RobOlympics 2015

Am 14.11.2015 fanden die RobOlympics 2015 in Rapperswil statt. Unser Nachwuchsteam nahm in der Disziplin MoveItOver teil.

Nach der einstündigen Zugfahrt kamen wir an der Hochschule Rapperswil an und besetzten unseren Tisch. Nach einer kurzen Rede des Prorektors ging es dann auch schon los. Nach der Homologation, einer kurzen Bestätigung der Schiedsrichter, dass unser Roboter regelkonform gebaut ist, machten wir einen Testlauf. Dieser zeigte, dass unser Roboter bereit für die erste Vorrunde war.

Unser Roboter funktionierte wie eine Art Gabelstapler, wobei wir an der Spitze des Roboters eine Schaufel angebracht hatten. Diese wurde gehoben, wenn der Touchsensor an der Front angab, dass der Roboter sich an der Barriere zum gegnerischen Spielfeld befand. Dieser Touchsensor funktionierte in der ersten Vorrunde nicht, was bedeutete, dass unser Roboter die Schaufel nicht hob. Zu unserem Glück war der gegnerische Roboter ziemlich schlecht gebaut. Dieser blieb an einer Wand hängen und verlor einige Teile, was zu einem 20:0 Sieg für uns führte.

Das Problem mit dem Touchsensor behoben wir danach rasch. Der Verlängerungsstift des Touchsensors war einfach nicht richtig positioniert gewesen, ein dummer Fehler, der eigentlich nicht hätte passieren dürfen. Die zweite Vorrunde gewannen wir souverän, und die dritte, die nach dem Mittag stattfand, auch. Somit waren wir nach den drei Vorrunden auf dem ersten Rang positioniert. Dadurch durften wir im Viertelfinal gegen die Achtplatzierten antreten. Die erste von drei Runden im Viertelfinalspiel haben wir gewonnen, die zweite wurde verschoben, weil das gegnerische Team den Akku aufladen musste.

Nachdem wir die zweite Runde auch gewonnen hatten und somit nach dem Best-of-Three System das Viertelfinal gewonnen hatten, standen wir im Halbfinal. Dieser folgte direkt nach der zweiten Runde und war unser spannendstes Duell. Doch schliesslich gewannen wir auch den Halbfinal mit 13:7 und 14:6.

Das Finale bestritten wir wieder direkt nach dem Halbfinal. Es war spannend, jedoch hatte der Gegner den Roboter so eingestellt, dass er sich nach 50 Sekunden anstatt nach 90 Sekunden abschaltete. So war unsere Programmierung deutlich besser. Wir wurden zum Sieger der Disziplin MoveItOver an den RobOlympics 2015 gekürt.

Mit einem breitem Lächeln im Gesicht und Kinogutscheinen als Preise machten wir uns auf den Heimweg zurück nach Chur. Es war ein langer, aber erfolgreicher Tag. Wir konnten viele neue Erfahrungen machen und spannende Gegnern mit vollkommen anderen Lösungsansätze kennen lernen.

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(v.l.n.r.: Gian Flurin Bearth, Andrea Däppen, Romario Jäger)

Oktober 2015, WM-Team: Nicht nur die Roboter kommunizieren

Das WM-Team hat sich Zusammengesetzt und sich so neue Designs und Verbesserungen ausgedacht. Wie bekannt, ist jeder Anfang schwer, doch unser WM-Team meistert dies mit Bravur, in dem sie zusammen an die Probleme rangehen.

Neue Boards

Schon letztes Jahr haben wir ein paar neue Boards designt. Dies kam uns sehr entgegen, da man auch so das Design des Roboters an sich besser anpassen konnte. Dieses Jahr versuchen wir noch mehr zu verändern, während die Mechanik versucht das meist Möglichste aus den Einschränkungen herauszuholen, ohne dabei die Regeln zu verletzen, versuchen wir in der Elektronik uns so gut wie es geht anzupassen. Unser momentaner Schwerpunkt liegt auf den Ballsensoren, welche mit neuen Komponenten bestückt werden und eine neue Form bekommen.

