellung vor und wie stellen Sie die Qualität der Lernmaterialien sicher? Testen Sie neue Übungen vor der Veröffentlichung vorab in der Praxis an Schulen?

Andrea Herold: Niemand hat Lust auf trockene Theorie. Deshalb folgen unsere Materialien dem Roberta-Prinzip: niedrigschwellig einsteigen, schnell ins Tun kommen und fachlich fundiert Wissen vermitteln. Ausgangspunkt sind fachübergreifende Aufgabenstellungen in einem greifbaren Kontext – etwa Alltag, Umwelt, Verkehr, Transport oder Naturphänomene. Informatische Konzepte werden dabei nicht abstrakt eingeführt, sondern als Werkzeuge, um konkrete Aufgaben zu lösen. Bei der Erstellung achten wir auf klare Lernziele, fachliche Richtigkeit, Kompetenzorientierung und Anschlussfähigkeit an Lehrpläne. Qualität sichern wir mithilfe von didaktischen Leitlinien, fachlicher Prüfung und Rückmeldungen aus der Praxis – etwa aus Pilot-Workshops, aus Schulprojekten und aus unserem Netzwerk. Gleichzeitig verstehen wir Materialien nicht als einmal abgeschlossen. Sie wachsen agil weiter: ausprobieren, Feedback aufnehmen, verbessern.

Dieses Prinzip wollen wir künftig weiter professionalisieren – mit klaren didaktischen Leitlinien, Roberta als Leitfigur und perspektivisch einem Qualitätslabel für Roberta-Materialien. Neben eigenen Materialien sollen auch geprüfte Beiträge aus dem Netzwerk einfließen.

LM: Gibt es Untersuchungen, wie effektiv die Schüler mit Open Roberta neues Wissen lernen? Bleibt beispielsweise beim praktischen Lernen mit Open Roberta mehr Wissen hängen?

Andrea Herold: Didaktisch ist unser Ansatz sehr gut begründet: Praktisches Lernen macht abstrakte Abläufe sichtbar. Kinder und Jugendliche erleben im Open Roberta Lab – insbesondere in Kombination mit einem Hardwaresystem oder einer Simulation – unmittelbar, was ihr Code bewirkt: Ein Roboter bewegt sich, stoppt, reagiert auf Sensorwerte oder verändert sein Verhalten. Das macht Informatik greifbar.

Gleichzeitig ist es ein bewusstes Qualitätsmerkmal des Open Roberta Lab, datensparsam zu arbeiten. Wir sehen allgemeine Nutzungsindikatoren, aber keine Bewegungs- oder individuellen Lernverläufe.

Für belastbare Aussagen zu Lernverläufen setzen wir auf Begleitstudien gemeinsam mit Schulen und Forschungspartnern – ein anschauliches Beispiel dafür ist das aktuelle CoM-MIT-Forschungsprojekt, bei dem wir genau diesen Weg gehen.

LM: Wie erleben Sie die Vorbildung der Lehrkräfte, die zu Ihnen kommen? Interessieren sich auch Lehrkräfte für das System, die nicht aus den naturwissenschaftlichen Fächern kommen?

Andrea Herold: In unseren Schulungen begrüßen wir Pädagoginnen und Pädagogen aus allen Fachrichtungen – von der Grundschule über Sprachen, Kunst und Musik bis hin zu den MINT-Fächern. Diese Mischung ist spannend: Einige bringen technische Erfahrung mit, während andere mit einer wunderbaren Offenheit starten. Beide Perspektiven sind gleichermaßen wertvoll.

Wir bieten einen praxisnahen Einstieg in das Open Roberta Lab, in unsere visuelle Programmiersprache NEPO sowie in den Umgang mit Robotern und Mikrocontrollern. Dabei fokussieren wir uns gezielt auf die direkte Umsetzung im Unterricht. Da wir digitale Bildung konsequent fachübergreifend denken, gibt es für uns per se keine fachfremden Lehrkräfte. Jede Disziplin bereichert das Konzept.

Der persönliche Austausch mit unseren erfahrenen Roberta-Coaches und den anderen Teilnehmenden lässt direkt konkrete Ideen entstehen. Genau dieser mühelose Transfer in die eigene Schulpraxis bildet den zentralen Mehrwert unseres Angebots.

