Teilnehmende

B1 Physarum Polycephalum - kann ein Pilz lernen?

Imme Voß
Halepaghen-Schule Buxtehude

In meinem Projekt untersuche ich das Lernverhalten des Schleimpilzes Physarum Polycephalum. In einer Studie aus 2016 konnte bereits Habituation des Pilzes nachgewiesen werden. Ich möchte herausfinden, ob es möglich ist, eine operante Konditionierung des Pilzes nachzuweisen. Hierfür lasse ich den Pilz mehrfach über Agarbrücken wachsen. Diese wurden entweder mit Koffein oder Natriumchlorid versetzt, beides Stoffe, die eine aversive Reaktion bei P. Polycephalum auslösen. Zeigt der Pilz das gewünschte Verhalten und wächst über die Brücke, so wird er hierfür mit Futter (Haferflocken) belohnt. Wird der Versuch nun mehrmals mit dem gleichen Pilz durchgeführt, müsste der Pilz lernen, dass das Wachsen in Richtung eines aversiven Stoffes zu einer Belohnung führt. Um die Operante Konditionierung zu bestätigen müsste als letztes getestet werden, ob der Pilz das gelernte Verhalten auch ohne „versprochene“ Belohnung (bereits ausgelegte Haferflocke) zeigt.

3. Platz

B2 Hemmung von oxidativem Stress an Hefe durch sauerstoffradikalbindende Stoffe

Arvid Hanson und Sonja Schlather
Felix-Klein-Gymnasium, Göttingen

Hautalterung wird durch freie Sauerstoffradikale begünstigt, die Hautzellen angreifen und zerstören oder Strukturproteine der Haut schädigen. Um Hautalterung zu verlangsamen oder zu verhindern, werden vielen Hautprodukten sauerstoffradikalbindende Stoffe (z. B. Q10 oder Vitamin C) zugesetzt. Um die Bindungsfähigkeit freier Radikale durch Q10 und Vitamin C zu untersuchen, haben wir Hefe (Saccharomyces cerevisiae) kultiviert und durch die Zugabe von Wasserstoffperoxid oxidativem Stress ausgesetzt. Hefe ist für diese Untersuchungen gut geeignet, da Hefezellen den tierischen Zellen sehr ähnlich sind und somit gut als Modellorganismus verwendet werden können. Nach Zusatz des zu untersuchenden Stoffes wurde ein Viabilitätstest durchgeführt, bei dem die behandelten Hefezellen ausplattiert und inkubiert wurden und so die radikalbindende Wirkung der Stoffe qualitativ bestimmt werden kann.

B3 Untersuchung der Wirkung kosmischer Strahlung und extremer Temperaturen auf Kressekeimung

Sara Sitnik und Kim Wagner
Cäcilienschule Wilhelmshaven

Im Rahmen einer Stratosphärenmission unter Zuhilfenahme eines Wetterballons schickten wir drei Päckchen Kressesamen, auf unterschiedlichen Positionen an bzw. in der wärmeisolierten Nutzlastbox mit Messgeräten, in die Stratosphäre. So befanden sich zwei der Tütchen an der Außenwand, wobei eines von ihnen mit einem UV-undurchlässigen Material abgedeckt war, während das letzte sich in der Box befand. Wir erreichten dabei eine Flughöhe von mehr als 36000m. Nun untersuchen wir die Auswirkung der dort vorhandenen Strahlung mit bzw. ohne UV-Schutz und Temperatur auf die Kressesamenkeimung. Dabei vergleichen wir diese mit der Keimung von unbehandelter Kresse (Lepidium sativum) als Vergleichprobe sowie einer nur Kälte exponierten Probe, unter Zuhilfenahme eines Gefrierschranks und Beachtung der Expositionsdauer, mithilfe der aufgenommenen Temperaturdaten.

B4 Die Komorbidität von Diabetes mellitus und depressiven Störungen

Deborah Bimpong
IGS Roderbruch

In meiner Forschungsarbeit möchte ich die Auswirkungen einer Langzeiteinnahme einzelner Antidepressiva auf den Blutzuckerspiegel untersuchen. Um diese Forschungsfrage zu prüfen, habe ich den Blutzuckerspiegel von mir und Personen in meinem Umfeld in regelmäßigen Zeitintervallen nach der Einnahme bestimmter Kohlenhydrate (Zucker) sowie im nüchternen Zustand ermittelt. Hierbei gilt es zu berücksichtigen, dass ich bereits seit Jahren täglich ein antidepressives Präparat einnehme, im Gegensatz zu den untersuchten Personen, welche keine Medikamente einnehmen. Anschließend habe ich die gemessenen Werte grafisch dargestellt und mit einem Programm, welches auf biostatische Berechnungen ausgelegt ist, einen t-Test durchgeführt, um somit Abweichungen festzustellen zu können. Darüber hinaus befasse ich mich mit einigen Forschungsansätzen, die das Risiko der Entwicklung von Typ-2-Diabetes durch die Einnahme von Antidepressiva minimieren könnten.