Verbesserung der Kommunikation

In diesem Monat haben wir nach dem vorangegangenen Planen mit dem eigentlichen Programmieren begonnen. Die grundlegenden Funktionen haben wir vom Programm des letzten Jahres übernommen. Zuerst haben wir die Ordnung im Programm verbessert um den Code ein wenig aufgeräumt und ersichtlicher zu gestalten. Dies wird das zukünftige Arbeiten deutlich erleichtern. Auch haben wir die Kommunikation zwischen den Robotern, die mittels Bluetooth funktioniert, überarbeitet, sodass sie nun zuverlässiger funktioniert und bei eventuellen Verbindungsunterbrüchen die Verbindung augenblicklich wieder herstellt. Zudem werden jetzt Warnungen gesendet, falls bei der Initiation der Roboter etwas schiefgehen sollte, sodass wir entsprechende Massnahmen treffen können. Da der Bot letztes Jahr nicht sehr präzise und gleichzeitig auch schnell fuhr, wollten wir dies nun verbessern. Da unsere ersten Versuche damit nicht zum gewünschten Ergebnis geführt hatten, werden wir etwas tiefer in den Code eingreifen müssen, um die Fehler zu beheben.

Eine dritte Ebene

Wir haben uns diesen Monat mit der Elektronik zusammen, vor allem auf das theoretische Designe festgelegt. Mit vielen Diskussionen wurden grundlegende Sachen verändert, welche wir nun versuchen in einem CAD wiederzugeben. Dabei darf nie das Gewicht ausser Acht gelassen werden. Eines der grössten Veränderungen, wird eine zusätzliche Platte dicht über den Rädern darstellen. Durch diese Platte, werden wir versuchen die Sensoren besser zu schützen und unserem Roboter einen besseren Halt zu bescheren. Das CAD wird momentan realisiert, damit man auf auftretende Fehler aufmerksam gemacht werden kann.

Oktober 2015, Challengeteam: Vom Trémaux’s Algorithmus zur 3D-Modellierung

Das Challengeteam bereitet sich intensiv für die nächsten Austrian Open vor. 

Trémaux’s Algorithm

Wir haben uns darauf konzentriert, uns Strategien zu überlegen. Wir planen, dieses Jahr das Labyrinth mit dem Roboter aufzuzeichnen und eine Karte zu erstellen, welches uns einen guten überblick vom Feld verschaffen kann. Dazu werden wir unsere Bewegungen mit einem Accelerometer aufzeichnen und mit den Werten der Encoder, mithilfe von Kalman-Filtering, vergleichen. Wir haben festgestellt, dass wir die uns bekannten Kompasssensoren dazu verwenden können. Dies wird uns, sobald wir unsere neu designeten Board besitzen, die Arbeit erleichtern, da wir uns nicht in neue Sensoren einarbeiten müssen. Mit der Karte des Labyrithes können wir dann einen einfachen Algorithmus (Trémaux’s Algorithm) anwenden, um sicherzustellen, dass wir überall durchfahren und keine Opfer verpassen.

Neues Board

Wir habe angefangen mit Eagle unser Board zusammenzustellen. Den Prozessor, den wir benutzen werden heisst ATSAM4E16E, denn er hat die benötigten Pins. Auf den Roboter kommen 6 Infrarotsensoren. Einen vorne, einen hinten und auf den Seiten je zwei. Mit dieser Technik können wir uns gut an der Wand ausrichten.Um die Wärmequellen zu finden und zu erkennen benutzen wir zwei Wärmesensoren, je einer beiden Seiten. Um die Technik des Algorithmus ausführen zu können, brauchen wir einen Kompass um uns orientieren zu können.

Erste Designs Ideen für den Roboter

Wir haben diesen Monat mit dem CAD begonnen. Diesmal haben wir zuerst die Motoren, Servos und die Drehscheibe für die Rescue-Kits konstruiert, da diese Komponenten schlussendlich die Grösse des Roboters bestimmen. Wir hatten ein paar Probleme beim erstellen der Baugruppe, da die Teile nicht zusammengefügt werden konnte, aus uns unbegreiflichen Gründen. Jedoch konnte diese wieder aufgehoben werden. Der nächste Schritt wird die Konstruktion der Hauptplatte und die Halterung des Servos darstellen.

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Ein kleiner Ausschnitt der Konstruktion im CAD.