LM: Die von Ihnen und Marc Tobias gegründete Roberta Education gGmbH übernimmt das Open-Roberta-Projekt und führt es weiter. Wie kam es zu dieser Ausgründung? Hatte das IAIS kein Interesse mehr an dem Projekt?

Andrea Herold: Die Ausgründung ist kein Zeichen für nachlassendes Interesse des IAIS, sondern ein konsequenter Transferschritt. Fraunhofer ist eine Forschungseinrichtung; Kern der Mission ist es, Wissen und Technologien zu entwickeln und in Wirtschaft und Gesellschaft zu transferieren. Über viele Jahre wurden Roberta und das Open Roberta Lab bei Fraunhofer als Forschungs- und Transferprojekt fachlich, technisch und didaktisch aufgebaut, erprobt und in die Praxis gebracht – mit über 7500 geschulten Lehrkräften sowie einem Netzwerk aus RobertaRegioZentren (RRZ) und Open Roberta Coding Hubs.

Nun ist es Zeit, Roberta systematisch in Deutschland zu etablieren. Dafür braucht es eine gemeinnützige operative Struktur außerhalb der Fraunhofer-Gesellschaft, die nah am laufenden Betrieb, an Schulen, Partnern, Förderern und der Community arbeiten kann. Das IAIS hat weiterhin Interesse an KI und Bildung; an diesen Schnittstellen werden wir weiter zusammenarbeiten. Die Ausgründung ist also kein Bruch, sondern eröffnet neue Chancen.

LM: Welche Aufgaben übernimmt die gemeinnützige GmbH und welche verbleiben beim IAIS?

Andrea Herold: Die Roberta Education gGmbH übernimmt künftig die Verantwortung für die Weiterführung von Roberta – einschließlich der Aktivitäten rund um das Open Roberta Lab, Materialien, Qualifizierungen, Netzwerkstrukturen, Kooperationen, Partner und entsprechenden Lizenzen. Das Fraunhofer IAIS bleibt der Ursprung von Roberta und ein wichtiger fachlicher Bezugspunkt, insbesondere an den Schnittstellen von KI und neuen Technologien.

LM: Sie haben eine gemeinnützige GmbH gegründet – wie finanzieren Sie den Betrieb? Setzen Sie hier maßgeblich auf Spenden?

Andrea Herold: Wir haben uns bewusst für die gemeinnützige Struktur entschieden, weil sie zur Vision von Roberta passt: gemeinsam Lösungen für digitale Bildung zu gestalten. Die Finanzierung wird dabei auf mehreren Säulen stehen:

• klassische Fördermittel durch Ministerien,
• Förderung durch Stiftungen,
• CSR-Beiträge und Spenden durch Unternehmen sowie Privatpersonen,
• Dienstleistungen für Hardware-Hersteller im Open Roberta Lab,
• Dienstleistungen für Unternehmen, etwa um ihr Employer Branding zu stärken und ihre Talent-Pipeline früh zu füllen,
• perspektivisch ein Abo-Modell für ergänzende Nutzungsservices für Lehrkräfte.

Das Open Roberta Lab bleibt mit seinen Funktionen weiterhin Open Source. Gleichzeitig wollen wir die Nutzung und den Support verbessern, zum Beispiel durch einen KI-Assistenten, der Lehrkräfte individuell dabei unterstützt, Unterrichtsstunden oder Projekttage mit Roberta vorzubereiten und abzuhalten.

Unser Ziel ist es, eine Allianz für Roberta zu schaffen, in der Unternehmen, Stiftungen und öffentliche Institutionen gleichermaßen Verantwortung für eine offene digitale Bildungsinfrastruktur übernehmen.

LM: Bislang hat das Fraunhofer IAIS Schulungen für Lehrkräfte angeboten. Wie wird es mit diesen weitergehen?

Andrea Herold: Die Roberta-Weiterbildungsangebote bleiben zentral. Dafür bündeln wir die Arbeit der Roberta Education gGmbH mit unserem Netzwerk aus Coaches und regionalen Partnern, um deutschlandweit qualitätsgesicherte Fortbildungen kontinuierlich anzubieten.

