Jugend forscht Niedersachsen > Mathematik/Informatik


M1 CubeSolver (Zauberw├╝rfel-Roboter) - Landessieger

Anton Murer und Pascal Krau├č

Gymnasium Eversten, Oldenburg

Der Zauberw├╝rfel fasziniert uns schon lange und auch in unserer Klasse ist er sehr popul├Ąr. Aus diesen Gr├╝nden stellten wir uns die Frage, ob es m├Âglich ist, dass auch ein Roboter den W├╝rfel l├Âsen kann. Wir haben einen Roboter aus Lego Mindstorms EV3 gebaut und programmiert, welcher in der Lage ist, eigenst├Ąndig einen Zauberw├╝rfel zu l├Âsen. Der Roboter funktioniert mit einem Farbsensor um den W├╝rfel zu scannen. Drei Motoren erg├Ąnzen sich gegenseitig so, dass alle Seiten des W├╝rfels gedreht werden k├Ânnen. Der W├╝rfel wird mit der Fridrich-Methode gel├Âst, eine Methode welche f├╝r Menschen gedacht ist, die den W├╝rfelm├Âglichst schnell l├Âsen wollen. Sowohl der Roboter als auch das Programm sind ohne Anleitungen aus dem Internet entwickelt worden.

M2 Einsatz von Methoden der K├╝nstlichen Intelligenz in der kephalometrischen R├Ântgendiagnostik - Landessieger

Constantin Tilman Schott

Paul-Gerhardt-Schule Dassel

In der Kephalometrie (Kopfvermessungskunde) m├╝ssen auf Fernr├Ântgenbildern des Sch├Ądels strukturelle Punkte detektiert werden. Das Ziel dieser Arbeit ist die automatisierte Bestimmung des f├╝r diese Analysen wesentlichen Sella-Punktes, der als imagin├Ąrer Mittelpunkt der Sella turcica auf der Sch├Ądelbasis gilt. Mit dem Einsatz von Convolutional Neural Networks, einem Verfahren der k├╝nstlichen Intelligenz, wurden dabei von selbstlernenden Programmen die daf├╝r notwendigen Strukturen erkannt und der Sella-Punkt gesetzt. Dabei wurde ein neuer Ansatz entwickelt, der teilweise auf bereits bekannten Verfahren aufbaut, diese kombiniert und erweitert. Die selbstlernenden Neuronalen Netze bestimmen den Sella-Punkt mit einer durchschnittlichen Abweichung von weniger als 1% im Vergleich zur Vorgabe.

M3 Ist das geklaut? - Eine praktische Ann├Ąherung an den Bildvergleich im Upload-Filter

Johannes Karl Luber und Ole Woyciniuk

Graf-Friedrich-Schule, Diepholz

Wir haben mit unserer Arbeit begonnen, weil in den Medien viel ├╝ber die neue Datenschutzgrundverordnung diskutiert wurde. Eine Folge dieser w├Ąre, dass dann Upload-Filter verwendet werden m├╝ssten, die u.a. Bilder kontrollieren, ob diese urheberrechtlich gesch├╝tzt sind. In unserem Projekt versuchen wir zu ├╝berpr├╝fen, wie gut solche Filter-Algorithmen funktionieren k├Ânnen. Wir haben deshalb selbst eine Art Upload-Filter programmiert. Dabei haben wir uns auf den Bildvergleich spezialisiert und Methoden des Image Processing angewandt. Ergebnis unserer Forschungen war, dass wir es f├╝r schwierig halten, einen zeiteffizienten und gleichzeitig sicheren Filter-Algorithmus zu entwickeln und deshalb nach anderen L├Âsungen gesucht werden sollte.

M4 Onlino

Bennet Meyer

Gymnasium Oedeme, L├╝neburg

Cloudspeicherdienste wie OneDrive, iCloud und Google Drive erm├Âglichen es dem Nutzer, von jedem Ger├Ąt aus auf seine Dateien zuzugreifen. Software wird h├Ąufig f├╝r jedes Betriebssystem neu programmiert bzw. ist nicht f├╝r jedes vorhanden. Doch wie w├Ąre es, wenn man diese Programme in die Cloud integrieren w├╝rde? Sowohl Handy-, Tablet- als auch PC-Nutzer k├Ânnten auf jedes ihrer Programme zugreifen und dessen Einstellungen und Daten w├╝rden stetig synchronisiert werden. Neben der Plattformunabh├Ąngigkeit w├Ąre auch die geringe Leistungsanforderung vorteilhaft. So wird lediglich die Installation eines Webbrowsers vorausgesetzt, da der Server die n├Âtige Rechenleistung bes├Ą├če. Es ist das Ziel ein solches ÔÇ×Online-BetriebssystemÔÇť mit JavaScript und PHP zu programmieren. Die Basis ist ein Dateiverwaltungsprogramm, in welches Programme integriert werden. Des Weiteren soll eine Bibliothek es erm├Âglichen, Programme offline auszuf├╝hren.

 

M5 Optimierung von Ampelkreuzungen - Programmierung und technische Umsetzung

Frederike Moek

Marion-D├Ânhoff-Gymnasium, Nienburg

Rote Welle, gr├╝ne Welle; vor roten Ampeln zu stehen macht weder Fahrern noch Beifahrern Spa├č und die eigene Rotphase scheint immer die l├Ąngste zu sein. Ein Blick in die Programmierung der Steuerung von Ampeln zeigt, dass vielf├Ąltige Algorithmen zum Verkehrsfluss beitragen.
So wurde mit Delphi die Herausforderung angenommen, anhand eines Kreuzungsmodells die Ablaufsteuerung einer bzw. mehrerer Stra├čenkreuzung(en) selbst zu programmieren. So wurde der Einfluss von Zusatzverkehr im Hinblick auf Stau betrachtet, welcher zu verl├Ąngerten Ampelphasen f├╝hrt. Weiterhin ist eine Protokollierung des Stau-Aufkommens integriert, sodass Ampelphasen anhand ermittelter Daten nachgesteuert werden k├Ânnen.

 

M6 Was die Wurzel aus 2 mit der H├Ąlfte einer Summe zu tun hat

Luca Hendrik Revermann

Franziskusgymnasium Lingen

In meinem Projekt m├Âchte ich eine von mir selbst gefundene Zahlenfolge genauer untersuchen. Diese Zahlenfolge beinhaltet alle nat├╝rlichen Zahlen n, f├╝r die gilt: (n*(n+1))/2= k*(k+1) Dabei ist k eine weitere nat├╝rliche Zahl. Das Ziel meiner Untersuchung ist es, eine Bildungsregel f├╝r diese Folge zu finden und diese zu beweisen. Au├čerdem werde ich versuchen, einen Grenzwert f├╝r die gesamte Folge oder das Verh├Ąltnis von aufeinanderfolgenden Folgegliedern zu finden. Ein weiteres Thema der Forschung wird es sein, genauere Angaben ├╝ber das k zu finden, beispielsweise ein genaues Verh├Ąltnis zum dazugeh├Ârigen n oder zum darauffolgenden k.

 

2019