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Alle Projekte 2019 - von hier kommen die Teilnehmer des Landeswettbewerbs Jugend forscht Bayern

Verbesserung der Lauftechnik für Langstrecken


Standfoto A9

Regionalwettbewerb

Mittelfranken

Fachgebiet

Arbeitswelt

Teilnehmer

Raphael Schwendner
Schule: Staatliche FOS/BOS Triesdorf

Projekt-Info

Bei dem Projekt soll eine Analyse der Lauftechnik von Langstreckenläufern durchgeführt werden. Kenianische Läufer sind bekannt für ihren effizienten Laufstil. Auch durch ihn lassen sich ihre Erfolge, gerade auf Langstrecken, erklären.

Wissenschaftler vermuten, die Tatsache, dass die meisten Kenianer in Armut groß werden und lange Zeit barfuß unterwegs sind, maßgeblich für ihren ökonomischen Laufstil sein könnte. Ich als begeisterter Läufer will deshalb untersuchen, ob sich Unterschiede zwischen dem Laufstil mit und ohne moderne Laufschuhe erkennen lassen. Gegebenenfalls können anhand der Ergebnisse Optionen zur Verbesserung der Lauftechnik herausgearbeitet werden.

Es sollen von allen vier Seiten Videoaufnahmen mit einer Hochgeschwindigkeitskamera gemacht werden, bei denen die Probanden mit und ohne Schuhe auf einem Laufband laufen. Die Schrittfrequenzen werden mit einem Metronom verglichen und die Videos im Anschluss daran, unter Verwendung eines Analyseprogramms, ausgewertet.

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Swypad - Display Touchpad


Standfoto A8

Regionalwettbewerb

München-Süd

Fachgebiet

Arbeitswelt

Teilnehmer

Eric Brendel
Schule: Gymnasium Ottobrunn

Claus Carste
Schule: Gymnasium Ottobrunn

Melwin Langfeld
Schule: Gymnasium Ottobrunn

Projekt-Info

Was würde es für Sie bedeuten, nicht lange nach Programmen suchen zu müssen, sich keine Shortcuts mehr merken zu müssen und nicht mehr zwischen oft genutzten Programmen hin und her zu wechseln? Das Swypad macht genau das für Sie! Und spart Ihnen damit wertvolle Zeit für ein effizienteres Arbeiten.

Swypad ist eine Kombination aus einem Display und einem Trackpad, wie es beim Laptop verwendet wird. Das Swypad ermöglicht durch einfaches Wischen und Tippen über den Bildschirm die Steuerung des Cursors am Computer und ersetzt damit Ihre Maus durch eine intuitiv zu bedienende Oberfläche.

Zusätzlich dazu werden bei diesem revolutionären Produkt auf dem Display weitere Programm-Funktionen (Apps) angezeigt, die durch festes Drücken auf das Swypad aktiviert werden können. So können Sie Ihr Arbeitsverhalten Beispielsweise durch einen Taschenrechner, einen Ziffernblock, Shortcuts, die Programme öffnen, oder schwer zu merkende Tastenkombinationen optimieren. Außerdem gibt es die Möglichkeit, einfache Gesten über dem Swypad zu nutzen, z.B. durch das Heben und Senken Ihrer Hand die Lautstarke des Computers schnell und einfach anzupassen.

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Stoma-Warner


Standfoto A7

Regionalwettbewerb

Niederbayern

Fachgebiet

Arbeitswelt

Teilnehmer

Gerold Kiefl
Schule: Ludwigsgymnasium Straubing

Anna Kiefl
Schule: Ludwigsgymnasium Straubing

Felix Kiefl
Schule: Ludwigsgymnasium Straubing

Projekt-Info

Unser Projekt ist ein Warnsystem für Stoma-Patienten, also für Personen mit einem künstlichen Darmausgang. Genauer gesagt ist unser Stoma-Warner für Menschen mit einem künstlichen Dünndarmausgang (Ileostoma).

Das Problem bei einem künstlichen Dünndarmausgang ist, dass der Stuhl hier noch relativ flüssig ist. Das Wasser wird dem Stuhl erst im Dickdarm entzogen, den der Stuhl bei dieser Art des künstlichen Ausgangs erst gar nicht erreicht. Besonders bei Medikamentengabe löst sich häufig die mit Haftpaste angeklebte Basisplatte vom Körper, was dazu führt, dass der künstliche Ausgang undicht wird und die Kleidung plötzlich einen großen, stark riechenden, gelblich-braunen Fleck aufweist.

Es ist wichtig, Stoma-Trägern in ihren täglichen Lebenssituationen Sicherheit zu geben. Gerade im Arbeitsalltag ist der Stoma-Warner eine wichtige Hilfe. Wer z.B. im täglichen Kundenkontakt steht oder auswärts übernachten muss, den wird der Stoma-Warner vor unangenehmen Situationen bewahren.

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Sehtests für Schüler


Standfoto A6

Regionalwettbewerb

München-Nord

Fachgebiet

Arbeitswelt

Teilnehmer

Clea Albers
Schule: St.-Anna Gymnasium

Martin Franke
Schule: Wilhelm-Hausenstein-Gymnasium München

Projekt-Info

Viele Kinder und Jugendliche erkennen ihre Sehschwäche erst, wenn diese schon deutlich ausgeprägt ist. Sie sehen deshalb lange unscharf und haben ein größeres Risiko für schlechte Schulleistungen, Verkehrsunfälle und Sportverletzungen.

Deshalb haben wir eine Website erstellt, die Schülerinnen und Schülern eine einfache und frühzeitige Durchführung eines Sehtests mithilfe von Landoltringen ermöglichen soll. Ein selber geschriebener Algorithmus auf unserer zweiten Website bietet Interessierten die Gelegenheit, ihre Sehschärfe ganz allein zu überprüfen.

Zusätzlich gibt es viele nützliche und gut verständliche Infos darüber, wie Kurzsichtigkeit entsteht, warum sie schädlich ist und wie sie sich teilweise verhindern lässt. Wir erklären auch, wie Sehtests funktionieren.

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Praktikabler Einsatz von herkömmlichen Atemgeräten in Upside-Down Konfiguration


Standfoto A5

Regionalwettbewerb

Voralpenland

Fachgebiet

Arbeitswelt

Teilnehmer

Timon Steinhilber
Schule: Gymnasium Sonthofen

Projekt-Info

Bei Kaltwassertauchgängen besteht die Vereisungsgefahr des Atemreglers, was zu tödlichen Unfällen führen kann. In solchen Fällen muss das vereiste Ventil zugedreht und auf das Zweitventil umgestiegen werden. Allerdings ist das Ventil an der Flasche für den Taucher durch die ungünstige Position im Nacken und der zusätzlich eingeschränkten Bewegungsfreiheit durch den Kälteschutz schwer bis unmöglich zu erreichen.

Die Lösung für dieses Problem ist: Man spannt die Flasche falsch herum ein, damit das Ventil am Steißbein sitzt und man es somit leicht erreichen kann. Dafür ist allerdings ein Schutz für das Ventil wichtig, damit beim Absetzen des Geräts ebendieses nicht beschädigt wird. Zudem braucht man eine zusätzliche Schlauchführung für den erweiterten Weg.

In meinem Projekt möchte ich beides für individuelle Flaschengrößen entwerfen, sodass das Tauchgerät im besten Fall auch problemlos auf dem Ventil stehen kann und dieses beim Tauchen leicht zu erreichen ist.