September 2015, WM-Team: Frischer, östlicher Wind mit neuen Denkansätzen

Auch für unser WM-Team gab es grosse Veränderungen. Nebst den vielen neuen Eindrücken, welche wir in China sammeln konnten, hat ein Mitglied die Matura diesen Sommer erlangte, was dazu führte, dass das WM-Team zwei neue Schützlinge aufgenommen hat. Diese heisst es nun neun einzuarbeiten und ihnen unseres Wissen weiterzugeben. Damit sie es danach weiterführen können. 

Neustart mit gleicher Basis

Wir beginnen jedes Jahr nach dem Wettbewerb wieder insofern von Neuem, dass wir das Konzept des Roboters überdenken, aufgetretene Mängel verbessern, sowie neue Exemplare anfertigen, welche aufgrund der Leichtbauweise, nach der ständigen Benutzung, jeweils recht mitgenommen sind. Dies geschieht mittels längeren Diskussionen, in denen wir neue Ideen einbringen und über deren Realisierbarkeit nachdenken.

Geplante mechanische Veränderungen

Das Chassis des Roboters ist prinzipiell aus zwei Platten, welche mit vertikalen Verstrebungen verbunden sind, aufgebaut. Weil auf der unteren Platte stets recht grosser Platzmangel herrschte, werden wir versuchen eine Platte auf mittlerer Höhe anzuordnen wodurch einige Bords, sowie Sensoren dort montiert werden können. Dabei stellt sich das Problem, dass man das zusätzliche Gewicht durch elegantes Design natürlich wieder einsparen muss, welches aber durch elegantere Kabelführung, sowie durch die bessere Kraftverteilung ermöglichte leichtere Bauweise machbar scheint.

Den Kicker, ein Solenoid, wollen wir eventuell mittels eines Boost Converters mit höherer Spannung betreiben.

Elektronik  neue Designs

Weil die Erkennung der Linien in China aufgrund des unerwartet fussligen Teppichs grosse Mühe bereitet hat, wollen wir die Anordnung der Lichtsensoren ändern: Anstatt von nur vier Sensoren sollen drei kleine PCBs mit einer reihenförmigen Anordnung an individuellen Sensoren in Form eines ‚Y‘ montiert werden, wodurch über fast die ganze Fläche Linien erkannt, sowie Signale, die eine falsche Breite (d.h. nicht die der Linie) aufweisen, herausgefiltert werden können.

Auch die Ballerkennung wird überarbeitet: Es werden verschiedene auf Infrarot empfindliche Photodioden getestet und die am besten Geeigneten implementiert werden, weil sich deren Angebot mittlerweile verändert hat.

Verbesserungen in der Software

In der Software werden wir den Code wo nötig refaktorisieren; die Positionsermittlung allgemein verbessern; Strategien, welche „Pushbots“, d.h. solche, die gerade auf den Ball zurasen und ihn irgendwie nach vorne schieben, möglichst gut kontern, implementieren; versuchen, die Räder „härter“ zu Regeln, was wiederum eine schnellere Reaktionszeit für die übergeordnete Steuerung bedeutet; sowie — zwecks Zeitersparnis in der Entwicklungsphase, sowie einfachere Anpassung an die Bedingungen am Wettbewerb — diverse Kalibrationsroutinen einfügen.

Ein effektiver Start mit vielen Neuen Ideen, welche uns durch die erlangten Erfahrungen in China und dem Tapetenwechsel ermöglicht wurden. Nun werden wir versuchen das langsam steigernde Tempo auch beizubehalten.

September 2015, Challengeteam: Neues Team, neue Ideen

2016 wird unser schon entstandenes Challengeteam sich wieder in der Kategorie Rescue B Maze versuchen. Das Team besteht zwar aus vielen neuen Mitgliedern, jedoch kann die Erfahrung der älteren Mitgliedern in ihre Konzeptirung eingebracht werden. Somit werden sich nicht die gleichen Fehler wiederholen und die Neuen können ihre frischen Ideen noch beifügen.

