Dienstag - 2. April 2019

„Jugend forscht“: Mathematik / Informatik

Two Men Dungeon - wie können wir Schülern mit Autismus helfen?

v.l.: Fabian-Faraz Farid, Jonas Michael Broeckmann - Hugo-Junkers-Gymnasium, Mönchengladbach
Ein Spiel, womit die Kommunikationsfähigkeit und das Teamwork bei Schülern mit Autismus verbessert wird, indem die Spieler nur gemeinsam die Levels durchspielen können. Dazu müssen sich die Spieler absprechen und die Rätsel lösen. Wir haben mit der Software GameMaker Studio unser Programm in der Sprache GML geschrieben. Die Beta-Versionen wurden von uns und Schülern mit Autismus getestet.


Galaxy Simulation

Emile Hansmaennel - Theodor-Fliedner-Gymnasium, Düsseldorf
Ist es möglich die Entstehung von Galaxien zu simulieren? Um diese Frage zu beantworten bin ich zu dem Schluss gekommen, dass ich das doch mal ausprobieren sollte. Dazu habe ich das Navarro-Frenk-White Profil implementiert um Cluster an Sternen zu generieren und anschließen die Kräfte die Zwischen den Sternen wirken zu berechnen. Dabei stattete ich die Sterne mit einer zufälligen Masse aus und Unterteilte die Galaxie in dynamisch-große Zellen um die Simulation stark zu beschleunigen. Um die Simulation noch stärker zu optimieren, implementierte ich die Simulation sehr modular um diese auf theoretisch mehreren Tausend Servern gleichzeitig laufen zu lassen. Insgesamt sollte es nun möglich sein einen Zeitschritt in einer Galaxie mit 200 Millionen Sternen in ca. 45 Minuten statt 1265 Jahren zu berechnen (Angenommen es werden 1 Millionen Kraftberechnungen pro Sekunde durchgeführt).


Deep Learning - A.I. Ava

Linus Schmidt - Gymnasium am Markt, Bünde
Die Deep Learning A.I. (Aftificial Intelligence namens Ava - Deutsch: K.I.) beschäftigt sich hauptsächlich mit dem Gebiet der Kommunikation. Die A.I. wurde mit dem Deeplearning-Framework 'Deeplearning4J' entwickelt, um möglichst schnelle Berechnungen durchführen zu können. Ziel der A.I. ist es, eine möglichst intelligente und Menschennahe Konversation zu führen. Sie soll ein Verständnis für den Kontext Konversationen bekommen.


Neuronale Netzwerke am Lenkrad

Javier Bosch Carracedo - Deutsche Schule "Albrecht Dürer" Sevilla, Spanien
Das Projeckt hat als Ziel eine künstliche Intelligenz durch neuronale netzwerke zu entwicklen, die bei genetische algorithmen optimisiert werden, um ein virtueles Auto zu fahren.
Alles ist in C# geschrieben und der ganze Code ist in Unity3D gearbeitet worden.


Intelligentes externes Kontrollsystem für Drohnen

v.l.: Matías Spatz, Pablo Fernández - Deutsche Schule Madrid, Spanien
Um Drohnen nützlich einsetzen zu können braucht man Menschen, die sie kontrollieren, doch die Produktivität könnte immens verbessert werden, wenn ein Computer diese Arbeit automatisch durchführen könnte. Daher wollten wir ein neuartiges System aufbauen, welches fähig ist, Drohnen autonom und intelligent zu steuern. Dies bedeutet unter Anderem, selbstständig zu einem Ziel navigieren zu können und dabei Hindernisse auszuweichen. Es ist uns dabei besonders wichtig, dass es ohne Bedürfnis von spezialisierten Bordsensoren funktionieren soll. Als Basis für unseres System benutzen wir eine Kinect Kamera, die sowohl die Drohnen als auch deren Umgebung in drei Dimensionen erfasst. Um die Präzision der Ortung zu verbessern, entwickelten wir einen Simulator, der die Positionen einer Drohne vorhersehen kann, welches dabei hilft, sie nicht 'zu verlieren', wenn sie kurz verdeckt wird. Wir haben ein C++ Desktopprogramm geschrieben, welches diese Algorithmen implementiert und zuverlässig ausführt.


Der große Satz von Fermat für Polynome

Jasmin Winz - Städt. Steinbart-Gymnasium, Duisburg
Der Satz des Pythagoras zeigt, dass es unendlich viele reelle Zahlentriple r, s, t gibt für die gilt, dass die Summe der Quadrate zweier Zahlen gleich des Quadrats einer dritten Zahl ist. Fermat hat in seinem letzten Satz im 17. Jahrhundert formuliert, dass die Beziehung >>Die Summe der m-ten Potenzen zweier Zahlen ist gleich der m-ten Potenz einer dritten Zahl.<< für natürliche m nur gelten kann, wenn m echt kleiner 3 ist. Bewiesen werden konnte dieser Satz allerdings erst im Jahr 1994 von Andrew Wiles.
Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Übertragung dieses Satzes auf Polynome. Ich zeige, dass der große Satz von Fermat für drei komplexe Polynome R(x), S(x) und T(x) unter der Voraussetzung, dass sie keine gemeinsame Nullstelle haben und nicht alle drei konstant sind, immer gilt.


Messenger zur KI-basierten multilingualen Kommunikation

Samuel Khadra - Städt. Ruhrtal-Gymnasium, Schwerte

Ziel meiner Arbeit ist die Programmierung eines Messengers für verschiedene Plattformen (iOS, Android, Online, ...)
Die Besonderheit dieses Messengers liegt in der Möglichkeit, mit Usern anderer Sprachen zu kommunizieren. Dabei übersetzt der Messenger selbstständig die Nachrichten von der Sprache des Absenders, in die des jeweiligen Empfängers und dies unter Beibehaltung des Aussagegehaltes. Hierbei nutzt die Applikation verschiedene KI-Systeme, um dem Benutzer die bestmöglichen Übersetzungen zu bieten.

Ziel ist es Menschen verschiedener Kulturkreise in Kontakt zu bringen und den internationalen Austausch zu intensivieren.

In der weiteren Planung sind Gruppenchats, Ende-zu-Ende-Verschlüsselung und eventuell die Übersetzung von Sprachnachrichten.

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