Ein Erfahrungsbericht von Lina Wu (10B)
Die Deutschen Schüler Akademien sind eine länderübergreifende Initiative zur Förderung von motivierten Jugendlichen der Sekundarstufe I. Letztes Jahr fand die Junior-Akademie statt. Dieses Jahr wurde von 1. bis 4. November der zweite Teil – die Talent School – am selben Ort, dem Fraunhofer Institut IIS in Waischenfeld, abgehalten.
Das Fraunhofer IIS Forschungscampus in Waischenfeld
Insgesamt gab es zwei Kurse:
Kurs 1: „Der intelligente Blumentopf“
Kurs 2: Hands-On Kurs „Embedded AI“
Ich selbst habe am zweiten Kurs teilgenommen. Grob lässt sich der Kurs in zwei Bereiche unterteilen, einen theoretischen und einen praktischen Teil.
Im theoretischen Bereich bekamen die Kursteilnehmer unserer Gruppe eine allgemeine Einführung, z.B. was „Embedded AI“ ist, wie künstliche Intelligenz (abgekürzt „KI“, englisch: „AI“, artificial intelligence) funktioniert und wie wir sie heutzutage einsetzen. Embedded AI ist kurz gesagt ein Computer mit menschlichen Denkfähigkeiten, der in Maschinen und Websites eingebaut zum Einsatz kommt.
In der zweiten Hälfte durften wir mehr „hands-on“, also praxisorientiert, an unseren Projekten arbeiten. Hierzu bekamen wir einen Mikrochip und einen Roboter zur Verfügung. Der Mikrochip besaß Akustik-Sensoren und einen „Wortspeicher“, bestehend aus zehn englischen Wörtern, z.B. „one“, „up“ oder „right“. Die Sensoren des Chips können nur diese zehn bestimmten Töne wahrnehmen und erkennen, welches englische Wort aus dem Speicher gesprochen wird.
Unser Roboter „Kasperle“ mit Kameras und Spracherkennungs-Sensor
Der Roboter hingegen war anders ausgerüstet: Dieser hatte Kameras, konnte bestimmte Objekte erkennen und beurteilen, wie weit diese vom ihm entfernt waren. Diese Funktion haben wir verwendet und einen Code, die die Schrittmotoren des Roboters kontrolliert haben, in der Programmiersprache „Python“ geschrieben. So konnte z.B. der Roboter nach vorne zu einem Menschen fahren, sobald dieser einen erkannt hatte. Bevor wir ihm ein Programm geschrieben hatten, mussten wir erst seine Kabel mit den Platinen zur Steuerung der Schrittmotoren verbinden.
Befestigen der Platine an der Hardware; ein Kabelsalat ist trotzdem nicht vermeidbar...
Die Programme und Funktionen, die die Maschinen steuerten, waren unseren Kleingruppen überlassen. Da jedes Team eigene Gedanken hatte, kamen dabei die unterschiedlichsten Ergebnisse heraus: Viele Roboter konnten einen Menschen verfolgen, einer hatte die Fähigkeit, um eine Flasche herumzufahren und ein anderer Roboter hat immer eine Katze angriffen. Dies funktionierte so: Sobald der Roboter mit seiner Kamera eine Katze erkannt hat, hat er sich auf das Tier bewegt und sie „angefahren“, also angegriffen.
Ausprobieren des neuen Programms „Hab Angst vor der (2D)Katze!“
Zuletzt kam noch die brillante Idee auf, die Schallwahrnehmung des Mikrochips mit den Fähigkeiten des Motors in einer Anwendung zu vereinen. So konnte man den Motoren durch Sprechen Anweisungen geben; der Roboter ist dementsprechend vorwärts oder rückwärts gefahren oder er hat sich nach rechts oder links gedreht. Das Programmieren dieser Funktion hat allerdings die Kursteilnehmer und sogar Kursleiter sehr herausgefordert, weil sich verschiedene Funktionen überlappt haben, die nicht gleichzeitig ausgeführt werden konnten.
Knobeln, Tüfteln und Ausprobieren bis zum Abend
Der erste Kurs „der intelligente Blumentopf“ war auch besonders spannend. Die Schüler und Schülerinnen mussten zuerst selbst kleine Feuchtigkeitssensoren, Temperaturmesser und LEDs auf eine Leiterplatte löten. Danach haben sie diese programmiert, sodass die Messungen, die in der Erde bzw. Luft durch diese Sensoren erfolgten, z.B. in Graphiken dargestellt wird.
Leiterplatte mit selbstgelöteten Sensoren
Die Talent School hat jeden Tag einen strukturierten Ablauf, der ca. um 8 Uhr beginnt und nicht selten um 22 Uhr endet. Im Gegensatz zur Schule war die Gestaltung der Kurse und Freizeit sehr flexibel. In den Kurseinheiten saßen wir nicht von früh bis spät am Schreibtisch, sondern wir durften auch unsere Plätze verlassen und unsere programmierten Roboter in anderen Seminarräumen testen oder sogar jederzeit kurze Kaffeepausen einlegen.
Zwei Roboterfreunde, Jonny und Kasperle, ruhen sich kurz aus.
Unsere Freizeit haben wir hauptsächlich selbst gestaltet, z.B. mit einem Spieleabend, Musizieren oder sportlicher Betätigung. Zudem wurde an einem Abend eine Fackelwanderung unternommen. Da am vorletzten Tag der Talent School alle Kursteilnehmer ziemlich lange programmiert haben, wurde abends eine große Disco- und Karaokeparty im Haus organisiert.
Insgesamt ist die Talent School eine wundervolle Veranstaltung mit schönen Erinnerungen und Erfahrungen. Die vier Tage waren sehr unterhaltsam für uns alle. Was mich am meisten begeistert hat, ist, Leute mit denselben Interessen und vielen einfallsreichen Ideen zu treffen bzw. wiederzutreffen und mit denen gemeinsam im Team zu arbeiten. Außerdem hat jeder eigene interessante Vorschläge miteingebracht, was das Lösen von Problemen viel lustiger und schneller gemacht hat. Die Kursleiter waren ebenfalls äußerst nett, hilfsbereit und immer für Fragen und Wünsche offen!
Es ist wirklich schade, dass die Akademie nur für die Jahrgangsstufen 9-10 stattfindet. Falls sich jemand von euch überlegt, an der Junior-Akademie und/oder Talent School teilzunehmen, habe ich ein paar Tipps für euch: Einerseits braucht ihr Neugierde und Interesse an naturwissenschaftlichen Fächern. Andererseits lohnt es sich, dass man Vorwissen beim Programmieren hat und handwerklich geschickt ist, damit man so in den Kurssitzungen besser mitkommt.
Der Programmierkurs ist wirklich eine wunderbare Gelegenheit, gleichzeitig gute Freundschaften zu schließen und viel Neues zu lernen. Ich kann ihn also Interessierten nur empfehlen! Zum Schluss möchte ich mich bei Herrn Dr. Meyer bedanken, der mich für die Akademie vorgeschlagen hat! Ansonsten wünsche ich viel Glück und Freude den zukünftigen Teilnehmerinnen und Teilnehmern!
LINA WU (10B)