B5 Unbekannte Funktionen des Gens AT1G24380 und seiner Homologen in Pflanzen

Vincent Xigu Liu, Gymnasium Marianum Meppen
Anton Jakob Goldbach, Gymnasium Bad Zwischenahn-Edewecht
Leonard Kerem Kottisch, Gymnasium Cäcilienschule Oldenburg
Erarbeitungsort: Universität Osnabrück

In unserem Team untersuchen wir die bis dato unbekannten Funktionen der Genprodukte von AT1G24380 und seinen beiden Homologen in der Ackerschmalwand. Nach umfangreichen Recherchearbeiten lässt sich vermuten, dass die Gene eine wichtige Rolle in der pflanzlichen Fruchtbarkeit spielen und dort eine zentrale Rolle für den Energiestoffwechsel der Zellen ausführen. Wir analysieren die Funktionen des Gens innerhalb der Pflanze, indem wir Mutanten, also Pflanzen mit stumm geschalteten Genen untersuchen, die das Genprodukt nicht mehr synthetisieren können. Gleichzeitig fusionieren wir die Gene mit Fluoreszenzproteinen, transformieren diese in wildtypische Pflanzen, um die Lokalisierung in verschiedenen Geweben zu untersuchen. In diesem Zuge haben wir bis jetzt die Isolierung der Mutanten mittels Genotypisierung abgeschlossen und die Klonierung der fluoreszierenden Reporterkonstrukte begonnen, um diese später durch bakterienvermittelte Transformation in das pflanzliche Genom zu integrieren.

2. Platz

B6 Antibakterielle Wirkung von Pflanzenextrakten

Hannah Hennecke
Georg-Christoph-Lichtenberg-Gesamtschule Göttingen-Geismar

In meinem Projekt habe ich die antibakterielle Wirkung von Pflanzenextrakten untersucht. Dazu habe ich zuerst die Extrakte aus Ingwer, Zimt und Knoblauch mithilfe der Lösungsmittel-Extraktion und Destillation hergestellt. Danach habe ich die Extrakte mit der mikrobiologischen Technik eines Antibiogramms auf drei verschiedene Bakterien getestet. Mit meiner Arbeit möchte ich überprüfen, ob Pflanzen bei leichten Infekten als Alternative zu herkömmlichen Antibiotika dienen können. Dadurch könnte man der Resistenzentwicklung von Bakterien entgegenwirken.

B7 Der geheimnisvolle Duft

Celina Vianne Oestreich
Goethegymnasium Hildesheim

„Was ist das wichtigste im Leben eines Menschen?“ Im Zuge der Evolution und Biologie kann man diese Frage wohl durch Reproduktion beantworten. Bereits in meinem letzten Projekt erforschte ich, ob der Eisprung durch Pheromone errochen werden kann. In diesem Projekt soll es nun primär darum gehen in wie weit Pheromone eine Rolle dabei spielen „ob sich zwei Menschen gut riechen können“ und wie sich Erkenntnisse darüber auf unsere Umwelt und Partnerwahl auswirken. Um dieses erforschen zu können, wird eine Studie durchgeführt, in denen Testpersonen verschiedener Altersgruppen an „Blanco“ Karten riechen sollen, bei denen ein Teil mit den Sexualpheromonen „Androstenol und Androstenon oder mit Kopulinen und Androstenon“ behandelt worden ist. Zur Einordnung sollen dann die Karten nach gut riechend oder schlecht bzw. neutral riechend eingeordnet werden.

1. Platz

C1 Trockene Sommer - Kann Badewasser zum Gießen von Pflanzen verwendet werden?

Roland Heinhorst und Florin Strehle
Gymnasium Hittfeld

Es soll im Sinne des Einsparens von Wasser untersucht werden, ob ein Gießen von Pflanzen mit Badewasser ihr Wachstum gegenüber herkömmlich gegossenen beeinflusst. Im Experiment werden vier verschiedene Badezusätze zu je drei verschiedenen Konzentrationen angesetzt. Die zwölf verschiedenen Lösungen, sowie das zum Ansetzen der Lösungen genutzte Wasser, werden daraufhin auf ihren Einfluss auf das Wachstum von Kressepflanzen untersucht sowie auf verschiedene Eigenschaften, welche einen Einfluss auf das Pflanzenwachstum haben könnten. Dazu zählt der pH-Wert, die Oberflächenspannung und Flüchtigkeit. Zum Vergleich der Oberflächenspannungen ist eine eigens entwickelte Methode, welche die Tropfengrundfläche als Ausgangspunkt nutzt, angedacht. Um langfristig den Einfluss von tensidhaltigem Wasser auf die Bodenqualität durch Bindung von Tensiden zu untersuchen, werden verschieden lange Proben mit solchem gegossen und das durchgeflossene Wasser auf seine Tensidkonzentration untersucht.

2. Platz

C2 Bio Plastik?