Neue Strategie

Wir haben das neue Schuljahr mit neuem Elan und Motivation gestartet. Zu Beginn haben wir ein Mindmap für unser Konzept für unseren Roboter erstellt, danach haben wir uns Gedanken über die benötigten Teile für einen kompletten Roboter gemacht. Dieses Jahr verfolgen wir eine andere Strategie. Unser Ziel ist es eine Karte vom Labyrinth zu machen, um den vollen Überblick geniessen zu können und nicht einfach immer derselben Wand zu folgen. Somit ersparen wir uns überflüssiges Umherfahren und der Roboter wird schon wissen, wo er schon war und wo nicht. Wir wissen noch nicht genau, wie wir die Distanz messen, welche wir fahren werden, da der Roboter ja manchmal auch rutscht und so die gemessene Distanz nicht immer exakt stimmt. Ansonsten hat sich das bisherige Konzept als gut erwiesen, welches wir nun auch weiter verwenden möchten. Auf den Seiten haben wir Infrarot Sensoren geplant, um den Bot auf die Wand auszurichten zu können und je ein Wärme Sensor an den Seiten, damit wir die Opfer gut erkennen können. Vorne und hinten gibt es auch noch je ein Infrarot Sensor. Die Rescue Kits werden mit einer Drehscheibe abgeworfen, da sich diese in der Nähe der Wärmeplatten, bzw. Opfer, befinden müssen.

 

September 2015, Nachwuchsteam: Neue Schützlinge versuchen sich bei Helveticrobot

Am Anfang dieses Schuljahres hat Helveticrobot wieder Informationsveranstaltungen durchgeführt, um neue Mitglieder zu finden. Ein paar junge und motivierte Schüler haben sich entschlossen einen Einblick in unseren Verein zu wagen. Während einem Schnuppertag konnten sie viele Eindrücke sammeln und sich in ihren ersten Schritten der Programmierung und des Konstruieren eines Roboters versuchen. Sie wurden dann zusammengestellt und werden nun versuchen sich gut auf ihren ersten Wettbewerb, bei den RobOlympics in Rapperswi,l vorzubereiten. Bei diesem Wettbewerbe werden sie schon auf erste Gegner aus der ganzen Schweiz stossen, aber auch Teile von Deutschland und Österreich sind dort vertreten.

Erste Treffen und Konzeptentscheide wurden bereits getroffen und es steht ihnen nun nichts im Weg ihren Robotern Leben einzuhauchen.

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Im Bild v.l.n.r.: Gian Flurin B., Andrea D., Romario J.

RCJ 2015 in China: Die Schweiz wird Weltmeister im Superteam!

Vollgas im Superteam: Unser Roboter machte als Verteidiger, sowie als Stürmer eine gute Figur. Durch Ablenkung der Gegner verschaffte er Tor-Chancen und spielte gut als Stürmer in einem kritischen Augenblick, mit Unterzahl in unserem Superteam. Damit wurden wir Weltmeister im Superteam!

Heute fand unser letztes Superteam-Spiel statt. Wir starteten unser Roboter auf einer Seite des Feldes. Dort fungierte er sehr gut als Verteidiger. Gegnerische Stürmer rammte er und nahm ihnen mit dem Dribbler den Ball weg. Im gegnerischen Team waren zwei starke iranische Roboter. Diesen versperrte unser Roboter gut die Sicht zum Ball. Lange Zeit setzten die Roboter der Kroaten und der Deutschen unseres Superteams aus, da sie nicht mehr richtig funktionierten. Hier zählte chinesische und schweizerische Zusammenarbeit im Spiel gegen fünf andere Roboter. Während unser Roboter den Ball weg von unserem Tor brachte und die gegnerischen Roboter davor abschirmte, konnte der schnelle chinesische Stürmer die letzten Schritte zum Tor ausführen. In dieser gefährlichen Spielsequenz in der Unterzahl, dribbelte sich unser Roboter sogar alleine bis zum Goal durch und schoss ein Tor! Mit dem Resultat 7:3 gewannen wir auch dieses Superteam-Spiel. Somit haben wir mit drei Siegen und einem Unentschieden zusammen mit China, Deutschland und Kroatien, den Weltmeistertitel im Superteam gewonnen!
Nach dem Spiel konnten wir uns mit anderen Teams austauschen. So zeigten uns die Japaner ihren gründlich durchkonzipierten Roboter, bei dem sie jedes Teil von unten aus in kurzer Zeit auswechseln können. Auch die Chinesen erklärten uns ihr Konzept. Wir konnten einige Ähnlichkeiten sehen, aber auch neue Ideen entdecken. Beispielsweise haben die japanischen Roboter einen sehr starken Kicker, den wir in unserem Roboter verbessern müssen, da er nicht sehr weit über das Feld schiessen kann.
Leider ist der RoboCup und damit auch unsere Reise in China heute schon zu Ende. Es war für uns eine spannende Zeit und mit dem Weltmeisterschaftstitel im Superteam ein grosser Erfolg!

