Der weltweit erste Grafikrechner: Die Entwicklungsgeschichte des fx-7000G

Im Jahr 1985 brachte Casio den weltweit ersten wissenschaftlichen Taschenrechner mit Grafikfunktion, den fx-7000G, auf den Markt. Die zuvor erhältlichen wissenschaftlichen Taschenrechner lieferten Ergebnisse in Form von numerischen Werten. Der fx-7000G hingegen konnte Funktionen als Liniendiagramme, tabellarische Daten als Balkendiagramme und mehr darstellen. Der Rechner nutzte Visualisierung, um Konzepte zu veranschaulichen, die allein durch Zahlen schwer verständlich sind. Der fx-7000G wurde als innovatives Produkt gefeiert, das das Lernen unterstützte und eine echte Weiterentwicklung des Taschenrechners darstellte.

Wie ist der fx-7000G Grafikrechner zustande gekommen? Einer der Entwickler des Projekts, Hiroyuki Yoshino, blickt auf diese Zeit zurück und erinnert sich: "Das Projekt begann auf den Seiten von Mathematiklehrbüchern."

Ab etwa 1980 wurden wissenschaftliche Taschenrechner nicht mehr nur von Ingenieuren verwendet. Auch Schüler und Studenten begannen, sie zu benutzen. Wir stellten uns also die Frage, welche Art von wissenschaftlichen Taschenrechnern für das Erlernen von Mathematik nützlich sein könnten. Anschließend haben wir Mathematiklehrbücher aus der ganzen Welt gesammelt und untersucht. Wir erkannten, dass Graphen, die für die Mathematik unerlässlich sind, von den damaligen wissenschaftlichen Taschenrechnern nicht dargestellt werden konnten. Wir dachten, dass wir den Mathematikunterricht verbessern könnten, indem wir herausfinden, wie man Graphen visualisieren kann.

Yoshino beschloss, einen Weg zu finden, einen wissenschaftlichen Rechner zu entwickeln, der Graphen erstellen konnte, und schrieb seine Ideen 1983 in einem einseitigen Vorschlag nieder. Dieser Vorschlag beschreibt das Zeichnen eines Graphen für y=x² auf dem Display eines Taschenrechners. Als er diesen Vorschlag vorlegte, wurde das Projekt sofort genehmigt. Und die Entwickler verschwendeten keine Zeit, um mit ihrer Arbeit zu beginnen.

"So etwas hatte bisher noch niemand gemacht. Wir wussten nicht, wie wir es zum Laufen bringen sollten. Aber wir waren aufgeregt, weil wir mit unseren eigenen Händen etwas schaffen wollten, was die Welt noch nie gesehen hatte."

So begann der Versuch, ein völlig neues Produkt von Null an zu schaffen.

"Wir waren fest entschlossen, etwas zu schaffen, das die Menschen begeistert, wenn wir es der Welt zeigen. Wir wussten, dass wir unseren Nutzern etwas zeigen mussten, das sie in Erstaunen versetzen würde. Das war die Art von Stolz, die wir als Entwickler hatten".

Bei der Darstellung der Diagramme stieß das Team auf ein großes Problem. Mit den üblichen Methoden konnten keine Graphen mit Kurven gezeichnet werden.

"Wir wussten, dass wir ein Full-Dot-Display verwenden mussten, um die Diagramme richtig zu zeichnen, aber das würde den Stromverbrauch erhöhen. Wir wollten auch, dass der Rechner mit Batterien betrieben wird, damit die Benutzer ihn mit sich herumtragen können. Um sicherzustellen, dass der Rechner tragbar ist, haben wir ein Dot-Matrix-LCD verwendet und den Rechner so konzipiert, dass er wenig Strom verbraucht. Wir haben auch darüber nachgedacht, wie wir den Rechner in eine handliche Größe bringen können und wie das Display gut ablesbar sein kann."

Die Entwickler schafften es, trotz zahlreicher Einschränkungen Graphen zu zeichnen, dank ihres Einfallsreichtums und ihrer Ausdauer.

Auch bei der Software war die Art und Weise, wie der Rechner die Diagramme zeichnet, ein Problem.

„Als wir Mathematiklehrbücher durchsahen und über die benötigten Funktionen nachdachten, überlegten wir, wie wir Graphen zeichnen, Graphkoordinaten anzeigen und grundlegende Funktionen wie Zoomen hinzufügen könnten. Ich glaube, zu diesem Zeitpunkt begannen wir, über Dinge wie ein Menü mit Symbolanzeige sowie interaktive, intuitive Bedienung nachzudenken. Ich trug immer ein Notizbuch bei mir, um Ideen, die mir kamen, egal wo ich war, aufzuschreiben. So entstanden neue Funktionen.“

Yoshino beschrieb, wie das Team durch Versuch und Irrtum nie aufhörte zu arbeiten. Es gab Zeiten, in denen Diagramme nicht angezeigt wurden oder etwas Unerwartetes anzeigten. Und er erinnert sich noch heute sehr genau an die Gefühle, die er hatte, als der Graph für y=x² endlich auf dem Display eines Prototyps eines Taschenrechners erschien. Endlich war die Idee, die er in seinem Vorschlag vorschlug, Wirklichkeit geworden.