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Gymazing - Das innovative Lernspiel


Standfoto A4

Regionalwettbewerb

Augsburg

Fachgebiet

Arbeitswelt

Teilnehmer

Tobias Wohlhüter
Schule: Gymnasium Diedorf

Alexander Mandera
Schule: Gymnasium Diedorf

Moritz Aschenbrenner
Schule: Gymnasium Diedorf

Projekt-Info

Die Idee war, ein Brettspiel zu entwickeln, welches einerseits Lerninhalte vermitteln, abfragen und auffrischen soll und anderseits auch Spaß macht.

Wir haben geplant, dass es eine Elektrobox gibt, welche die Hauptelektronik beinhalten soll, und dass es 6 Seitenteile gibt, welche das Spielfeld bilden sollen und in welchen auch nochmal Technik verbaut ist. Es gibt Fragen aus 6 Fächern (Mathematik, Physik, Geographie, Kunst, Geschichte und Englisch), welche wiederum in Unter-, Mittel- und Oberstufe aufgeteilt sind, damit jeder Spieler sein passendes Level auswählen kann.

Die Fragen, die von Grund auf im Spiel sind, sind zwar auf das G8 angepasst, jedoch kann der Nutzer ganz einfach über ein Webinterface und einen USB-Stick eigene Fragensets verwenden. Das Spiel besteht aus dem Brettspiel an sich und der zugehörigen Android App, welche jeder Spieler installiert haben muss. Im Spiel sind ein Rasberry Pi, ein Arduino Micro, zwei Lautsprecher, ein Touch-Display und RGB LEDs verbaut.

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EASY FLOWER WATERING 2.0


Standfoto A3

Regionalwettbewerb

Oberfranken

Fachgebiet

Arbeitswelt

Teilnehmer

Annika Strickner
Schule: Schiller-Gymnasium Hof

Projekt-Info

„EASY FLOWER WATERING 2.0“ ist ein Bewässerungssystem für Blumentöpfe. In diesem Bewässerungssystem ist ein Feuchtigkeitssensor eingebaut, der die Feuchtigkeit im Blumentopf misst und ausgibt.

Ist der ausgebende Messwert niedrig, so wird durch den Mikrocontroller (Arduino) und ein Relais eine Pumpe angesteuert. Diese pumpt während eines bestimmten Zeitintervalls Wasser in den Blumentopf. Des Weiteren ist ein Ultraschallsensor eingebaut. Dieser misst den Wasserstand im Wasserbehälter. Unterschreitet dieser einen bestimmten Wert, wird der Besitzer des sich selbstbewässernden Blumentopfes durch eine E-Mail darüber informiert, dass der Wasserbehälter aufgefüllt werden muss.

Außerdem ist das Bewässerungssystem durch eine kleine Messstation, bestehend aus einem Multisensor BME280 und einem Fotowiderstand, ergänzt worden. Der BME280 misst stündlich die Temperatur, den Luftdruck und die Luftfeuchtigkeit im Raum, in dem sich die Pflanze befindet. Der Fotowiderstand misst zusätzlich stündlich die Helligkeit im Raum.

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Der smarte Briefkasten


Standfoto A2

Regionalwettbewerb

München-Nord

Fachgebiet

Arbeitswelt

Teilnehmer

Jakob Landbrecht
Schule: Staatliche Realschule Oberding

Projekt-Info

Wer kennt es nicht? Man wartet auf ein wichtiges Dokument, aber ist in der Arbeit oder Schule. Mit Hilfe des smarten Briefkastens erhält man eine Nachricht, wenn zu Hause die Post gekommen ist.

Dies ist möglich durch ein in den Briefkasten integriertes WLAN-Modul, das sich mit dem Heimnetz verbindet.

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Bau eines Winter- und Geländetauglichen Rollstuhluntersatzes


Standfoto A1

Regionalwettbewerb

Voralpenland

Fachgebiet

Arbeitswelt

Teilnehmer

Lukas Straub
Schule: Gymnasium Lindenberg, Lindenberg

Samuel Fäßler
Schule: Gymnasium Lindenberg, Lindenberg

Projekt-Info

Im Winter und außerhalb befestigter Straßen ist eine Fortbewegung für Rollstuhlfahrer sehr schwer oder ohne Unterstützung sogar unmöglich ist.

Um diesem Problem entgegenzuwirken bauen wir einen motorisierten winter- und geländetauglichen Untersatz, mit dem sich auf den Rollstuhl angewiesene Menschen sicherer und unabhängiger von der Witterung und dem Gelände fortbewegen können, ohne dabei auf die Wendigkeit eines normalen Rollstuhls verzichten zu müssen!

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Vermehrung der Dugesia - ein Überlebenskünstler?


Standfoto B11

Regionalwettbewerb

Voralpenland

Fachgebiet

Biologie

Teilnehmer

André Stapelfeldt
Schule: Max-Rill-Gymnasium Reichersbeuern

Projekt-Info

Meine Forschungsarbeit handelt von der Vermehrung von Planarien (Strudelwürmer, in dieser Arbeit konkret die Gattung Dugesia). Planarien sind seit mehreren Jahren in der Aquaristik und – aufgrund der hohen Regenerationsfähigkeit ihrer Zellen – in der Grundlagenforschung zu Gehirnfunktionen und Gedächtnis sowie in der Regenerationsforschung bekannt.

Die Tiere sind also sehr gut erforscht, aber man weiß immer noch nicht, welche Verhältnisse wichtig sind, damit die Tiere sich am besten fortpflanzen können. In der Aquaristik ist dieses noch nicht vorhandene Wissen sehr wichtig, da Planarien Schnecken, Garnelen und Fischlaich befallen können und diese letztlich töten. Daher möchte ich herausfinden, welche die Optimalen Bedingungen für die Vermehrung der Planarien sind, um dann Rückschlüsse auf eine Eindämmung dieser zu ziehen.

Anhand dieser Informationen kann man sagen, welche Wasserwerte wie eingestellt werden sollten, damit die Vermehrung eingedämmt wird und die Tiere keinen Schaden anrichten. Durch diese Methode könnten Chemikalien und Medikamente oder andere Methoden zur Tötung vermieden werden.

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Plastikmüll: Retten (Öko-) Kunststoffe die Welt?


Standfoto B10

Regionalwettbewerb

Mittelfranken

Fachgebiet

Biologie

Teilnehmer

Pius Johann Dischinger
Schule: Willstätter Gymnasium

Projekt-Info

Die Verschmutzung der Meere ist ein allgegenwärtiges Thema, doch mir scheint, der Umgang damit ist nicht immer zielführend. Die riesigen Plastikinseln im Meer zeugen davon. Da der Plastikmüll überhandnimmt, finde ich es unbedingt notwendig, den ihn zu reduzieren.

Neben direkter Müllvermeidung gibt es bereits mehrere Ansätze wie Organisationssysteme zur Verringerung von Plastikmüll (z.B. Mehrwegsysteme) und auch alternative Verpackungsmaterialien wie Papier oder biologisch abbaubaren Kunststoff. Kritiker des ökologisch abbaubaren Biokunststoffs beanstanden die aus ihrer Sicht notwendige hohe Temperatur zur Verrottung, die lange Verrottungsdauer von zwölf Wochen wie auch den hohen Anteil petrochemischer Stoffe in vielen sogenannten Biokunststoffen. Meine Hypothese: Wenn Plastik verwendet werden muss, dann kann es nur verrottbarer Kunststoff sein, um die (Um-) Welt zu retten. Für meine Hypothese überprüfte ich die genannten Kritikpunkte im eigenen Gartenkompost. Zuerst definierte ich die Begrifflichkeiten der verschiedenen, häufig missverständlichen Arten der Biokunststoffe.