RCJ 2015 in China: Austausch mit den ETH-Studenten als Highlight am Dienstag

Neuer Tag, neues Glück. Wir konnte neben den beiden schlechter ausgefallenen Einzelspielen, uns im Superteam beweisen. Unser Roboter war der Co-Captain bei den Toren. Er beförderte den Ball gut gedribbelt nach vorne und stellte unseren Mitspielern eine gute Torlage dar. Nach dem letzten Sieg im Superteam-Turnier bekamen wir die Möglichkeit beim schweizerischen ETH-Team, in der Major-League, interessante Einblicke im humanoiden Fussball zu bekommen und konnten unseren Roboter gegen einen Humanoidroboter spielen lassen.

Spannender Besuch bei den ETH-Studenten in der Major League

Spannender Besuch bei den ETH-Studenten in der Major-League

Heute Morgen war unser fünftes Qualifikationsspiel. Dieses mal waren wir eingeteilt gegen die Brasilianer. Wir rechneten uns eine gute Chance aus, da dieses Team sich recht langsam bewegte. Am Morgen beim testen ist unsere Lichtschranke ausgefallen und die Ballsensoren reagierten nicht mehr, aufgrund eines Defekts auf dem Board. So konnte der Roboter den Ball nie richtig lokalisieren. Mit einem Goal Vorsprung gewann das brasilianische Team so das Spiel.
In der Zwischenzeit nach dem fünften und vor dem sechsten Spiel gelang es uns das Board zu flicken und auch die Lichtschranke, die merkt ob sich der Ball im Dribbler befindet oder nicht, wieder zu richten.
Leider wurde uns als Gegner für das zweite Spiel das starke japanische Team zugeteilt. Die japanischen Roboter haben eine sehr schnelle Reaktion auf den Ball und einen starken Stürmer, der sich bis zum Goal durchdrückt. Da unsere Roboter wieder gut funktionierten, war es ein schnelles und abwechslungsreiches Spiel. Trotzdem verloren wir dieses Spiel.
Heute fanden ausserdem noch zwei weitere Superteam-Spiele statt. Unser Roboter schlug sich gut darin. Vorallem unser Dribbler sorgte dafür, dass wir als Stürmer gut den Ball nach vorne brachten. Beide Spiele gewann heute unser Superteam.
Das Highlight heute war der Besuch in der Major-League. Dies ist der Teil der Robotik-WM, in dem die Studenten teilnehmen. Hier sind die Roboter richtig ausgeklügelt und lösen viel komplexere Aufgaben. Wir bekamen die Möglichkeit uns mit den schweizer ETH-Studenten, die im humanoiden Fussball teilnehmen, zu treffen. Sie zeigten uns ihre Roboter und wir versuchten unsere Roboter in einem Testspiel gegen ihre. Es war sehr lustig und informativ.

So war es trotz schlechteren Ergebnissen, ein lehrreicher und spannender Tag.

RCJ 2015 in China: Ein Sieg, eine Niederlage und ein Unentschieden am Montag

Auch am heutigen Tag haben die schweizer Roboterbauer eine Niederlage und einen Sieg zu verzeichnen. Leider sind bei Verbesserungsarbeiten Fehler aufgetreten und die Jugendlichen sind bis abends in Fehlersuche verblieben, um in den letzten zwei Qualifikationsrunden ein gutes Ergebnis zu erzielen.