LM: Das IAIS hostet derzeit noch das im Internet erreichbare Open Roberta Lab. Wird das so bleiben und bieten Sie diesen Dienst weiterhin kostenlos an?

Andrea Herold: Ja, das Open Roberta Lab bleibt weiterhin kostenlos zugänglich. Perspektivisch werden wir den Betrieb auf eine Open-Cloud-Lösung überführen, die in Deutschland gehostet und von einem deutschen Anbieter betrieben wird. Wichtig sind uns dabei Verfügbarkeit, Sicherheit, Datenschutz und Datensouveränität.

LM: Apropos Betrieb: Wie sieht die Infrastruktur in Ihrem Rechenzentrum aus, auf der das Open Roberta Lab läuft? Nutzen Sie beispielsweise einen Kubernetes-Cluster?

Andrea Herold: Entscheidend ist für uns jetzt ein stabiler, sicherer und wartbarer Betrieb. Dazu gehören reproduzierbare Deployments, Monitoring, Backups, saubere Release-Prozesse und die Fähigkeit, Nutzungsspitzen abzufangen. Ob dafür perspektivisch ein Wechsel auf eine neue Betriebsarchitektur notwendig oder sinnvoll ist, entscheiden wir entlang dieser Anforderungen. Unser Fokus liegt auf einer Lösung, die zuverlässig funktioniert und langfristig gut betrieben werden kann.

LM: Open Roberta ist zu einem recht komplexen System herangewachsen. Können Sie uns einen kurzen Überblick über die Architektur beziehungsweise die Komponenten des Systems geben?

Andrea Herold: Hinter dem Open Roberta Lab steht ein webbasiertes, modular aufgebautes Cloud-System. Die Architektur lässt sich im Wesentlichen in drei zentrale Komponenten gliedern:

Das Frontend, also die Benutzeroberfläche: Das Open Roberta Lab läuft direkt im Webbrowser. Dort arbeiten Nutzende mit der visuellen Programmiersprache NEPO, die auf Blockly basiert. Zur Oberfläche gehören außerdem Roboterkonfigurationen, Simulationen, Hilfefunktionen, eine Quellcodeansicht, ein Quellcodeeditor und bei xNN Funktionen zum Aufbau und Training erklärbarer neuronaler Netze.

Das Backend, also der Server: Im Zentrum steht der Open Roberta Server. Er verwaltet Benutzerkonten, Programme und Konfigurationen, stellt Schnittstellen für das Frontend, den Open Roberta Connector sowie netzwerkfähige Hardwaresysteme bereit und übernimmt eine zentrale Aufgabe: Er übersetzt die grafischen NEPO-Programme in passenden Quellcode für das jeweilige Zielsystem. Je nach Hardware wird dieser Code zusätzlich kompiliert oder für die Ausführung aufbereitet.

Die Konnektivität, also die Verbindung zu den Hardwaresystemen: Diese Ebene sorgt dafür, dass Programme auf Roboter oder Mikrocontroller übertragen werden können. Das geschieht je nach System über USB, WLAN, Bluetooth oder über spezielle Connector-Komponenten wie den Open Roberta Connector, der als Brücke zwischen Browser, Server und Hardware dient.

Ergänzt wird diese Struktur durch eine integrierte virtuelle Simulation. Damit lassen sich Programme direkt testen, auch wenn es keine physische Hardware gibt.

Die Architektur muss also zwei Anforderungen gleichzeitig erfüllen: Für einsteigende Nutzende soll alles einfach im Browser funktionieren. Gleichzeitig muss die Plattform im Hintergrund robust und erweiterbar genug sein, um viele unterschiedliche Hardwaresysteme – also Roboter und Boards –, Simulationen und künftig auch KI- oder Industrierobotik-Anwendungen anzubinden. Genau darin liegt die Stärke des Open Roberta Labs: Dieselbe didaktische Logik funktioniert über viele Zielsysteme hinweg.

LM: Wie organisieren Sie die Weiterentwicklung und wie stellen Sie die Qualität des Softwaresystems sicher? Wird sich hier zukünftig etwas an den Prozessen und Workflows ändern?

