Kurzfassung Stand M1 Fachgebiet Mathematik / Informatik Thema A.N.N.I.E. und GEM - Eine Künstliche Intelligenz der anderen Art Teilnehmer: Name (Alter) Anschrift Schule / Institution / Betrieb Eric Nijakowski (15) 74074 Heilbronn Robert-Mayer-Gymnasium Heilbronn Patrick Zauner (14) 74232 Abstatt Robert-Mayer-Gymnasium Heilbronn Simon Rätzer (16) 74229 Ödheim Robert-Mayer-Gymnasium Heilbronn Betreuung: Herr Maier Unser Artificial Node Network with Interacting Extensions - kurz A.N.N.I.E - ist ein Versuch, eine Künstliche Intelligenz (KI) zu programmieren. Diese soll durch textbasierende Konversationen und Interaktionen mit Menschen lernen können. Um dies zu realisieren haben wir für dieses Projekt eine eigene Programmiersprache namens GEM entwickelt, die bislang in Java geschrieben, aber stark an LISP angelehnt ist. Um Datenbanken zu erstellen, verändern und einlesen zu können, konnten wir keine andere bisherige Programmiersprache verwenden, die so gut für die Programmierung von A.N.N.I.E. geeignet war. Inzwischen entwickeln wir zusätzlich eine andere KI namens ADIS, die auf das Lernen und Analysieren von Sprachen spezialisiert sein soll. Für den Inhalt der Kurzfassungen sind die Teilnehmer verantwortlich! 51. Jugend forscht Landeswettbewerb Baden-Württemberg 16. bis 18. März 2016 Robert Bosch GmbH, Stuttgart 45 Kurzfassung Stand M2 Fachgebiet Mathematik / Informatik Thema Custos Clavium Teilnehmer: Name (Alter) Anschrift Schule / Institution / Betrieb Katharina Häußler (17) 70597 Stuttgart Königin-Charlotte-Gymnasium Stuttgart Annalena Pleß (17) 70567 Stuttgart Königin-Charlotte-Gymnasium Stuttgart Betreuung: Herr Müller In unserem diesjährigen Projekt haben wir eine App für Smartphones entwickelt, mit deren Hilfe man verlegte Wertgegenstände wie Schlüssel wiederfinden kann. Dazu werden Bluetooth Module an den Wertgegenständen befestigt, die eine Verbindung mit dem Smartphone aufbauen. Bei Kontaktverlust wird man durch die App gewarnt und die aktuelle Position des Smartphones gespeichert, sodass später nachvollzogen werden kann, wo der Wertgegenstand vergessen wurde. Außerdem kann man in Reichweite des Wertgegenstandes einen Ton aktivieren, um diesen so leichter zu finden. Ziel unseres Projektes ist es also, dem Verlust von Wertgegenständen vorzubeugen beziehungsweise ihr Wiederfinden zu erleichtern. Für den Inhalt der Kurzfassungen sind die Teilnehmer verantwortlich! 51. Jugend forscht Landeswettbewerb Baden-Württemberg 16. bis 18. März 2016 Robert Bosch GmbH, Stuttgart 46 Kurzfassung Stand M3 Fachgebiet Mathematik / Informatik Thema Die Ziffernzählmaschine numeri magici Teilnehmer: Name (Alter) Anschrift Schule / Institution / Betrieb Raphael Kreft (16) 79541 Lörrach Hans-Thoma-Gymnasium Lörrach Nikodem Kernbach (15) 79540 Lörrach Hans-Thoma-Gymnasium Lörrach Betreuung: Herr Gohn, Herr Neidinger Partnerinstitution: phaenovum-Schülerforschungszentrum Dreiländereck, Lörrach Bei der Ziffernzählmaschine geht es darum, von einer langen Zahl die Quantität einer jeden Ziffer zu zählen. Die dabei entstehenden Ergebnisse fassten wir in einer langen Zahl zusammen. Diese notierten wir immer als 20stellige Zahl, da wir die Anzahl der 10 Ziffern konsequent als zweistellige Zahl angaben. Dabei stehen die ersten beiden Ziffern für die Anzahl von Nullen, die nächsten beiden für die Anzahl der Einsen usw... Nun verfuhren wir mit dieser Zahl ebenso. Auf diese Weise entstanden immer wieder neue Zahlen, die wir notierten. Das Besondere daran ist, dass sich schon recht rasch solch eine Zahl nicht mehr verändert und es sogar nur exakt zwei Zahlen gibt, bei der unsere Folgen enden. Für den Inhalt der Kurzfassungen sind die Teilnehmer verantwortlich! 