Kategorie Mathematik und Informatik
G&S IT Group unterstützt Schüler beim Jugend forscht Projekt
Maximilian Spiegelberg und Simon Dälken vom Gymnasium Carolinum Osnabrück nahmen mit ihrem Projekt „Bildbasierte Fahrweganalyse für nautische Anwendungen“ erfolgreich am Wettbewerb Jugend forscht in der Kategorie Mathematik und Informatik teil. Ihre Projektidee: Mit Hilfe einer Kamera wird die Position und der Kurs eines Bootes bestimmt. Mittels eines eigenen Softwareprogramms können Geschwindigkeit und mögliche Kollisionsereignisse prognostiziert werden. Die G&S IT Group unterstützt die beiden Schüler mit 500 Euro für die Anschaffung von notwendiger Hardware.
Maximilian Spiegelberg und Simon Dälken gehen in die neunte Klasse am Gymnasium Carolinum in Osnabrück und haben in diesem Jahr das erste Mal am Wettbewerb Jugend forscht teilgenommen. Für ihr Projekt „Bildbasierte Fahrweganalyse für nautische Anwendungen“ gab es bei „Schüler experimentieren“ im Jahr 2021 den Regionalsieg (1. Platz) im Fachgebiet Mathematik/Informatik sowie den Sonderpreis „Thinking Safety“. Schülerinnen und Schüler treten bis zum Alter von 14 Jahren in der Juniorsparte „Schüler experimentieren“ an, im Alter von 15 und bis 21 Jahren starten die Teilnehmer in der Sparte „Jugend forscht“. Bei ihrer ersten Teilnahme beim Regionalentscheid von „Jugend forscht“ in Lingen konnten die beiden Schüler die anwesende Jury überzeugen und sicherten sich den zweiten Platz. Der erste Platz wurde dabei nicht vergeben. Dieser gilt als Qualifikation für die nächste Runde des Wettbewerbs auf Landesebene. Für den zweiten Platz gab es ein Preisgeld in Höhe von 60 Euro sowie ein Zeitungsabo als Sonderpreis. Doch worum geht es eigentlich in dem Projekt genau?
Spätestens seit der Blockade des Suez-Kanals in Ägypten durch das Container-Schiff „EverGiven“ ist bekannt, welche verheerenden Folgen ein falsches Manövrieren von Schiffen haben kann. In der Automobilindustrie wird akribisch an Systemen für ein autonomes Fahren gearbeitet. Die Idee hinter dem Projekt von Maximilian und Simon ist ähnlich: Ziel ist es, ein System zu entwickeln, welches bildgesteuert den zu erwartenden Fahrtweg eines Bootes im Voraus berechnet und mithilfe der gewonnenen Informationen in die Schiffssteuerung eingreift, um Kollisionen zu verhindern. Die Kontrolleinheit der beiden Schüler basiert auf der Programmiersprache Java. Hiermit wird ein System entwickelt, welches den Fahrtweg von Objekten, in diesem Fall Booten, nachvollziehen und analysieren kann. Es handelt sich um ein Bildauswertungsprogramm, welches anhand einer Serie von Bildern den Fahrtweg eines Bootes bestimmen kann. Dafür durchsucht das Programm zunächst ein Bild nach Pixeln in einer bestimmten Farbe. Anhand dieser Pixel lassen sich dann die verschiedenen Werte bestimmen.
Der andere Teil des Projektes sind die entsprechenden Modellboote und ihre Steuerung. Die Boote werden mit Hilfe eines Minicomputers, Arduino Romeo V 2.2, einem kleinen Elektromotor für den Antrieb, einem Servomotor für die Steuerung und einem Akku gesteuert.
Tipps von den Chefs
In Zukunft wollen die beiden ihr Programm weiterentwickeln und verbessern. Dabei sollen zuerst die Übertragungsprobleme zwischen den Komponenten behoben werden und die Vorhersage der zukünftigen Position eines Bootes soll die ermittelte Drehbewegung mit einbeziehen und damit genauer werden. Des Weiteren ist die Idee, Möglichkeiten für Ausweichmanöver hinzuzufügen aktuell erhalten die Boote bei einer prognostizierten Kollision den Befehl, rückwärtszufahren. Die Zahl der Boote soll auch steigen, dafür sollen Anmeldemöglichkeiten für mehrere Boote gleichzeitig ergänzt werden.
Die G&S IT Group hat das Projekt mit 500 Euro für die Anschaffung von Hardware unterstützt. Außerdem hat Geschäftsführer Daniel Guth sich mit den beiden Schülern intensiv zu ihrem Projekt ausgetauscht, um ihnen ein paar Tipps geben zu können sowie bei einem Ausflug nach Hamburg dabei zu sein: Bereits im vergangenen Jahr wurden die beiden Schüler vom Software-Entwickler Daniel Wolf in das Hamburger Miniatur Wunderland eingeladen. Die Mitarbeiter und Bastler im Miniatur Wunderland beschäftigen sich mit ähnlichen Problemen bei der Steuerung von Modellbooten. Bei der Exkursion wurde sich über die Thematik der Steuerung von (Modell-) Booten intensiv ausgetauscht und Lösungsansätze diskutiert.
Die beiden Geschäftsführer der G&S IT Group, Daniel Guth und David Schmitz, haben ihr Abitur am Gymnasium Carolinum Osnabrück absolviert und der Kontakt zu ihrem ehemaligen Lehrer Kai Crystalla ist nicht abgerissen. Maximilian Spiegelberg und Simon Dälken werden bei ihren Projekten ebenfalls von Kai Crystalla und seinem Kollegen Dr. Ansgar Striethorst begleitet. Und auch in Zukunft bleibt der Kontakt bestehen: In den Sommerferien wird Maximilian ein Schüler-Praktikum bei der G&S IT Group machen.