Tabea Spille
Altes Gymnasium Oldenburg

Jeder kennt dieses Problem, Plastik überall! Es schwimmt in Flüssen und im Meer, liegt im Gebüsch oder auf dem Rasen. Und selbst wenn es in den Mülleimer kommt, erwartet es noch einen langen Weg, bis es endlich endgültig entsorgt ist. Besonders bei Einmalplastik ist das ein großes Problem. Um diesem Problem ein Ende zu setzen, versuchte ich eine umweltverträgliche, biologisch abbaubare Alternative zu erfinden. Das Ziel ist ein einfach herzustellender Ersatz, der auch dickflüssige Dinge halten kann, sich aber in Wasser auflöst. Der Prototyp könnte in Form einer Backmischung an den Kunden gebracht werden, der diese dann zu Hause in die gewünschte Form gibt, je nach Nutzen. Die Vorteile meines Produktes gegenüber normalem Plastik sind, dass es nur aus natürlichen Inhaltsstoffen besteht und einfach kompostierbar ist. Es richtet keinen Schaden an, wenn es z.B. im Meer landet, weil es einfach zersetzt wird.

C3 Pyrolysereaktor - Müllberg als Weg aus der Energiekrise

Arno Spark Kappe und Robin Söhle
Kaiser-Wilhelm- und Ratsgymnasium, Hannover

Nach wie vor spielen synthetische Kunststoffe in allen Bereichen des Lebens eine unverzichtbare Rolle. Der dabei anfallende Plastikmüll führt zu ernsten Umweltproblemen, da er nur zu einem geringen Prozentsatz wiederverwertet oder zur Energiegewinnung durch thermisches Recycling verwendet wird. Gerade im Hinblick auf die sich immer weiter zuspitzende Energiekrise und global schwindende Erdölreserven bietet sich die Nutzung des hohen Potentials von gebrauchtem Plastik zur Schonung fossiler Rohstoffe an. Das Projekt „Pyrolysereaktor - Müllberg als Weg aus der Energiekrise“ beschäftigt sich mit dem rohstofflichen Recycling von Polyolefinen, die einen überproportionalen Anteil in unseren Plastikabfällen ausmachen, mittels Mikrowellen unterstützter Pyrolyse. Durch diese energieschonende Art des rohstofflichen Recyclings könnten die wertvollen Ausgangssubstanzen unter überschaubarem Aufwand wiedergewonnen werden und helfen, auch in zivilisationsfernen Gebieten Müllberge zu reduzieren.

3. Platz

C4 Zersetzung kompostierbarer Mülltüten

Lilly von Freden und Mara Gerdes
Gymnasium Sulingen

Die AWG sendete im Jahresverlauf einen auffordernden Brief an die Gemeinden in Niedersachsen. Er beinhaltete die Kritik an scheinbar kompostierbaren Mülltüten in ihren Kompostwerken, die sich entweder zu langsam oder mit dem Zurücklassen von Plastikresten zersetzen. Dadurch wird die Umwelt geschädigt und es widerspricht der ursprünglichen Idee einer ökologisch abbaubaren Müllentsorgung. Wenn man das Wort kompostierbar hört, sollte davon ausgegangen werden, dass ein ökologisch abbaubares Produkt ohne weitere Bedenken in den Biomüll entsorgt werden kann. Dem ist allerdings nicht so, denn die Zersetzung von kompostierbaren Material dauert so lange, dass die Zeit in den Kompostieranlagen nicht zur vollständigen Zersetzung reicht. Diesem Problem widmen wir uns in unserem Projekt. Deswegen sind wir auf der Suche nach einem nachhaltigen und kommerziellen Weg, die Mülltüten zum Zersetzen vorzubereiten, sodass diese tatsächlich kompostierbar sind.

C5 Analyse der Hydrierung von Kohlenstoffdioxid an einem Mischkatalysator

Robin Winkelhage
Ernst-Moritz-Arndt-Gymnasium, Osnabrück

Aufgrund der Klimakrise müssen wir die Kohlenstoffdioxidemissionen verringern. Um die Klimaziele einzuhalten, müssen möglichst viele Sektoren der Wirtschaft und des Privatlebens auf Kohlenstoffdioxid-neutrale Energiequellen umgerüstet werden. In manche Branchen ist das aber unwirtschaftlich oder kaum möglich. Als Beispiel hierfür lässt sich die Luftfahrt anführen. Um beim Wirkungsgrad nicht bei Null anfangen zu müssen kann man bestehende Infrastruktur weiterbenutzen, indem man Treibstoffe mittels der FischerTropsch-Synthese erzeugt. Die FTS benötigt große Mengen an Energie um qualitativ hochwertige Kraftstoffe zu synthetisieren. Die bisher genutzte Synthese ist allerdings sehr energieaufwendig. Eventuell kann aber durch eine Anpassung des Katalysators und des Verfahrensschemas eine Energieeffizienz-Verbesserung erzielt werden. Diese Arbeit befasst sich mit der Analyse eines Eisen- und Eisen3Oxid Mischkatalysators im Hinblick auf Effektivität und Energieeffizienz während der Synthese.