Diesen Morgen fand die dritte Qualifikationsrunde statt. Diese war für Helveticrobot gegen die Slovakei angesagt. Bereit gingen wir zum Feld und warteten auf unsere Gegner. Diese konnten jedoch nicht antreten, da ihre Roboter nicht mehr liefen und sie beschäftigt waren mit Reparaturarbeiten. So gingen die Punkte für dieses Spiel automatisch an uns. Damit entging uns aber auch eine Chance, den Roboter bei einem Gegner zu testen.
Dannach setzten wir uns an eine neue Strategie. Am Vortag haben wir immer vorwärts den Ball geführt und so zum Goal gebracht. Der Dribbler ermöglicht jedoch einen Rückwärtsdrall auf den Ball. Somit kann man auch während dem rückwärts fahren den Ball im Roboter behalten. Wir beschlossen uns darauf umzustellen, damit der Roboter den Ball vor dem Gegner abschirmt und wir somit eine höhere Chance auf Tore haben.
Den restlichen Morgen und Mittag beschäftigten wir uns mit der Umsetzung. Leider lief dabei etwas schief. Trotzt Vorsicht haben wir den Regler falsch umgestellt und der Roboter überdrehte sich ständig. Wir fanden den Fehler nicht mehr vor dem Spiel. Auch die Versuche mit unserer alten Strategie schlugen fehl. So verloren wir das vierte Qualifikationsspiel gegen Kanada.
Heute war das erste Superteam-Spiel. Im Superteam werden vier Teams in eine Gruppe gestellt und man spielt gegen eine andere gleichgrosse Gruppe. So entsteht ein interessanter Länderaustausch. Wir sind dieses Jahr im Superteam mit den Teams aus China, Deutschland und Kroatien. Das Spiel heute war sehr spannend. Zunächst sah es für unsere Seite gut aus, doch kurz vor Schluss holten die Gegner auf und das Spiel endete im Unentschieden.
Den restlichen Tag verbrachten wir mit Anpassungen der Regelung und Fehlersuche, um wieder die gestrige Strategie richtig verwenden zu können.
Wir geben uns weiter Mühe, damit wir in den letzten zwei Qualifikationsspielen möglichst gut abschliessen können.

RCJ 2015 in China: Sonntag, der erste Wettbewerbstag

Nach einer langen, arbeitsintensiven Nacht kam am Sonntag endlich der erste Wettbewerbstag. Zwei Spiele waren für die schweizer Jugendlichen angesagt. Das Team verlor das erste Spiel gegen die Koreaner mit 17:2. Das zweite Spiel gegen die Australier konnte jedoch für Helveticrobot entschieden werden mit einem Ergebnis von 11:1.

Letzte Nacht haben wir noch bis spät gearbeitet, um die Liniensensoren anders zu montieren. Um diese neue Anordnung auch noch zu testen, reichte die Zeit nicht mehr. Heute morgen begannen wir darum sofort mit den Tests. Es brauchte noch einige Anpassungen im Programm. Unser erstes Spiel war für 10:15 Uhr angesagt. Viel Zeit haben wir auch beim Einstehen für die Roboterkontrolle, welche täglich durchgeführt wird,verbraucht. Unser Roboter wurde jedoch, als korrekt und einsatzbereit bestätigt.Vor dem ersten Spiel entdeckten wir einen Fehler auf unserem Powerboard. Die 5V-Stromverteilung funktionierte nicht mehr sauber. Das Board musste ausgewechselt werden. Da dies etwas Zeit brauchte, mussten wir den ersten Teil des Matches mit einem Roboter spielen. Die Koreaner waren um einiges schneller und wir bekamen den Ball selten in unseren Besitz. So mussten wir das Spiel aufgrund unerwarteten Problemen und wegen der gegnerischen Überlegenheit den Koreanern zusprechen.
Dannach fing die Arbeit richtig an. Unser Linienausweichmanöver wurde auf Höchstleistung gebracht und der Stürmer auf Hochtouren getrimmt. Unsere zweiten Gegnern von der Südhalbkugel hatten ebenfalls einige Schwierigkeiten wit dem Erkennen der weissen Linie und gerieten deshalb oft ins Ausseits. Unser Vorteil war die vornächtliche und morgendliche Arbeit, die zu einem recht zuverlässen Endergebnis geführt hat. Unser Stürmer konnte dank des Dribbler oft die Oberhand im Ballkampf erlangen. So entschieden wir das Spiel für uns.

Der Tag war für uns sehr produktiv. Der Ausgang der Spiele und die Verbesserungsarbeiten bis zum Abend haben uns zuversichtlich für die nächsten Qualifikationsrunden morgen gestimmt. Unser grösstes Problem momentan ist die langsame Reaktion auf den Ball, die uns bei schnellen Gegnern Mühe bereiten könnte. Wir hoffen diesen Abend etwas früher ins Bett zu kommen und freuen uns auf die morgigen Spiele