Fachgebiet "Mathematik/Informatik"

Waldbrandsimulation mit Hilfe zellulärer Automaten (Schüler experimentieren)

Waldbrandsimulation mit Hilfe zellulärer Automaten

Johannes Schmidt (13 Jahre)
Gymnasium Martineum, Halberstadt

Da im Sommer immer von Waldbränden u. a. in den USA, Brasilien und südeuropäischen Ländern berichtet wird, habe ich mich gefragt, ob man diese Naturkatastrophe auch simulieren kann. Dies könnte helfen, die richtigen Maßnahmen zu ergreifen, um die Ausbreitung von Waldbränden zu verhindern. Also habe ich in Python eine Simulation, basierend auf zellulären Automaten programmiert. Mithilfe dieser Simulation habe ich Szenarien mit verschieden Holzarten, Feuchtigkeitsgraden und Windrichtungen untersucht.

Das Band um die Welt (Schüler experimentieren)

Das Band um die Welt

Ariane Gebhardt (13 Jahre)
Europaschule Gymnasium Stephaneum, Aschersleben

Ein Band mit einer Länge von einem Meter wird als Kreis gelegt und hat einen Radius von rund 16 cm. Wenn das Band um einen Meter verlängert wird, beträgt der Abstand zwischen den beiden Kreisen auch rund 16 cm. Dieses Verfahren könnte man so oft wiederholen, so dass man das Band letztendlich auch um die Welt legen könnte. Verlängert man den Erdumfang (ca. 40000 km) um 1 m dann würde auch der Abstand zwischen diesen beiden Kreisen immer noch rund 16 cm betragen. Aber warum ist das so? Ich will versuchen, diese Aussage anhand einer Formel zu beweisen.

3D-Positionierungsalgorithmus für Roboterarme (Jugend forscht)

3D-Positionierungsalgorithmus für Roboterarme

Erik Walter (16 Jahre)
Paul-Gerhardt-Gymnasium, Gräfenhainichen

In dem Projekt geht es darum, die verschiedenen Gelenke eines Roboterarms mithilfe einer Kamera zu erkennen und sie im Raum zu lokalisieren. Dadurch erübrigt sich der Einsatz von teuren Schrittmotoren und Positionssensoren in der Robotik und das Problem, dass Schrittmotoren sich inkrementell bewegen, erübrigt sich, da die Position der Gelenke des Roboterarms allein durch eine Kamera und den Algorithmus erkannt und lokalisiert werden können. Dabei wird hauptsächlich auf die Programmbibliothek "OpenCV" in Python zurückgegriffen. Sie beinhaltet viele Algorithmen und Funktionen zur Bildverarbeitung und erleichtern das Arbeiten mit diesen erheblich. Außerdem werden AprilTags zur Bestimmung der Position und Orientierung der Gelenke des Roboterarms benutzt, da sie bereits oft in der Robotik eingesetzt werden und das zugehörige Programmpaket das Erkennen und Positionieren von diesen Tags einfach möglich macht.

Crypsor: Automatische Verschleierung sensibler Suchanfragen (Jugend forscht)

Crypsor: Automatische Verschleierung sensibler Suchanfragen

Eric Oliver Schmidt (18 Jahre)
Georg-Cantor-Gymnasium, Halle (Saale)

In dieser Arbeit beschäftige ich mich mit der Fragestellung des Datenschutzes und einer Möglichkeit, der Datensammlung und Nutzerprofilbildung großer Suchmaschinen entgegenzuwirken. Mein Ziel ist es, Suchanfragen eines Nutzers so umzuformulieren, dass sensible Informationsbedürfnisse verschleiert und nicht direkt Teil des von der Suchmaschine erstellten Nutzerprofils werden. Mein Ansatz berechnet so genannte Keyqueries (engl.: Schlüsselanfragen), die ähnliche Treffer wie die Originalanfrage liefern, aber deutlich weniger sensibel sind. Am Ende soll der Nutzer nach Verschleierung seiner Suchanfrage, durch welche die Suchmaschine personenbezogene Interessen und Daten nur erschwert feststellen kann, trotzdem ein möglichst gutes und den Treffern seiner Originalanfrage recht ähnliches Suchergebnis erhalten. Dieses Projekt baut auf meiner Jugend forscht-Arbeit des letzten Jahres auf. Ich habe dabei verschiedene Änderungen vorgenommen und das Verfahren um- und ausgestaltet.

GerLip: Lippenlesen in deutscher Sprache mit KI (Jugend forscht)

GerLip: Lippenlesen in deutscher Sprache mit KI

Nam Pham Dinh (19 Jahre)
Gymnasium Philanthropinum, Dessau-Roßlau

Lippenlesen auf deutscher Sprache soll durch neuronale Netzwerke durchgeführt werden. Dabei wird ein Video als Eingabe erwartet und der Text, der im Video von den Lippen gelesen wurde, wird ausgegeben. Entwickelt wird ein neuronales Netzwerk, das bei eingegebenem Video einen Text anhand der Lippen erkennt. Hierzu wird zusätzlich von Grund auf ein eigener Datensatz aus Videos erstellt, um das Model zu trainieren.

Mehr Intelligenz für Rasenmäher 2.0 (Jugend forscht)

Mehr Intelligenz für Rasenmäher 2.0

Daniel Anders (17 Jahre), Erik Walter (16 Jahre)
Paul-Gerhardt-Gymnasium, Gräfenhainichen

Vollautomatische Gartenhelfer wie Mähroboter pflegen regelmäßig den Rasen und verschaffen ihren Besitzern Freizeit für andere Interessen. Neuere Tests zeigen aber, dass diese Maschinen zu Todesfallen für Kleintiere werden können. Besonders Igel sind keine Fluchttiere, sondern rollen sich vor dem Mäher klein zusammen und können somit in die Klingen geraten. Das Projekt sucht nach der neuesten kostengünstigen KI Lösung für die Rettung unserer kleinen Gartenbewohner.

Ansprechpartnerin

Ina Müller

Tel.: +49 (0) 345 13 14 15-11
Fax: +49 (0) 345 13 14 15-03

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