Ich stellte fest, dass der Begriff „Biokunststoff“ nicht präzise ist. Er lässt keine eindeutigen Rückschlüsse auf die Materialzusammensetzung und die Entsorgung bzw. Verwertung des Kunststoffes zu. Außerdem verschaffte ich mir einen Überblick über die verschiedenen abbaubaren Kunststoffe. Um mir Fachwissen anzueignen, kontaktierte ich Anbieter und Hersteller und betrieb Literatur- und Internetrecherchen. Ich überprüfte im Feldversuch die Abbaufähigkeit von den als ökologisch abbaubar beschriebenen Kunststoffen und verglich diese mit zwei Proben aus konventionellem Plastik. Mein Hauptaugenmerk legte ich auf Verpackungstüten für Obst und Gemüse. Alle meine Versuchsobjekte stammten aus meinem Alltagsleben. Ich beobachtete in regelmäßigen Abständen über mehrere Monate hinweg deren aktiven bzw. nicht vorhandenen Verrottungsprozess.

Ergebnisse: 1. Eine der getesteten Tüten (Compostella) baute sich schnell ab. Auch die anderen Versuchsobjekte veränderten sich im Untersuchungszeitraum stark. (Bestätigt durch Infrarotspektroskopie, optisch bzw. haptisch.) 2. Kompostierbare Kunststoffverpackungen sind eine Alternative zu konventionellen Plastikverpackungen. 3. Kompostierbare Kunststoffe auf pflanzlicher bzw. Milchbasis zersetzen sich CO2-neutral und sollten auch in industriellen Kompostieranlagen zugelassen werden. Es zeigte sich, dass sich eine meiner Tüten (Compostella) schnell und auch im Hauskompost ökologisch abbaute. Dies hat auch mein naturwissenschaftlich exakter Versuch mittels Infrarotspektroskopie bestätigt.

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Kartierung des Fledermausvorkommens in Kirchen des südlichen Landkreises Pfaffenhofen im Sommer 2018


Standfoto B9

Regionalwettbewerb

Ingolstadt

Fachgebiet

Biologie

Teilnehmer

Josef Henn
Schule: Schyren-Gymnasium Pfaffenhofen

Projekt-Info

Im Sommer 2018 wurden 31 Kirchen im südlichen Landkreis von Pfaffenhofen nach Fledermausspuren untersucht, von denen einige bereits 1999 kontrolliert wurden. Durch Kotstücke, aufgefundene Hangplätze und andere Indikatoren konnten verschiedene Fledermausarten in den einzelnen Kirchen nachgewiesen werden.

Die Ergebnisse der Begehungen wurden in eine Karte eingetragen. Durch den Vergleich der Ergebnisse aus 2018 mit den Ergebnissen aus 1999 konnte ein Anstieg des Fledermausvorkommens festgestellt werden.

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Kann sich die Raupe der Großen Wachsmotte (Galleria mellonella) von Kunststoff ernähren?


Jugend forscht 2019 Frag nicht mich

Regionalwettbewerb

Niederbayern

Fachgebiet

Biologie

Teilnehmer

Larissa Kreuzhuber
Schule: Maristengymnasium Fürstenzell

Projekt-Info

In dem Projekt geht es darum, mittels Beobachtung von Größe, Gewicht und Entwicklungsgeschwindigkeit zu ermitteln, ob die Raupen der Großen Wachsmotte dazu im Stande sind, sich von Kunststoff zu ernähren und diesen enzymatisch abzubauen oder ob sie Kunststoff ausschließlich mechanisch zerkleinern können.

Dies war vor allem in Anbetracht der unterschiedlichen Forschungsarbeiten, die im letzten Jahr erschienen sind, interessant.

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Insekten an Biotopgrenzen


Standfoto B7

Regionalwettbewerb

Oberpfalz

Fachgebiet

Biologie

Teilnehmer

Anna Klemmer
Schule: Joseph-von-Fraunhofer-Gymnasium Cham

Projekt-Info

Die untersuchten Flächen befinden sich in der Nähe von Furth im Wald. An fünf Terminen zwischen Juni und August wurden auf einer Wiese und am Waldrand Insekten per Hand- bzw. Netzfang oder durch Klopfen mit dem Tuch gefangen. Alle 580 Individuen wurden bestimmt und dokumentiert.

So konnte die Artenvielfalt zwischen dem Biotop Wiese und der Biotopgrenze verglichen werden. Die Insekten haben viele Möglichkeiten, die Grenze zwischen den beiden Habitaten zu nutzen und sind daher sehr artenreich vorhanden. Die Biotopgrenze ist äußerst geeignet als Lebensraum und Nahrungsquelle, bietet Schutz und erleichtert die Paarung und Fortpflanzung, da sich hier die Möglichkeiten beider Biotope vermischen.

Durch eine vielfältigere Gestaltung der vorhandenen Habitatsgrenzen und eine Wiederbelebung und Förderung verloren gegangener Saumstrukturen, kann die Vielfalt der Insekten gefördert werden, was auch dem Insektensterben entgegenwirken würde.

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Gas statt Kompostanlage!? - Laub als Biogaslieferant


Standfoto B6

Regionalwettbewerb

Unterfranken

Fachgebiet

Biologie

Teilnehmer

Lucie Brejtrova
Schule: Staatliche Realschule Großostheim

Philipp Geßner
Schule: Staatliche Realschule Großostheim

Projekt-Info

Im Herbst fallen Unmengen von Blättern an, welche eingesammelt und kompostiert werden. Da man die trockenen Blätter auch gut lagern kann, haben wir uns die Frage gestellt, ob man damit auch Biogas gewinnen könnte.

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Entwicklung aquatischer in vivo Biotestsysteme mit Invertebraten zur ökobiologischen Untersuchung von Wasser aus Kunststoffbehältern auf endokrine Disruptoren


Standfoto B5

Regionalwettbewerb

München-Nord

Fachgebiet

Biologie

Teilnehmer

Leopold Zaitz
Schule: Luitpold Gymnasium München

Projekt-Info

Endokrine Disruptoren werden vorwiegend über die Nahrung aufgenommen und zeichnen sich durch ihre unerwünschte hormonelle Wirkung auf Organismen und Menschen aus, und können so Ursache für Erkrankungen und Entwicklungsstörungen sein.

Da es noch zu wenige Untersuchungen zum Nachweis solcher Stoffe und ihrer Wirkungsweise gibt, werden in diesem Projekt Trinkwässer verschiedenster Herkunft in unterschiedlichen Kunststoffbehältnissen aus PET (Polyethylenterephthalat) gelagert, erwärmt und in vivo Biotests dieser Wässer auf östrogenwirksame Disruptoren mit Invertebraten als Testorganismen (konkret mit Gastropoden und Crustaceen, also mit Schnecken und Krebstieren) durchgeführt.

Dabei wurde die hormonartige Wirkung der kunststoffexponierten Wässer durch Erhöhung der Zahl der Nachkommen der Testorganismen im chronischen Reproduktionstest gemessen. Signifikant erhöhte Werte der Nachkommenanzahl deuten auf die Gegenwart von östrogenartig wirkenden endokrinen Disruptoren in den Wässern hin. Hierbei konnte festgestellt werden, dass manche Trinkwasserproben bereits ohne Kontakt zu den Kunststoffbehältern sehr geringe hormonelle Wirkung aufwiesen und dass andere Wasserproben – besonders bei Erwärmung – endokrine Disruptoren aus den Kunststoffbehältnissen ausgewaschen haben müssen. Zudem lassen sich die Wässer durch Filtration über Aktivkohle von den endokrinen Disruptoren befreien. Mit einfachsten Mitteln und ohne Laborausstattung wurde ein umfassendes kostengünstiges „Setup“ aus seriellen Testaquarien zur Durchführung der Biotests erfolgreich etabliert.