51. Jugend forscht Landeswettbewerb Baden-Württemberg 16. bis 18. März 2016 Robert Bosch GmbH, Stuttgart 47 Kurzfassung Stand M4 Fachgebiet Mathematik / Informatik Thema High Voltage Tycoon Teilnehmer: Name (Alter) Anschrift Schule / Institution / Betrieb Ferdinand Omlor (17) 88682 Salem-Weildorf Gymnasium Überlingen Max Omlor (18) 88682 Salem-Weildorf Gymnasium Überlingen High Voltage Tycoon ist ein Simulations- und Aufbauspiel. Man schlüpft in die Rolle eines Stromkonzernmanagers, baut Kraftwerke, wirbt um Kunden und muss sich aktuellen Herausforderungen wie Umweltschutz, der Energiewende oder der Atommüllendlager-Frage stellen. Wir möchten mit unserem Projekt Menschen spielerisch an diese Problematiken heranführen. Dafür haben wir uns mit einer möglichst realistischen Stromnetz- und Kundenberechnung auseinandergesetzt. Für den Inhalt der Kurzfassungen sind die Teilnehmer verantwortlich! 51. Jugend forscht Landeswettbewerb Baden-Württemberg 16. bis 18. März 2016 Robert Bosch GmbH, Stuttgart 48 Kurzfassung Stand M5 Fachgebiet Mathematik / Informatik Thema Kürzeste Wege in der Euklidischen und Sphärischen Geometrie Teilnehmer: Name (Alter) Anschrift Schule / Institution / Betrieb Rebecca Gartner (16) 76287 Rheinstetten Lessing-Gymnasium Karlsruhe Betreuung: Herr Dr. Willging Partnerinstitution: KIT, Fakultät für Mathematik, Abteilung der Didaktik, Karlsruhe In meinem Projekt geht es um kürzeste Wege in der Euklidischen und Sphärischen Geometrie. Dazu habe ich einen Algorithmus entwickelt, der den kürzesten Weg zwischen unbeweglichen Knoten in einem Graphen geometrisch berechnet (mit „Graph“ ist der Graph aus der Graphentheorie gemeint). So kann man zum Beispiel berechnen, was der kürzeste Weg ist, wenn man in einer Stadt von einem Platz zu einem anderen möchte. Des Weiteren habe ich erforscht, was passiert, wenn man den Algorithmus von der Euklidischen auf die Sphärische Geometrie überträgt, man sucht nun also den kürzesten Weg auf einer Kugel. Nun stellt sich die Frage: Was kann man von dem Algorithmus übertragen und was muss abgeändert werden? Die Vorgehensweise ist dabei, dass ich mich durch Lektüre mit der Sphärischen Geometrie beschäftige und dann meinen eigenen Algorithmus weiterentwickele. Darüber hinaus habe ich noch andere algebraische Flächen wie den Torus untersucht und analoge Überlegungen angestellt. Für den Inhalt der Kurzfassungen sind die Teilnehmer verantwortlich! 51. Jugend forscht Landeswettbewerb Baden-Württemberg 16. bis 18. März 2016 Robert Bosch GmbH, Stuttgart 49 Kurzfassung Stand M6 Fachgebiet Mathematik / Informatik Thema Musikanalyse und Lichtsteuerung in Echtzeit mittels Frequenzanalyse und neuronalem Netz Teilnehmer: Name (Alter) Anschrift Schule / Institution / Betrieb Fabian Bösing (18) 76448 Durmersheim Wilhelm-Hausenstein-Gymnasium Durmersheim Eric Manuel Hamann (17) 76448 Durmersheim Wilhelm-Hausenstein-Gymnasium Durmersheim Niklas Ewald (18) 76448 Durmersheim Wilhelm-Hausenstein-Gymnasium Durmersheim Betreuung: Herr Zimmer Eine Lightshow kann die perfekte Abrundung für die eigene Party sein, aber die Programmierung von Lightshows kann umständlich und langwierig sein. Deshalb haben wir ein Java-Programm geschrieben, welches Musik analysiert, um Lightshows dynamisch zur Musik zu erstellen. Das Programm nimmt fortlaufend Audiosamples auf und wertet sie mittels Frequenzanalyse und neuronalem Netz in Echtzeit aus. Die Ergebnisse der Analyse werden in verschiedenen Visualisierungen durch eine Matrix verknüpft und mittels eines DMX-Interfaces an die Lichtanlage gesendet. Für den Inhalt der Kurzfassungen sind die Teilnehmer verantwortlich! 