1. Platz

C6 Entwicklung einer funktionalen 3D-Elektrode für eine hybride Redox-Flow-Batte

Lilly Johanna Hötte und Noel Bock
Gymnasium Fallersleben, Wolfsburg

Innovative Energiespeichermöglichkeiten wie die Technologie der Redox-Flow-Batterie können in der Zukunft eine große Bedeutung haben. Redox-Flow-Batterien können Energie aus schwer prognostizierbaren und saisonal schwankenden Energiequellen wie Wind- oder Solarkraft speichern. Dadurch ist es möglich Schwankungen von Bedarf und Angebot auszugleichen. Diese Energie wird dafür in chemische Energie umgewandelt und kann in flüssigen Elektrolyten gespeichert werden. Die Energiespeicherkapazität einer hybriden Redox-Flow-Batterie lässt sich durch eine dreidimensionale Elektrode deutlich erhöhen. Mit einer galvanischen Verzinnung möchten wir eine dreidimensionale Elektrode entwickeln, um die Energieeffizienz und Leistung einer hybriden Redox-FlowBatterie zu verbessern.

C7 Magnesium-Bootsantrieb

Peter Hackenberg
Christian-von-Dohm-Gymnasium Goslar

Ich habe ein Bootsmodell gebaut, welches seine Antriebsenergie aus einer, in das Meerwasser eingetauchten Galvanischen Zelle bezieht. Hierbei bestehen die beiden Elektroden aus Magnesium und Graphit. Der Antrieb des Boots soll idealerweise nicht durch eine Schiffschraube realisiert werden, sondern durch die Lorentzkraft. Das Boot hat bei dem Betrieb alkalischen Abfall, der jedoch gegen die Versauerung der Meere helfen könnte.

G1 Untersuchung von Umweltdaten in der Stratosphäre

Christoph Schröder
Cäcilienschule Wilhelmshaven

Unser Projekt befasst sich mit der Auswertung verschiedenster Daten, die wir mit einer selbstgebauten Messsonde während eines Ballonfluges auf bis zu 36 509m sammelten. Auch die Daten eines Ballons, der in Kooperation mit der IHJO entstand und zeitgleich flog, wurden ausgewertet. Um diese Datensätze, hauptsächlich bestehend aus Temperatur, Druck, Luftfeuchtigkeit, Strahlung und Feinstaubkonzentration, zu erheben, nutzten beide Sonden Low-Cost Sensoren verbunden mit Arduinos und Raspberry Pis. Mit dem Versuch wollten wir zum einen Korrelationen zwischen Messwerten finden. Weiter war es Ziel, Aussagen über die Strahlung, die mit zunehmender Höhe bekannterweise zunimmt, und über die Feinstaubbelastung in höheren Luftschichten treffen zu können.

3. Platz

G2 Spurensuche in der Vergangenheit - Extraktion von aDNA aus fossiliertem Holz

Simon Genovese und Marie Kümmel
Medizinische Hochschule Hannover

Versteinerte Überreste üben eine besondere Faszination aus. Doch wir wollen es genauer wissen und die DNA eines mineralisierten Holzüberrests untersuchen. Dabei ist die Extraktion eine sehr schwere Aufgabe, da die aDNA durch ihr hohes Alter und äußere Einflüsse stark degradiert ist. Hierzu testen wir verschiedene Vorgehensweisen, um DNA zu gewinnen, die sequenzierbar ist. Im besten Fall können wir mittels einer Analyse der mitochondrialen DNA eine taxonomische Einordnung durchführen. Tatsächlich ist es uns bereits gelungen, einige Bodenbakterien zu identifizieren, die sich auf und in dem Fossil befanden.

2. Platz

G3 Ein Blick in die Hase - die Gewässergüte im Flussverlauf

Angelina Lange, Kaja Bender und Jan Harms
Gymnasium Melle

Wie gesund ist unsere Hase? In unserem Projekt untersuchen wir die Gewässergüte der Hase in Osnabrück und Umgebung anhand chemischer, biologischer und physikalischer Parameter. Dafür haben wir im Juni, August und Oktober 2022 fünf verschiedene Standorte in den Blick genommen, um Wasserproben zu entnehmen. Der Saprobienindex wurde als wichtiger biologischer Parameter analysiert sowie weitere Richtwerte, unter anderem Nitrat, Nitrit und Sauerstoff. Die Ergebnisse sind erstaunlich...

G4 Modellierung eines innovativen Nahverkehrsnetzes für Osnabrück

Tim Kiebert
Ernst-Moritz-Arndt-Gymnasium, Osnabrück

Der öffentliche Personennahverkehr steht häufig in der Kritik: zu spät, zu voll, zu benutzerunfreundlich. Auch ich als ÖPNV-Nutzer stoße vielfach auf dieses Problem. Dabei ist es doch eigentlich eine Chance, sich umweltfreundlich fortzubewegen, so die CO2- Emissionen einzusparen und die Wirtschaftlichkeit des ÖPNV zu erhöhen. In meinem Projekt beschäftige ich mich mit dieser Thematik und bringe dabei die oben genannten Aspekte mit ein. Dabei soll ein benutzerfreundliches und optimal erschlossenes Nahverkehrsnetz für meine Heimatstadt Osnabrück geschaffen werden, was sich auf das Wesentliche beschränkt und gleichzeitig Vorteile für Nutzer und Umwelt bringt. Durch die Erstellung und anschließende Analyse von Modellen, sowohl in der Theorie als auch bei der Anwendung in Osnabrück, sollen Verkehrsströme simuliert werden. Somit soll ein optimales Netz geschaffen werden, das den Nutzern bedarfsorientierte Lösungen garantiert und den ÖPNV in der Stadt und künftig auch im Umland voranbringt.