Die Reproduktionstests mit Crustaceen der Gattung Daphnien (Wasserflöhe) als Testorganismen reagierten signifikant auf die Anwesenheit von endokrinen Disruptoren im Wasser, waren aber weniger sensitiv als die verwendeten Gastropoden der Arten Potamopyrgus antipodarum sowie Viviparus viviparus. Eine der beiden verwendeten Schneckenarten, Viviparus, wurde in diesem Projekt erstmals in Reproduktionstests verwendet und es wurden Hinweise auf ihre besonders hohe Sensitivität gegenüber östrogenartigen Disruptoren festgestellt, was neue zoologische Daten zum Arterhalt (Umweltempfindlichkeit) liefern könnte und einen tieferen Einblick in die Biochemie der europäischen Viviparidae ermöglicht. Die prinzipiell sehr hohe Empfindlichkeit dieser Biotests auf hormonartig wirkende Substanzen ist einerseits ein Vorteil, gleichzeitig aber auch ein Problem, denn es ist schwer, die gemessene Wirkung auf andere Organismen zu transferieren und herauszufinden, welche Substanzen, die als hormonaktiver Stoff schon in geringsten Mengen wirksam sein könnten, eigentlich die Ursache sind. Bei PET (Polyethylenterephthalat) vermutet man, dass das häufig als Katalysator eingesetzte Antimontrioxid als endokriner Disruptor wirken könnte. Denkbar sind aber auch andere Inhaltsstoffe der Kunststoffbehälter. Die Untersuchung der Wirkung von uns umgebenden Substanzen ist ein zunehmend wichtiges Thema, das noch viel zu wenig untersucht ist und immer drängender zu werden scheint, da deren Anzahl immer weiter zunimmt.

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Die Rotfärbung an Blättern des Stinkenden Storchschnabels (Geranium robertianum) – eine Ursachenforschung


Standfoto B4

Regionalwettbewerb

Augsburg

Fachgebiet

Biologie

Teilnehmer

David Haney
Schule: Simpert-Kraemer-Gymnasium Krumbach

Dominik Kanzler
Schule: Simpert-Kraemer-Gymnasium Krumbach

Michael Merk
Schule: Simpert-Kraemer-Gymnasium Krumbach

Projekt-Info

Wie bei vielen anderen Pflanzen findet man beim einheimischen Stinkenden Storchschnabel (Geranium robertianum) häufig neben den grünen auch rot gefärbte Blätter. Recherchiert man über rote Blattfärbung, so findet man eine größere Anzahl von Theorien, mit denen die Färbung erklärt werden könnte.

In der vorliegenden Arbeit testen wir als Hypothesen vor allem, ob die roten Farbstoffe als Trockenschutz oder Sonnenschutz dienen oder eine Alterungserscheinung darstellen. Bei den Vermutungen zur Sonnenschutzwirkung unterscheiden wir zudem zwischen zwei Mechanismen. Einerseits dem Schutz durch Absorption und andererseits dem vor freien Radikalen.

Wir stellen für jede der Hypothesen eine Liste von Kriterien auf, welche beim Zutreffen in der Natur oder im Experiment beobachtbar sein sollten. Mit Hilfe von Freilandbeobachtungen, statistischen Erfassungen an verschiedenen Standorten und Experimenten, unter anderem Photometrie, Kryoskopie, Pflanzexperimente, Messung der antioxidativen Kapazitäten, Chromatographie und Gravimetrie konnten wir schlussendlich zeigen, dass es sich bei der Rotfärbung tatsächlich um einen Schutz vor erhöhter Sonneneinstrahlung handelt. Aus unseren Versuchsergebnissen konnten wir ableiten, dass der rote Farbstoff aus Anthocyanen besteht und dem Schutz vor Radikalen dient.

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Bienengift - ein natürliches Wundermittel?


Standfoto B3

Regionalwettbewerb

Oberfranken

Fachgebiet

Biologie

Teilnehmer

Tae-Jun Park
Schule: Schiller-Gymnasium Hof

Projekt-Info

Bei dem Projekt „Bienengift - ein natürliches Wundermittel?“ geht es um die zentrale Fragestellung, ob der Mensch aus dem Bienengift einen positiven Nutzen ziehen kann.

Zur Beantwortung der Frage wurden zunächst die Zusammensetzung des Bienengiftes und die derzeitigen Anwendungsbereiche des Giftgemisches ermittelt. Damit diese Verwendungsmöglichkeiten jedoch beurteilt und bewertet werden konnten, wurden anschließend in Versuchen die Auswirkungen und Wirkungsweisen des Bienengiftes auf ausgewählte Zellen untersucht.

Dazu wurde Bienengift mit einem selbstgebauten Sammler isoliert und mithilfe von Mundschleimhaut- und Zwiebelzellen verschiedene Präparate mit und ohne Giftsekret hergestellt, die dann unter dem Mikroskop betrachtet werden konnten.

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Auswirkungen von Störvariablen auf erlerntes Verhalten zur Raumorientierung bei L. niger


Standfoto B2

Regionalwettbewerb

Ingolstadt

Fachgebiet

Biologie

Teilnehmer

Emily Fuchshuber
Schule: Staatliche Fachoberschule Regensburg

Projekt-Info

Mein Projekt beschäftigt sich mit der Frage, ob unsere heimischen Ameisen erlerntes Verhalten, die Orientierung betreffend, auch nach dem Einfluss von Störvariablen, die auf die Raumorientierung wirken, zeigen können.

Dazu wird in Kooperation mit dem Fachbereich Zoologie/Evolutionsbiologie der Universität Regensburg ein Versuch mit der Ameisenart Lasius niger durchgeführt. Die Stichprobenziehung erfolgt in Form eines Vorversuchs, bei dem aus 18 Kolonien 48 Ameisen zwei Versuchsgruppen zugeordnet werden. Alle Ameisen der beiden Gruppen haben in zwei Lerndurchläufen durch ein standardisiertes Y-Labyrinth die Gelegenheit, durch operantes Konditionieren zu lernen.

Um eine Orientierung an Spurpheromonen zu verhindern, werden Papierstreifen am Boden des Labyrinths nach jedem Durchlauf erneuert. Im Testdurchlauf werden die beiden Versuchsgruppen unterschiedlich starken Störvariablen, welche die Raumorientierung beeinflussen, ausgesetzt. Es zeigt sich, dass Lasius niger im Allgemeinen nicht in der Lage sind, sich unter Ausschluss von chemischen, visuellen und geomenotaktischen Orientierungsmitteln zu orientieren. Allerdings konnten einzelne Exemplare festgestellt werden, die anscheinend eine Möglichkeit besitzen, sich zurechtzufinden.

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ANTibiotics - eine neue Zukunft für Humanmedizin und Agrarwirtschaft?


Standfoto B1

Regionalwettbewerb

München-Süd

Fachgebiet

Biologie

Teilnehmer

Dominik Doll
Schule: Lise-Meitner-Gymnasium Unterhaching

Natalie Doll
Schule: Städtische Berufsschule für Zahntechnik, Chemie-, Biologie- und Drogerieberufe

Projekt-Info

Wir wollen mit unserer Blattschneiderameisenkolonie Acromyrmex octospinosus ein neues Antibiotikum erforschen, welches in der Humanmedizin und der Agrarwirtschaft von Nutzen sein könnte.