51. Jugend forscht Landeswettbewerb Baden-Württemberg 16. bis 18. März 2016 Robert Bosch GmbH, Stuttgart 50 Kurzfassung Stand M7 Fachgebiet Mathematik / Informatik Thema Platon, Archimedes und Catalan: Volumenberechnung auf neuen Wegen! Teilnehmer: Name (Alter) Anschrift Schule / Institution / Betrieb Raphael Steiner (15) 78532 Tuttlingen Otto-Hahn-Gymnasium Tuttlingen Lukas Ruf (16) 78628 Rottweil Albertus-Magnus-Gymnasium Rottweil Mai Saito (15) 78594 Gunningen Gymnasium Trossingen Betreuung: Herr Ruf, Herr Ploß Partnerinstitution: Schülerforschungszentrum Südwürttemberg (SFZ); Standort Tuttlingen In unserem Projekt geht es darum, alternative Möglichkeiten zur Volumenberechnung von Körpern zu finden. Hierzu entwickelten wir eine neue Methode - die von uns so genannte Punktausschöpfung - zur Volumenberechnung von n-seitigen Pyramiden, aus denen wir in einem zweiten Schritt kompliziertere Körper (platonische, archimedische und später eventuell catalanische) zusammensetzen wollen. Über geometrische Projektionen und Zusammenhänge in den jeweiligen Polyedern erhalten wir Verhältnisse zwischen Seiten und Winkeln, aus denen die korrekten Höhen der Pyramiden hervorgehen und schließlich zum gewünschten Volumen führen. Außerdem haben wir ein Analogon zum Flächendual erstmals eingeführt, das von uns sogenannte Kantendual, welches ein weiteres geschicktes Hilfsmittel zur Volumenberechnung darstellt. Schließlich stellen wir unsere Erkenntnisse anhand von dreidimensionalen Modellen anschaulich dar, um für Außenstehende oder den Unterricht eine interessante Einführung in komplexe Volumenberechnungen zu geben. Für den Inhalt der Kurzfassungen sind die Teilnehmer verantwortlich! 51. Jugend forscht Landeswettbewerb Baden-Württemberg 16. bis 18. März 2016 Robert Bosch GmbH, Stuttgart 51 Kurzfassung Stand M8 Fachgebiet Mathematik / Informatik Thema Steuerung eines Lichtsystems über DMX per Android-Tablet Teilnehmer: Name (Alter) Anschrift Schule / Institution / Betrieb Simeon Schaub (17) 73447 Oberkochen Ernst-Abbe-Gymnasium Oberkochen Betreuung: Herr Hößler In der Technik-AG an unserer Schule hatten wir schon länger das Problem, dass die Steuerung der Moving Heads, also durch Servomotoren gesteuerte Scheinwerfer, ziemlich ungenau und unkomfortabel durch einen Joystick gesteuert werden muss. Zur Lösung dieses Problems, kam mir die Idee, einen Touchscreen zur Steuerung zu verwenden, daher lag ein Android-Tablet nahe. Ich entwickelte eine Applikation, mit der es möglich ist, das gesamte Beleuchtungssystem vom Tablet aus zu steuern. Dieses kommuniziert via Netzwerk mit einem Raspberry Pi, der wiederum über die DMX-Schnittstelle mit den Scheinwerfern kommuniziert. Dies ermöglicht eine deutlich komfortablere und mobilere Steuerung der Scheinwerfer. Für den Inhalt der Kurzfassungen sind die Teilnehmer verantwortlich! 51. Jugend forscht Landeswettbewerb Baden-Württemberg 16. bis 18. März 2016 Robert Bosch GmbH, Stuttgart 52
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