1. Platz

G5 Untersuchung zur Belastung von Waldböden durch Mikroplastik

Pia Elix
Georg-Christoph-Lichtenberg-Gesamtschule Göttingen-Geismar

An verschiedenen Stellen wurden im Wald (Bsp. Waldweg, Wanderparkplatz und direkt im Wald) Bodenproben entnommen und diese dann auf Mikroplastik mithilfe einer Kochsalzlösung und einem Binokular untersucht. Durch das Experiment soll festgestellt werden, in welchen Teilen des Waldes sich am meisten Mikroplastik befindet und ob es bei der Mikroplastikverteilung im Wald überhaupt einen Unterschied gibt.

M1 Learn2Dance-Digital Tanzen lernen mit künstlicher Intelligenz in 3D

Jonas Allers
Halepaghen-Schule, Buxtehude

Die Idee, digital Tanzen zu lernen, stammt aus den Corona-Lockdowns, als die Tanzschulen geschlossen waren. Um dies zu ermöglichen, habe ich eine Web-App mit HTML, CSS und JavaScript entwickelt, welche intuitive 3D-Ansichten und Animationen nutzt, um Nutzern das Tanzen Lernen überall zu ermöglichen. Die 3D-Animationen wurden selbst mit Motion Capture aufgenommen und verarbeitet. Da kein Tanzlehrer vor Ort Fehler korrigieren kann, gibt eine KI, durch „Pose Estimation“ über eine Kamera, dem Tänzer Feedback. Für ein einzigartiges Nutzer-Erlebnis sorgt die Möglichkeit, Figuren in Augmented Reality zu lernen.

2. Platz

M2 Deep Reinforcement Learning in Quantenspielen

Benjamin Schoofs
Amandus-Abendroth-Gymnasium, Cuxhaven

Quantenspiele sind Spiele, die mehrere Agenten gemeinsam auf einem Quantencomputer spielen können. Deep Reinforcement-Learning ermöglicht es Agenten, Spiele mithilfe von neuronalen Netzen zu analysieren und Strategien zu entwickeln. Im Rahmen dieser Arbeit werden Deep Reinforcement-Learning Methoden angewendet, um die besondere Klasse der Quantenspiele zu erforschen. Ausgehend von Quantum Games and Quantum Strategies von Eisert et al. plane ich, mir das nötige Verständnis für Quantenspiele anzueignen, um sie in Python mit PyTorch zu implementieren. Ferner werde ich MultiAgent Actor-Critic for Mixed Cooperative-Competitive Environments von Lowe et al. als Ausgangspunkt meiner Reinforcement-Learning Forschung verwenden. Indem ich diese Paper in Beziehung setze, möchte ich zeigen, dass Deep Reinforcement-Learning Probleme lösen kann, die sich als Quantenspiel formulieren lassen.

M3 CellAlyse: Eine effiziente Automatisierung der Zählung und Klassifizierung von Blutzellen

David Rutkevich und Nils Buchal
Ubbo-Emmius-Gymnasium, Leer

Eine Blutprobe und ab ins Labor - aber was, wenn es kein Labor gibt oder es sich preislich nicht lohnt? CellAlyse hat gleich zwei KIs und ein kostengünstiges Mikroskop entwickelt, um die Zählung und Klassifizierung von Blutzellen zu automatisieren. Die KI für die Klassifizierung von weißen Blutzellen hat eine Genauigkeit von 97% und benötigt nur eine Sekunde pro Zelle. Die KI für die Zählung erreicht eine Zählgenauigkeit von 98% und braucht für ein normales Bild 20 Sekunden. Beide KIs sind über eine benutzerfreundliche Website zugänglich und haben das Potenzial, die medizinische Versorgung weltweit zu verbessern, insbesondere in entlegenen und armen Regionen. Das Mikroskop von CellAlyse ist das kosteneffizienteste seiner Art und kann Blutzellen sogar sichtbar machen. Es kostet etwa 150€ und liefert dennoch eine Qualität, die mit anderen teureren Mikroskopen vergleichbar ist. Außerdem kann es überall in der Welt gedruckt und zusammengebaut werden.

Landessieg Interdisziplinär

M4 Das Meistern von chinesischem Schach mit einem Reinforcement Learning Algorithmus

Simon Ma
Schillerschule Hannover

Xiangqi, chinesisches Schach, ist ein unvorstellbar komplexes Spiel, dessen Meisterung Jahrzehnte dauert - für einen Menschen. CheapChess ist meine Xiangqi-Applikation, mit Fokus auf einer selbstlernenden KI, die sich um die Frage dreht, wie sich die ressourcenintensiven existierenden Programme optimieren und sich komplexe Probleme kostengünstig lösen lassen. Zentrale Schwerpunkte lagen neben der Entwicklung eines funktionsfähigen Xiangqi Environments vor allem auf dem Entwurf und der Optimierung eines autodidaktischen Reinforcement Learning Algorithmus und dessen Erweiterung mit einem hochperformanten Suchalgorithmus, alles mit limitierter Hardware. Dafür entwarf ich neue Konzepte und es entstand eine flexible, starke Spiel-KI.