Zu diesem Zweck arbeiten wir mit der LMU in München zusammen, um in deren Labor unter strenger Sterilität und mit geeigneten Materialien die Versuche durchführen zu können. Die Actinomyceten (Mikrobakterien) vermehren wir auf verschiedenen Agar-Platten, kultivieren sie dann im Inkubator und wollen im Anschluss die Funktion und Wirksamkeit des Antibiotikums testen.

Dazu werden in einem Speziallabor unterschiedliche Pathogene auf unsere mit Streptomyceten-Kolonien benetzten Agarplatten aufgetragen und nach wachstumsfreien Zonen oder Überlagerungen Ausschau gehalten. Die Ergebnisse dieser Versuche werden wir analysieren, interpretieren und vergleichen.

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Von der Baumwolle zum Kunststoff


Regionalwettbewerb

Oberfranken

Fachgebiet

Chemie

Teilnehmer

Justus Ködel
Schule: Wirtschaftswissenschaftliches und Naturwissenschaftlich-technologisches Gymnasium der Stadt Bayreuth

Projekt-Info

Ziel dieser Arbeit war es, einen völlig umweltfreundlichen Biokunststoff aus nachwachsenden Rohstoffen, inklusive biologisch abbaubarer Weichmacher, herzustellen, um die herkömmlichen auf Erdöl basierenden Kunststoffe zu ersetzen.

Dabei sollte das Problem des langsamen biologischen Abbaus in die Umwelt eingetragenen Kunststoffes gelöst und eine umweltschonende Recyclingmethode entwickelt werden. Um das Spektrum der Anwendungsmöglichkeiten zu vergrößern, konnte durch spezielle Additive die Entflammbarkeit des Biokunststoffes herabgesetzt werden. Oberstes Ziel war dabei, nach dem Prinzip der „Green Chemistry“ zu arbeiten, was bedeutet, möglichst umweltfreundlich zu produzieren, Energie zu sparen und Gefahr für Mensch und Umwelt so weit wie möglich einzuschränken.

Für die Synthese des Biokunststoffes Cellulosediacetat (CA) wurde daher als Ausgangsstoff das am häufigsten natürlich vorkommende Polymer Cellulose in Form von Baumwolle gewählt. Für die entsprechende Modifikation des Polymers wurden die aus umweltfreundlichen Chemikalien hergestellten Edukte Essigsäure und Essigsäureanhydrid verwendet. Da trotz intensiver Recherche keine Syntheseanleitung für den Biokunststoff zu finden war, musste ein Syntheseplan unter geeigneten Parametern entwickelt werden. Um nicht auf Phthalate zurückgreifen zu müssen, wurden als unbedenkliche Alternativen zum einen Triacetin, ein auf Glycerin basierender Weichmacher, und zum anderen Triethylcitrat, ein auf Citronensäure basierender Weichmacher, verwendet. Um das Spektrum der Anwendungsmöglichkeiten zu vergrößern, wurden neuartige, umweltfreundliche Flammschutzadditive hinzugesetzt, wodurch die Brandgefährlichkeit enorm reduziert werden konnte. Um die biologische Abbaubarkeit des Biokunststoffes zu testen, wurden vielversprechende Versuche mit Cellulase durchgeführt. Daraus kann geschlussfolgert werden, dass der Kunststoff sowohl in der Natur mikrobiell in rascher Zeit zersetzt werden, als auch von Lebewesen, die den Kunststoff mit der Nahrung aufgenommen haben, abgebaut werden kann. Ja sogar das Entsorgen des Kunststoffes als Tierfutter in zerkleinerter Form wäre denkbar. Um Ressourcen zu schonen, sollte eine umweltschonende Recyclingmethode entwickelt werden, mit deren Hilfe am Ende wieder die eingesetzte Cellulose in Reinstform erhalten werden kann.

Dazu wurden die zuvor am Molekül addierten Acetylgruppen vom CA durch basische Esterhydrolyse (Verseifung) getrennt. Die dabei anfallende Cellulose kann nun entweder wieder zur Synthese von CA verwendet werden, oder – wie oben beschrieben – noch leichter abgebaut werden. Da zum Recyceln ein Abtrennen des Kunststoffes von herkömmlichen Kunststoffen unumgänglich ist, wurden abschließend CA-Folien mit natürlichen Farbstoffen wie z.B. Chinin versetzt, um diese von anderen Kunststoffen durch Fluoreszenz vollautomatisch aussortieren zu können. Ergebnis ist also ein schwer entflammbarer, leicht abtrennbarer, wiederverwertbarer Kunststoff, der biologisch abbaubar ist und daher hoffentlich bald einen Großteil der auf Erdöl basierenden Kunststoffe ersetzen wird!

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Vom Altpapier zum umweltfreundlichen Kraftstoff


Regionalwettbewerb

Niederbayern

Fachgebiet

Chemie

Teilnehmer

Sabine Ispas-Ungermann
Schule: Karl-von-Closen-Gymnasium

Projekt-Info

Im Zuge der Digitalisierung wird die Verwertung des Altpapiers überflüssig sein und es werden beachtliche Mengen des Papiers ungenutzt bleiben. Dieses möchte ich zu etwas Nützlicherem umwandeln.

Dazu stelle ich durch die Hydrolyse der Cellulose aus Altpapier eine Glucose-Lösung her, welche mithilfe von Hefe zu Ethanol gärt. Das durch Destillation getrennte Ethanol kann dann statt dem aus Pflanzen hergestellte Ethanol im Benzin (Biobenzin) verwendet werden.

Das somit gewonnene Benzin wäre ein wirklich umweltfreundlicher Kraftstoff.

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Reaktionsprozesse des β-Carotins - der Wahrheit auf der Spur


Regionalwettbewerb

Mittelfranken

Fachgebiet

Chemie

Teilnehmer

Lara Kim Linke
Schule: Ohm-Gymnasium Erlangen

Projekt-Info

Diese Arbeit beschäftigt sich mit der organischen Chemie, spezifischer mit den Reaktionsprozessen von β-Carotin mit Sauerstoff, Wasser und Wärme unter Anwesenheit von Licht. Die Absicht ist es, neue Erkenntnisse über diese Prozesse zu erlangen, experimentelle Ergebnisse zu präsentieren und ein tieferes Verständnis für diese Reaktionsprozesse zu vermitteln.

Um zu Ergebnissen zu gelangen, wurde anfangs Carotin extrahiert, der Einfluss der Faktoren Sauerstoff, Wasser, Wärme und Licht geprüft und genauer durch verschiedene sowohl kinetische als auch präparative Ansätze, beispielsweise mit Spektrometern und Chromatographen, untersucht.

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Nicht nur sauber sondern rein


Regionalwettbewerb

Rosenheim

Fachgebiet

Chemie

Teilnehmer

Hiwa Aydin
Schule: Maria-Ward-Gymnasium Altötting

Projekt-Info

In meinem Projekt habe ich eine selbstreinigende Oberfläche auf Basis des Lotuseffekts entwickelt. Die Blätter der asiatischen Lotusblume haben eine hydrophobe Oberfläche, d.h. wenn ein Tropfen Wasser auf sie fällt, kugelt dieser sofort weg.