Dieser Prozess führte zur Fertigstellung des fx-7000G im Jahr 1985.

"Letztendlich ist es uns gelungen, ein Produkt zu entwickeln, das die von uns gewünschten Funktionen und Technologien mit den Kosten und dem Liefertermin in Einklang bringt."

Yoshinos Ideen erstreckten sich nicht nur auf die Produktentwicklung, sondern auch auf den Namen des Produkts.

"Ich begann mit 'fx', dem Markennamen für die wissenschaftlichen Taschenrechner von Casio. Dann dachte ich daran, dass die 7 eine Glückszahl ist, und so nannten wir das Modell 'fx-7000G'."

Im Sommer dieses Jahres erregte der fx-7000G auf der Consumer Electronics Show (CES) in den Vereinigten Staaten große Aufmerksamkeit.

"Die Lehrerinnen und Lehrer, die den Stand besuchten und ihn benutzten, sagten Dinge wie: Wunderbar! Ich war damals so froh, das zu hören."

Danach verbreitete sich die Nachricht vom revolutionären fx-7000G in vielen Branchen, und Yoshino wurde auf akademischen Konferenzen von prominenten Persönlichkeiten aus der Bildungswelt als "der Ingenieur, der den ersten grafischen Rechner entwickelt hat" vorgestellt.

Yoshino weist darauf hin, dass der fx-7000G mehr als nur Diagramme zeichnen kann.

"Ich glaube, dass der Taschenrechner durch die Anzeige von Diagrammen zusammen mit Berechnungen zur Entwicklung neuer Lernstile geführt hat, die das Erforschen und die Entwicklung logischer Denkfähigkeiten fördern."

Die Einführung des fx-7000G ermöglichte den Einsatz von Taschenrechnern als Lehrmittel in vielen Ländern, darunter die Vereinigten Staaten, Frankreich, Deutschland und Australien. Die Verwendung von Taschenrechnern und der Einsatz von Technologie im Bildungswesen nahmen rasch an Fahrt auf.

Als Anerkennung für den Beitrag des fx-7000G zum Mathematikunterricht wurde der Rechner in die Sammlung der Smithsonian Institution in den Vereinigten Staaten aufgenommen. Man kann mit Sicherheit sagen, dass der fx-7000G einen wichtigen Platz in der Geschichte der wissenschaftlichen Taschenrechner einnimmt.

Die Vorstellung davon, was ein wissenschaftlicher Taschenrechner sein sollte, hat eine starke Verbindung zu Yoshinos eigenen Erfahrungen während seiner Studienzeit.

"Als ich an der Universität studierte, führte ich viele manuelle Berechnungen mit komplexen Zahlen und Integralen durch, um Schaltkreise zu analysieren, und ich fragte mich, wie ein Taschenrechner mir dabei helfen könnte, die Zeit zu verkürzen, die ich für all das brauchte. Ich hatte auch von vielen Lehrern gehört, dass es in der Mathematik drei "Barrieren" gibt, die dafür sorgen, dass die Menschen das Fach nicht mögen. Es handelt sich um Brüche, Gleichungen und Kalkulationen. Ich habe also immer darüber nachgedacht, wie ich ein Werkzeug entwickeln könnte, das diese Barrieren abbaut und den Schülern beim Studium der Mathematik hilft."

Wissenschaftliche Taschenrechner müssen mehr sein als einfache Maschinen, die Antworten ausgeben. Sie müssen pädagogische Hilfsmittel sein, die das forschende Lernen unterstützen, das persönliches Ausprobieren, Denken und Entdecken beinhaltet.

Das ist der Gedanke, der hinter dem fx-7000G und wissenschaftlichen Taschenrechnern im Allgemeinen steckt.

Aus unserem Unternehmenscredo "Kreativität und Beitrag" haben wir bei Casio die Aufgabe abgeleitet, kreative Ideen und neue Werte zu schaffen und diese Beiträge der Gesellschaft anzubieten.

Für sein Bildungsgeschäft hat Casio die Aussage "Boost Your Curiosity" definiert, um unser Ziel zu repräsentieren, das Wachstum und die Entwicklung einer "Kette der Neugier" für jeden einzelnen Lernenden zu unterstützen, bei der der Erwerb von neuem Wissen zu der Neugier führt, mehr zu entdecken. Um dieses Ziel zu erreichen, sind wir mit verschiedenen Initiativen beschäftigt.

Diese Ideale und Ansätze sind nicht über Nacht entstanden. Vielmehr sind sie eine natürliche, kontinuierliche Weiterentwicklung dessen, was mit Yoshinos Wunsch begann, einen Taschenrechner zu entwickeln, der Graphen zeichnen konnte, was die Welt noch nie gesehen hatte, sowie der Bemühungen des damaligen Entwicklungsteams.