1. Platz

M5 Zusammenhänge zwischen Potenzen

Johanna Landwehr
Gymnasium Damme

Mein Projekt thematisiert Zusammenhänge zwischen Potenzen. Es thematisiert aber nicht nur irgendwelche Zusammenhänge zwischen Potenzen, sondern Zusammenhänge zwischen den Differenzen von Potenzen mit ganzen positiven Exponenten und ganzen positiven Basen. Das bedeutet, dass in meinem Projekt betrachtet wird, ob die Differenzen von Potenzen irgendwie zusammenhängen oder irgendetwas gemeinsam haben. Für diese Zusammenhänge zwischen den Differenzen von Potenzen plane ich einen Beweis in Form einer Formel aufzustellen.

M6 Zero-Trust-Prinzip im Internet unter Verwendung von TEEs und asymmetrischer Kryptographie

Matthis Steiger, Niklas Kniefert und Alexander Köb
Gymnasium In der Wüste Osnabrück

Das Internet hat in den letzten Jahren stark an Bedeutung gewonnen. Nahezu alle Bereiche der modernen Gesellschaft sind mehr oder weniger digitalisiert. Mit fortschreitender Digitalisierung wächst aber gleichzeitig auch die Zahl der Gefahren. Dabei geht es inzwischen nicht mehr nur um den Schutz sensibler Informationen wie z.B. Gesundheitsdaten, sondern auch um die Verhinderung von Falschinformationen und - durch Elon Musk ins öffentliche Bewusstsein gerufen - auch um die Verhinderung von Machtmissbrauch. Um diese Probleme zu lösen, haben wir uns mit einer Kombination der asymmetrischen Kryptographie und Trusted Execution Environments beschäftigt und die Machbarkeit des erarbeiteten Konzepts anhand eines selbst entwickelten Microblogging-Dienstes überprüft.

M7 Machine-Learning - Behandlungsassistenz für Menschen mit Diabetes Typ 1

Nando Gad El-Karim
Max-Planck-Gymnasium Göttingen

Das Ziel des Projekts ist es, das Leben von Typ-1-Diabetikern zu erleichtern. Hierfür werden Machine Learning-Modelle auf Blutzuckermessdaten der Vergangenheit trainiert. Diese Modelle werden dann in einer Smartphone-App eine Prognose für die aktuelle Situation zeigen. Dies soll es dem Patienten ermöglichen, das bisherige Verhalten zu reflektieren und eventuelle Anpassungen vorzunehmen und dadurch eine Hilfestellung in neuen / unbekannten Situationen sein.

3. Platz

M8 Norsecode - Kann man einfach neue Sinne erfinden?

Noel Friedrich
Ratsgymnasium Peine

Was hält uns davon ab, neue Sinne für uns Menschen zu erschaffen? Ich denke: nichts. Diese Hypothese prüfe ich experimentell anhand einer alltagstauglichen Applikation: dem Übersetzen von Text in optimierte Vibrationsmuster. So kann ich beispielsweise Benachrichtigungen lesen, ohne sie zu lesen. Das funktioniert, indem mein Handy die Informationen in einer neuen Sprache kodiert: einem Norsecode. Ich prüfe, ob diese Technik genutzt werden könnte, um neue Sinne in Form eines alltagstauglichen Softwareprodukts zu ermöglichen. Zusätzlich teste ich exemplarisch, ob diese Technik genutzt werden könnte, um eine Navigationssoftware intuitiver zu gestalten.

P1 Mikrowellenplasma für die Glasschmelze

Henrik Laurin Herrmann, Céline Laurel Herrmann und Clara Marie Scherenberger
Bernhard-Riemann-Gymnasium Scharnebeck

Vor dem Hintergrund der gegenwärtigen Gasknappheit aufgrund des Ukrainekrieges und der negativen Auswirkungen bisheriger Methoden der Glasindustrie auf die Erderwärmung soll ein funktionsfähiges, gasunabhängiges Verfahren zur effizienteren Glasschmelze entwickelt werden. Hierzu wird der Einsatz eines Plasmas, das auf Grundlage von elektrischem Strom mit Mikrowellenstrahlung erzeugt wird, als Lösungsansatz untersucht. Derzeitig verwendete Erdgasbrenner sollen bereichsweise ersetzt werden. Zunächst soll die Verwendung einfacher Mikrowellensender, deren Strahlung durch eine Sammellinse auf unter Hochspannung stehende Graphitminen gebündelt wird, erprobt werden. Weiterhin soll in einem Mikrowellenherd an den Minen ein Plasma erzeugt werden. Um Glas dadurch gezielt schmelzen zu können, sollen Konstruktionen erarbeitet werden, die Glasproben geeignet halten und bewegen.