Mein Ziel war es, selbst so eine Oberfläche zu erstellen. Gelungen ist mir dies mit einem blanken Kupferplättchen und verschiedene in Lösungen. Wenn man auf das fertigbehandelte Kupfer nun Schmutzpartikel wie zum Beispiel Kreide legt, kann man sehen, wie ein Tropfen den ganzen Schmutz mitnimmt.

In Zukunft könnte man, um den Einsatz von Reinigungsmitteln zu minimieren oder ganz zu vermeiden, selbstreinigende Kupferplättchen verwenden.

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Moose als Ionenaustauscher


Regionalwettbewerb

Augsburg

Fachgebiet

Chemie

Teilnehmer

Michael Merk
Schule: Simpert-Kraemer-Gymnasium Krumbach

Sebastian Jenuwein
Schule: Simpert-Kraemer-Gymnasium Krumbach

Projekt-Info

Moose werden aktuell als eine ökologische Möglichkeit gesehen, die Luft in Städten zu reinigen. Recherchiert man über die Eigenschaften von Moosen, so findet man häufig den Hinweis, dass sie die Fähigkeit zum Kationenaustausch besitzen sollen.

Allerdings beschränken sich die Behauptungen immer auf Torfmoose, die in Deutschland allesamt unter Naturschutz stehen. Wir möchten daher herausfinden, ob auch andere häufig vorkommende Moosarten als Kationenaustauscher wirken können.

Exemplarisch soll die Fähigkeit zur Absorption von Eisen-, Kupfer-, Calcium- und Magnesiumkationen erforscht werden. Außerdem möchten wir erproben, ob prinzipiell auch eine Enthärtung von Wasser mit Moosen möglich ist.

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Ein Papierleimungsmittel als Superabsorber bei Ölverschmutzungen


Regionalwettbewerb

Unterfranken

Fachgebiet

Chemie

Teilnehmer

Paul Kunisch
Schule: Friedrich-Dessauer-Gymnasium

Thomas Derra
Schule: Friedrich-Dessauer-Gymnasium

Projekt-Info

"Bei der größten Umweltkatastrophe in der Geschichte der USA liefen vor acht Jahren im Golf von Mexiko 780 Millionen Liter Rohöl ins Meer. Dabei starben elf Arbeiter und hunderttausende Seevögel. Die Bilder von den teerverklebten Kreaturen brannten sich auch in unser Gedächtnis und sie wurden wieder lebendig, als uns ein Artikel in einer Fachzeitschrift in die Hände fiel, der von einem neuen Ölbindemittel berichtete.

Man erhält es durch Impräg-nierung von Zellstoff mit organischen Geliermitteln. Es erinnert ein bisschen an den Superabsorber in der Babywindel, weil es ein Vielfaches seines Eigengewichts an Flüssigkeit aufsaugen kann, mit einem gravierenden Unterschied: Die Flüssigkeit ist hier Rohöl! Bei dem Versuch, dieses Verfahren im Labor nachzustellen, stießen wir auf ein Papierleimungsmittel, das die Papierhersteller ASA nennen. Es wird in Papierfabriken im Tonnenmaßstab eingesetzt, um die Saugfähigkeit des Papiers zu steuern. ASA übertraf die Ölsorption des Ölbindemittels aus der Literatur um das Doppelte.

Wir imprägnierten damit Zellstoff, Baumwolle, Sägespäne und Vliese in einem einfachen Verfahren und arbeiteten an dessen Optimierung. Infrarotspektroskopische Untersuchungen belegen, dass ASA chemisch an die Faser bindet. Imprägnierte Sägespäne saugen spontan einen dicken Ölfilm von der Wasseroberfläche. Ihr Reinigungseffekt erstreckt sich aber auch auf die gelösten Kohlenwasserstoffe unter der Wasseroberfläche. Gaschromatographisch gelang der Nachweis, dass der Kohlenwasserstoffgehalt um die Hälfte reduziert wird. Auch Ölspuren auf Straßenbelägen können mit dem ASA-Superabsorber erfolgreich bekämpft werden

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Biodiesel - Eine echte Alternative zu konventionellem Kraftstoff?


Regionalwettbewerb

München-Süd

Fachgebiet

Chemie

Teilnehmer

Hagen Tomas
Schule: Lise-Meitner-Gymnasium Unterhaching

Lorenz Schweizer
Schule: Lise-Meitner-Gymnasium Unterhaching

Lennart Schemmer
Schule: Lise-Meitner-Gymnasium Unterhaching

Projekt-Info

Im Kern unseres Projektes stehen die Versuche der Biodieselsynthese aus gewöhnlichen Speiseölen und Altspeiseölresten. Hierzu werden wir eine detaillierte Versuchszusammenfassung erstellen.

Im Zuge unseres Projektes werden wir uns außerdem mit der Historie des Biodiesels befassen und erläutern zusätzlich Vor- und Nachteile des alternativen Kraftstoffes. Anschließend definieren wir den Begriff der Ökologie in Bezug auf den Biodiesel und setzen uns mit der Umweltbelastung und dem Verbrauch des Biodiesels auseinander.

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Simulation des Falls in ein schwarzes Loch anhand der Schwarzschild-Metrik


Regionalwettbewerb

München-Süd

Fachgebiet

Geo- und Raumwissenschaften

Teilnehmer

Benjamin Defant
Schule: Rupprecht-Gymnasium München

Projekt-Info

Ich beschäftige mich damit, den Fall in ein Schwarzes Loch zu simulieren. Dazu verwende ich als Vereinfachung die Schwarzschild-Metrik als Modell, da diese schwarze Löcher als ungeladene, nicht rotierende Objekte beschreibt.

Bei der Berechnung versuche ich, auch relativistische Effekte durch die hohe Gravitation und die Fallgeschwindigkeit zu berücksichtigen. Die berechneten Formeln sollen in einem Simulink-Modell Anwendung finden, um damit zeitbasierte Simulationen für verschiedene Fallszenarios zu kreieren.

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Aufbau und Programmierung des Minisatelliten Stardust


Regionalwettbewerb

Mittelfranken

Fachgebiet

Geo- und Raumwissenschaften

Teilnehmer

Antonia Beckmann
Schule: Evangelische Kooperative Gesamtschule Wilhelm-Löhe-Schule Nürnberg – Gymnasium

Projekt-Info

In diesem Projekt wurde der Minisatellit Stardurst entworfen, konstruiert und programmiert. Dank eines Arduino Uno und einer selbst geschriebenen Software kann die Position des Minisatelliten in der Erdumlaufbahn bestimmt werden. Stardust sammelt mit seinen Infrarot-, Temperatur- und Luftdrucksensoren Daten, die er bis zu einer Entfernung von 465 km an einen Receiver sendet.

Er wird durch eine Lithiumionenbatterie und Solarzellen mit Energie versorgt und durch eine dünne, reißfeste sowie wasserdichte Polyester-Folie mit reflektierender Aluminiumschicht vor den starken Temperaturschwankungen, die im Weltall auftreten können, geschützt. Alle Komponenten sind an bzw. in einem 3D-Druck-Gehäuse befestigt, welches leicht und gleichzeitig stabil designt worden ist.

Der Satellit könnte deshalb sowohl für die Erd- und Klimabeobachtung, als auch für astronomische Forschungen eingesetzt werden und könnte, mit diversen Sensoren, Technologien und Programmen ausgestattet, einen neuen, praktischen sowie anschaulichen Unterrichtsansatz bieten. Junge Menschen hätten mit Stardust die Möglichkeit, praktische Erfahrungen zu sammeln und sich so für das Feld der Luft- und Raumfahrttechnik zu begeistern.