Andrea Herold: Aktuell liegt unser Fokus auf der Migration und darauf, den Betrieb des Open Roberta Lab stabil, sicher und wartbar für die nächste Phase aufzustellen. Das ist die Grundlage für alles Weitere. Parallel bleibt die Weiterentwicklung ein laufender Prozess. Neue Anforderungen entstehen aus der Praxis, aus Rückmeldungen von Lehrkräften, aus der Integration neuer Hardwaresysteme, aus Forschungsprojekten und aus Themen wie KI oder Simulation. Diese Impulse greifen wir schrittweise auf.

Mit der Roberta Education gGmbH wollen wir die Prozesse künftig klar strukturieren: mit nachvollziehbaren Prioritäten, saubereren Release-Prozessen, Dokumentation und einer guten Einbindung von Community-Beiträgen. Qualität heißt für uns dabei nicht nur technischer Code, sondern auch Stabilität in der Umsetzung, Verständlichkeit für Lehr- und Fachkräfte und ein verlässlicher pädagogischer Nutzen.

LM: In diesem Zusammenhang: Wird der Open Roberta Connector noch weiterentwickelt?

Andrea Herold: Ja, den Open Roberta Connector entwickeln wir weiter. Er bleibt eine bewährte Brückenkomponente für Systeme, die eine lokale Verbindung zwischen Webanwendung und Hardware benötigen. Moderne Webtechnologien eröffnen zwar neue Möglichkeiten für direkte Hardwarezugriffe. Gleichzeitig unterscheiden sich aber die verfügbaren Schnittstellen, Sicherheitsmodelle und Datenschutzanforderungen je nach technischer Umgebung. Auch diese Unterschiede müssen wir überbrücken.

Der lokale Connector sorgt in solchen Fällen für Verlässlichkeit: Er ermöglicht für bestimmte Hardwareklassen eine stabile Verbindung, unabhängig davon, welche Umgebung man einsetzt. Für uns zählt die Praxistauglichkeit. Das Verfahren muss für das jeweilige Hardwaresystem stabil, sicher, datenschutzfreundlich und plattformübergreifend funktionieren.

LM: Das Frontend OpenRobertaWeb nutzt einige Bibliotheken mit offenen Sicherheitslücken. Gehen Sie das noch einmal an, und wie sollten sich Nutzer verhalten, die das Open Roberta Lab auf eigenen Rechnern hosten möchten?

Andrea Herold: Wir prüfen und bewerten, ob die Lücken den produktiven Betrieb betreffen oder Build- und Entwicklungsabhängigkeiten.

Für eigene Installationen empfehlen wir drei einfache Schritte: Erstens sollten aktuelle Versionen genutzt und das eigene Repository regelmäßig auf dem neuesten Stand gehalten werden. Zweitens empfehlen wir den Betrieb in isolierten Umgebungen, zum Beispiel mit Docker, um das restliche Betriebssystem zu schützen. Drittens sollte der Server primär in einem geschützten Intranet betrieben werden. Öffentliche Zugriffe sollten nur mit HTTPS, restriktiven Firewall-Regeln und geeigneten Zugriffskontrollen erfolgen.

LM: Können Sie einen kurzen Ausblick geben: Wie sieht die weitere Entwicklung aus? Was planen Sie, um Open Roberta zukunftssicher zu machen?

Andrea Herold: Für die weitere Entwicklung betrachten wir insbesondere neue sprachbasierte und modellgestützte Technologien als relevantes Zukunftsfeld. Dabei geht es um die Frage, wie solche Ansätze in geschützten Lernumgebungen erprobt, didaktisch eingeordnet und perspektivisch in bestehende Bildungsangebote eingebunden werden können.

Im Fokus stehen dabei sowohl neue Formen der Interaktion als auch Möglichkeiten, komplexe technische Konzepte zugänglicher und reflektierbarer zu machen. Für entsprechende Entwicklungsschritte prüfen wir derzeit geeignete Finanzierungs- und Kooperationsmöglichkeiten.

LM: Frau Herold, vielen Dank für das ausführliche Gespräch! (csi)