1. Platz

P2 „Antiquarisches“ Licht im Schulteleskop

Marco Filip Vieira Carneiro, Liam Connor Konstantin Lotz und Jan-Eric Lehmann
Gymnasium Winsen
Erarbeitungsort: Zukunftswerkstatt Buchholz e.V

Unser Interesse gilt den sogenannten Quasaren. Es handelt sich um „quasi-stellare“ Kerne aktiver Galaxien im fernen Universum, deren riesige Leuchtkraft, verursacht durch die „Gefräßigkeit“ eines Schwarzen Lochs, sogar schon mit einem Schulteleskop dank moderner Technik beobachtet und analysiert werden kann. Aber wegen der riesigen Entfernungen leuchtet am Himmel nur ein sehr schwaches „Sternchen“, das mit einem Transmissionsgitter vor der Kamera als Quasar identifiziert und vermessen werden muss. Die Auswertung (schwieriger) gelungener Beobachtungen bedarf des Umgangs mit der Relativitätstheorie, weil sich die Raumausdehnung kosmologisch auswirkt. Dies ist uns an zwei „berühmten“ Beispielen gelungen.

3. Platz

P3 Speckle - Ein körniges Lichtphänomen

Nele Drüner Johannes-Althusius-Gymnasium Emden
Erarbeitungsort: Hochschule Emden/Leer

Bei der Herstellung eines Hologramms fiel ein sehr unruhig wirkendes Lichtmuster auf der Oberfläche des mit Laserlicht ausgeleuchteten Objektes auf. Eine Recherche ergab den Begriff Speckle für diesen Lichteffekt. Beim Betrachten sowie bei der holografischen Belichtung stört dieses körnige Lichtphänomen auf der Oberfläche sehr. Erst bei genauerer Analyse stellt man fest, dass diese Speckle ein Interferenzmuster sind, das direkt von der Oberflächenstruktur des mit kohärentem Laserlicht beleuchteten Objektes abhängt. Dieses Projekt hat das Prinzip hinter den Specklen sowie die Parameter, die die Speckle beeinflussen, beleuchtet. Da die Speckle von der beleuchteten Oberfläche abhängen, wurde die messtechnische Anwendung für 2D-Verschiebungen und 3D-Verformungen einer Oberfläche mithilfe des Specklemusters untersucht. Die Digitalisierung mit einer Kamera sowie die mathematische Auswertung und Verarbeitung der Specklemuster hat dabei die Auswertung unterstützt.

2. Platz

P4 Regenerative-CPU-Kühlung

Noah Witzke
Gymnasium Oesede

Heutzutage hat fast jeder von uns einen Computer oder Laptop, der eine hohe WärmeVerlustleistung hat. Ausgehend von dieser Situation liegt die Idee, diese Energie wieder zurückzugewinnen, sehr nahe. Das Sparen von Energie hat bei der Anwendung an einem technischem Gerät wie einem Laptop nicht nur den Vorteil einer niedrigeren Stromrechnung, sondern kann auch dazu beitragen, eine längere Akkuleistung zu ermöglichen. Bei der elektro-thermischen Energieumwandlung kamen aufgrund ihrer Fähigkeit durch eine Temperatur-Differenz Strom zu erzeugen Peltier-Elemente in Frage. Nach wenigen Versuchen nach diesem Prinzip konnte bereits ein kleiner Teil der Energie zurückgewonnen werden. Ziel hierbei ist es, so viel Energie wie möglich umzuwandeln, um die sinnvolle Anwendung in Geräten mit einem niedrigerem Stromverbrauch (wie z.B. Notebooks) zu erreichen. In Zukunft wären Geräte mit einer vom Werk verbauter Kühllösung nach diesem Prinzip denkbar.

P5 Qualitative und quantitative Analyse zweier Präparate mithilfe der Gammaspektrometrie

Ole Dannemeyer
Martino-Katharineum, Braunschweig

Gammastrahlung kann von uns nicht wahrgenommen werden, ist aber in zu hohen Dosen sehr gefährlich. Doch wie untersucht man radioaktive Präparate, die diese Strahlung emittieren? Dieser Frage gehe ich am Beispiel des Messverfahrens Gammaspektrometrie nach. In meinem Projekt werden zwei Präparate mithilfe der Gammaspektrometrie analysiert. Ziel der Arbeit ist die Bestimmung der Halbwertszeit und der Aktivität von Hg-203 in einem Präparat. Dazu wird zunächst mit einem anderen Präparat eine Funktion der Nachweiswahrscheinlichkeit, dem Anteil der korrekt vom Detektor erfassten an den vom Präparat emittierten Gammaquanten, in Abhängigkeit von der Energie der Strahlung als Kalibrierkurve für den genutzten Detektor erarbeitet. Dazu müssen jedoch zuvor die in diesem Präparat enthaltenen Nuklide bestimmt werden. Die Auswertung der Spektren geschieht dabei mit den Computerprogrammen Fityk und Microsoft Excel®, die Zuordnung von Nukliden mithilfe von Nachschlagewerken.

T1 Validierung von Schallpegelmessungen

Cord Harms
Gymnasium Bleckede

Schallpegelmessungen in der Natur unterliegen häufig fremdeinwirkender Störgeräusche, die die Aussagekraft von Messungen in Frage stellen. Im Rahmen der Arbeit am Projekt „Jugend forscht“ wurde eine alternative Messmethode entwickelt, um herkömmliche Messungen (automatisiert) zu validieren und eine Verfälschung von Messungen durch Fremdgeräusche mittels Frequenzanalyse auszuschließen.