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Analyse von oben – Analyse des Spessartwaldes durch Fernerkundung anhand Art, Alter und Diversität mit Hilfe eines für den Spessart entwickelten Index


Regionalwettbewerb

Unterfranken

Fachgebiet

Geo- und Raumwissenschaften

Teilnehmer

Jonas Köhler
Schule: Hanns-Seidel-Gymnasium Hösbach

Projekt-Info

In der Region um den Hochspessart wird nach der Entscheidung der Staatsregierung, keinen Nationalpark zu errichten, weiterhin über dessen Schutzbedürftigkeit diskutiert. Dennoch sind noch Fragen offen, vor allem was die Waldnutzung und den Anteil an Naturschutzzonen und deren Bedeutung betrifft.

Daher stellte ich mir in diesem Projekt die Frage nach weiteren Informationen zum Baumbestand sowie zur Biodiversität des Spessarts. Hierfür wurde in einem mehrstufigen Prozess aufbauend auf in Feldarbeit gesammelter Daten sowie Satellitenbildern mittels Fernerkundung eine Landnutzungsklassifikation erstellt, bei der für Waldgebiete sowohl Art als auch Alter der Bäume untersucht wurden. Anhand der resultierenden Klassen wurde ein für den Anwendungsfall optimierter Biodiversitätsindex entwickelt.

Somit ist eine Aussage über die Biodiversität eines Waldabschnittes und über größere Gebiete möglich. Mithilfe der in beiden Schritten erstellten Karten wurden vergleichende Datenanalysen erstellt.

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SRMS - Smart Room Management System


Regionalwettbewerb

Niederbayern

Fachgebiet

Mathematik / Informatik

Teilnehmer

Michael Bauer
Schule: Gymnasium Vilshofen

Daniel Kosyra
Schule: Gymnasium Vilshofen

Raphael Bauer
Schule: Gymnasium Vilshofen

Projekt-Info

SRMS (Smart Room Management System) ist eine Einheit bestehend aus einer Messeinheit mit Sensoren für CO2, Feuchtigkeit und Temperatur und einer Haupteinheit, die mit mehreren Messeinheiten verbunden werden kann und die gesammelten Daten an einem Ort verarbeitet und speichert.

Der Einsatzzweck sind Schulen, wo Klassenzimmer von Messeinheiten überwacht werden und die Haupteinheit den zuständigen Lehrer auf seinem Smartphone benachrichtigt, sobald ein Grenzwert überschritten wird.

Unsere Ziele damit sind:

- Optimale Luftqualität für die optimale Leistung der Schüler

- Effektives Lüften und somit Einsparung von Heizkosten

- Warnung vor Gefahrensituationen durch zu hohe CO2-Werte

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Programmierung einer Mitfahrvermittlung für Android Smartphones


Jugend forscht 2019 Frag nicht mich

Regionalwettbewerb

Unterfranken

Fachgebiet

Mathematik / Informatik

Teilnehmer

Yannick Pieper
Schule: Hanns-Seidel-Gymnasium, Hösbach

Projekt-Info

Die entwickelte Android Applikation ermöglicht es, bequem und zugleich sicher als Schüler des Hanns-Seidel-Gymnasiums einen Fahrer zu finden, welcher sich in der Nähe befindet und Richtung Schule fährt.

Als Treffpunkt dienen diverse blaue "Nimm-mich-mit" -Bänke im Raum Hösbach. Somit können bereits bestehende Autofahrten besser ausgenutzt werden, was zur Verkehrsentlastung beiträgt. Die Mitfahrt soll für den mitfahrenden Schüler kostenlos sein, da der Fahrer ohnehin die Strecke fährt.

Beide Seiten profitieren von diesem Angebot, da der Schüler größere Lücken im Busfahrplan leichter überbrücken kann und der Fahrer seine Fahrten so abwechslungsreicher gestalten kann. Die Umsetzung erfolgt mit der GPS-Auswertung, einer interaktiven Paarungsfindung, dem Einsatz einer Echtzeitdatenbank zur Nutzerverwaltung mit einer zweistufigen Registrierung und einer Feedbackfunktion zur Absicherung der Mitfahrgelegenheit.

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Mehrdimensionale Turingmaschinen und ihre Anwendungen in der Modellierung


Regionalwettbewerb

Ingolstadt

Fachgebiet

Mathematik / Informatik

Teilnehmer

Raphael Kunert
Schule: Werner-von-Siemens-Gymnasium, Regensburg

Projekt-Info

Bei meinem Projekt handelt es sich um eine wissenschaftliche Arbeit im Rahmen des W-Seminars "Algorithmen der Mathematik".

Die Arbeit zum Thema "Mehrdimensionale Turingmaschinen und ihre Anwendungen in der Modellierung" zeigt die Grundlagen von Turingmaschinen auf und erweitert diese zu einem mehrdimensionalen Modell. Innerhalb dieses Modells können verschiedene Simulationen durchgeführt werden, deren Ergebnisse u. a. erstaunliche Komplexität aufweisen.

An diesem Punkt setze ich mit einer eigenen Modellierung fort. Insgesamt soll eine Lösung auf die Frage gefunden werden, ob das Universum ein Computer ist. Dieses Projekt basiert auf Recherchen sowie auf selbst erstellten Grafiken und Applikationen.

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NexThibition (Ausstellung für die Zukunft)


Regionalwettbewerb

Oberfranken

Fachgebiet

Mathematik / Informatik

Teilnehmer

Carolina Bickel
Schule: Franz-Ludwig-Gymnasium, Bamberg

Lukas Lischke
Schule: Kaiser-Heinrich-Gymnasium, Bamberg

Projekt-Info

Für unser Schulprojekt "1919 - Die Bamberger Verfassung" ist im Frühjahr eine Wanderausstellung für bayerische Schulen geplant. Um die Ausstellung interessanter, individueller und zielgruppenorientierter zu gestalten, möchten wir eine Website entwickeln.

Dort soll spezielles Video-, Ton- und Bildmaterial dem Besucher zu Verfügung gestellt werden. So erhält jeder Besucher auf seinem Smartphone ausgewähltes Zusatzmaterial und weitere Informationen. Außerdem wollen wir jüngere Kinder spielerisch durch die Ausstellung begleiten, indem sie Symbole in der Ausstellung suchen oder ein Quiz bearbeiten können.

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Mandelbrot- und Juliamenge (mit Umsetzung in Java)


Regionalwettbewerb

München-Nord

Fachgebiet

Mathematik / Informatik

Teilnehmer

Benjamin Schuster
Schule: Staatliches Gymnasium Dorfen

Projekt-Info

In meinem Projekt geht es um die Umsetzung der Mandelbrot- und Juliamenge in Java, sowie die mathematische Betrachtung beider Mengen.

Dabei möchte ich auf die Folgen eingehen, über die beide Mengen definiert werden, sowie auf die Implementierung in Quellcode.

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Lösung des n-Damenproblems auf einem adiabatischen Quantencomputer


Regionalwettbewerb

Oberpfalz

Fachgebiet

Mathematik / Informatik

Teilnehmer

Jakov Wallbrecher
Schule: Gymnasium der Regensburger Domspatzen

Paul Schappert
Schule: Gymnasium der Regensburger Domspatzen

Jonathan Treffler
Schule: Gymnasium der Regensburger Domspatzen

Projekt-Info

Auf einem n x n großen Schachfeld sollen n Damen so aufgestellt werden, dass keine Dame eine andere bedroht - diese klassische Schachaufgabe haben wir auf einem echten Quantencomputer gelöst.