T2 Optimierung des 3D-Druckens mit dünnflüssigen Photopolymeren durch Deposition Modeling

Per Jonathan Lüß
Zukunftswerkstatt Buchholz e.V.

Ich habe einen 3D-Drucker entwickelt, welcher dünnflüssige Photopolymere (Resine) im Deposition Modeling Verfahren druckt. Dieser Drucker kombiniert in der Theorie die Vorteile des FDM-Drucks (großer Bauraum, geringe Kosten) und des SLA-Drucks (hohe Detailgenauigkeit, schwierige Modelle). Da die Photopolymere nicht direkt nach dem Extrudieren aushärten, weil sie nicht (wie Plastik-Filamente) erhitzt werden, wird deren Viskosität ausgenutzt und durch eine Zonierung der UV-LEDs um die Druckdüse herum zeitlich präzise die Aushärtung bestimmt, um zeitsparendere und präzisere Verfahren anwenden zu können. Die von mir entwickelte Theorie teste ich an einem selbst entwickelten Großraum-3D-Drucker. Dazu habe ich einen Prototypen entwickelt und angefertigt sowie dessen Funktionsweise in einer kontrollierten Umgebung getestet.

2. Platz

T3 VerSander - Entwicklung einer Versanddrohne

Rupert Ihering und Jann Sander
Ubbo-Emmius-Gymnasium, Leer

Im Rahmen unseres Projektes haben wir uns mit der Entwicklung und prototypischen Fertigung einer vertikal startenden und landenden semiautonomen Transportdrohne beschäftigt. Unsere Transportdrohne ist in der Lage, bis zu 2 kg schwere Pakete mit den Abmaßen eines DHL Paketes M schnell und effizient auf Kurz- und Mittelstrecken zu transportieren. Bezeichnend für unser Projekt ist die Kombination aus Multikopter und Flugzeug
(sog. VTOL). Um die inhärenten Vorteile dieser Systeme im Kontext einer möglichst vielseitigen Versanddrohne kombinieren zu können, mussten wir einige unkonventionelle Systeme entwickeln. Deren Ausarbeitung und Erprobung haben den Hauptteil unserer Arbeit ausgemacht. Durch diese Entwicklung haben wir versucht, die Aspekte der Effizienz, Sicherheit und Anwendungstauglichkeit bestmöglich zu vereinen.

1. Platz

T5 Entwicklung eines ökonomischen Modells für den Betrieb von High Altitude Pseudo Satellites

Anna Gesine Lübke
Martino-Katharineum, Braunschweig
Erarbeitungsort: changING - Ein Forschungsclub im Exzellenzcluster SE²A

High Altitude Pseudo Satellites sind in der Luftfahrtforschung ein vielversprechendes System zur Erdbeobachtung und zur Verbreitung von Mobilfunk. Es gibt schon einige Prototypen verschiedener Firmen, jedoch keine Abschätzungen wie viel ein Flottenbetrieb dieser neuartigen Flieger kostet. Folglich soll in dieser Arbeit ein Kostenmodell entwickelt werden, mit dem die Kosten pro Missionsgebiet und pro Servicestunde einer HAPSFlotte mit verschiedenen Parametern errechnet werden können. Zudem soll auch die Kostenzusammensetzung analysiert sowie die Missionskosten mit ähnlicher Infrastruktur verglichen werden. Basierend auf den Ergebnissen der Kostenrechnung werden Optimierungsvorschläge aufgrund der technischen Auslegung einer HAPS-Flotte entwickelt. Hierzu wird zuerst ein Kostenmodell erstellt und danach werden mithilfe einer Computersimulation Missionsdaten für Erdbeobachtungs- und Mobilfunkmissionen ermittelt, aus denen dann die Kosten berechnet werden.

3. Platz

T6 Wasserversorgung für die Landwirtschaft

Alexander Weike
KGS Salzhemmendorf

Unter Betrachtung der regionalen und globalen Wasserversorgung lässt sich ein Handlungsbedarf in der Zukunft erkennen. Es muss eine Lösung gefunden werden, um die essenzielle Wasserversorgung für die Landwirtschaft auch unter dem Einfluss des voranschreitenden Klimawandels sicherzustellen. So benötigt es alternative Möglichkeiten, Wasser nutzbar zu machen. Ein Ansatz könnte die Nutzung des Kondensationsprinzips sein. Durch technische Neuentwicklungen in der Zukunft könnte dies skalierbar und wirtschaftlich nutzbar sein im Vergleich zu anderen Verfahren. In meinem Projekt beschäftige ich mich mit Ansätzen, welche dieses Problem lösen könnten. Zur Veranschaulichung meines Ansatzes, habe ich eine Anlage entwickelt, welche Wasser aus der Luft extrahiert. Diese soll als Prof of Concept dienen und soll zeigen, dass es auch möglich ist, ortsunabhängig Wasser zu gewinnen. Dies ist meine Vision, wie in der Zukunft möglicherweise Wasser gewonnen werden kann.