Bei unserem Projekt geht es aber weniger um die eigentliche Lösung des n-Damenproblem (hierfür gibt es bereits viele Algorithmen), sondern um den Weg, dieses Problem so aufzubereiten, dass es mit einer speziellen Art von Quantencomputer, dem sog. "adiabatischen Quanten Annealer", gelöst werden kann.

Für unser Vorhaben haben wir das Damenproblem in die Sprache der Mathematik übersetzt und eine Funktion entwickelt, die jeder Konstellation auf dem Schachbrett einen Wert zuordnet, den man in der Optimierung als "Energie" bezeichnet. Die Lösung des n-Damenproblems läuft dann darauf hinaus, das globale Minimum der Energiefunktion zu finden. Genau für solche Probleme wurde ein Quanten Annealer gebaut!

Welche Schwierigkeiten wir überwinden mussten, um das Damenproblem schließlich erfolgreich auf den Quantencomputer zu übertragen, und zu welchen Ergebnissen wir beim Ausführen des Programms gekommen sind, möchten wir bei Jugend forscht gerne vorstellen.

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AnnI, eine künstliche Intelligenz für jeden


Regionalwettbewerb

Rosenheim

Fachgebiet

Mathematik / Informatik

Teilnehmer

Thomas Sedlmeyr
Schule: Chiemgau-Gymnasium, Traunstein

Philip Haitzer
Schule: Chiemgau-Gymnasium, Traunstein

Projekt-Info

Uns ist es gelungen, ein neuronales Netz zu entwickeln, das auf jedem PC lauffähig ist und dessen Trainingsgenauigkeit sogar mit professionellen Programmen mithalten kann.

Da wir aber keine geeigneten Datensätze für deutsche Handschrift finden konnten, erzeugten wir mit der Hilfe von über 900 Schülern zwei eigene Datenbanken mit über 300.000 Trainingsdaten, mit denen die Erkennungsgenauigkeit um ein Vielfaches verbessert werden konnte. Zudem erforschten wir neue Lernverfahren sowie den Einfluss der Trainingsdaten auf die Erkennungsgenauigkeit.

Unsere künstliche Intelligenz ist auf jedem PC lauffähig, benötigt nur wenig Rechenleistung und keine zusätzlichen Installationen. Somit kann diese mit Hilfe einer graphischen Benutzeroberfläche auch von Schülern ohne Programmierkenntnissen genutzt werden, um die komplexe Materie der neuronalen Netze zu verstehen. Auf Basis dieser Software entwickelten wir einen Sudokuscanner und eine App zum Scannen und Lösen mathematischer Gleichungen.

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AGM-Tools - Eine Plattform für die Zusammenarbeit unter Schülern


Jugend forscht 2019 Frag nicht mich

Regionalwettbewerb

Voralpenland

Fachgebiet

Mathematik / Informatik

Teilnehmer

Hannes Rüger
Schule: Allgäu-Gymnasium, Kempten

Projekt-Info

Die Webanwendung AGM-Tools vereinigt Kommunikation, Termin- und Veranstaltungsplanung sowie Datenaustausch in einer einzigen Plattform.

Jegliche Daten werden sicher auf einem eigenen Server gespeichert, so dass keine Daten an Dritte gesendet werden. Für die Webanwendung wurde ebenfalls eine App mit Phonegap entwickelt. Push-Nachrichten halten die Benutzer auf dem Laufenden.

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Programmieren für alle - mit Vino und LML


Regionalwettbewerb

Augsburg

Fachgebiet

Mathematik / Informatik

Teilnehmer

Aaron Erhardt
Schule: Gymnasium bei St. Stephan, Augsburg

Projekt-Info

Seit Jahren halten sich hartnäckig verschiedene Vorurteile, dass Softwareentwicklung nur etwas für "Nerds" oder aufgrund der Komplexität besser Informatikern zu überlassen sei.

Anderseits versuchen zahlreiche Kurse, Apps und Websites zu zeigen, dass Programmieren durchaus spannend und auch nicht zu schwer zu erlernen ist. Beliebt sind dabei oft Arduino-Mikrocontroller, die sich vergleichsweise einfach programmieren lassen und zudem etwas zum "Anfassen" bieten.

Seit zwei Jahren leite ich in den Projekttagen am Ende jedes Schuljahres am Gymnasium bei St. Stephan in Augsburg einen Kurs zur Softwareentwicklung. Hier erkläre ich den Teilnehmern das Programmieren auf der Grundlage von Arduino und betreue dabei ihre ersten Schritte. Allerdings ist es vor allem für Einsteiger sehr schwer, Fehler in einem Programm zu erkennen, da die integrierte Entwicklungsumgebung keine Rückmeldung über den Status eines Programms geben kann.

Das von mir entwickelte Vino ermöglicht es, diese Arduino-Programme in einer virtuellen Umgebung auszuführen. Durch verbesserte Fehlererkennung mit übersichtlichen Hinweisen kann so der Einstieg in das Programmieren wesentlich vereinfacht werden.

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Untersuchung fliegender Gyroskope


Regionalwettbewerb

München-Nord

Fachgebiet

Physik

Teilnehmer

Nils Wagner
Schule: Technische Universität, München

Projekt-Info

Fliegende Gyroskope sind faszinierende Flugobjekte, die aufgrund ihrer Rotation eine große Stabilität aufweisen. Der bekannteste Vertreter ist hierbei die Frisbee, welche in Rotation versetzt sehr weit geworfen werden kann.

In diesem Projekt habe ich ein ähnliches Flugobjekt namens X-Zylo untersucht, welches Weiten von über 100 Metern erreichen kann. Dieses Freizeitspielzeug ist vereinfacht ein dünnwandiger Hohlzylinder, der ähnlich wie ein Football geworfen wird und eine erstaunlich geradlinige Flugbahn aufweist.

In meinem Projekt habe ich die Trajektorie des X-Zylo so genau wie möglich berechnet. Dafür schrieb ich ein Programm, welches mithilfe der Anfangsparameter sowie in Strömungssimulationen erhobener Daten die Trajektorie berechnet. Dieses Ergebnis testete ich dann mit einer selbstgebauten Abschussvorrichtung. Im weiteren Verlauf des Projekts sollten die Flugeigenschaften solcher Objekte unter der Variation verschiedener Parameter untersucht werden, wie z.B. dem Durchmesser oder der Länge des Zylinders.

Es stellte sich heraus, dass die Berechnung der Flugbahn aufgrund vieler Parameter schnell komplex wird und so eine Vorhersage über das genaue Flugverhalten schwerer ist als gedacht. Da die Berechnung noch nicht alle Effekte um das Objekt genau simulieren kann, stimmt die berechnete Flugbahn zurzeit nicht mit der beobachteten überein.

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Trägheitsnavigation mit Beschleunigungssensoren - Einsatzmöglichkeiten an Bord eines Segelschiffes


Regionalwettbewerb

Niederbayern

Fachgebiet

Physik

Teilnehmer

Christoph Müßig
Schule: Maristengymnasium Fürstenzell

Leon Heiß
Schule: Gymnasium Hohenschwangau

Carl Ehlers
Schule: Wilhelm-Gymnasium, Hamburg

Projekt-Info

Die Trägheitsnavigation ist in der Luftfahrt eine gängige Methode, um zusätzlich zum GPS mit Beschleunigungssensoren den eigenen Standort zu ermitteln. Für die Positionsermittlung eines Segelschiffes auf dem Ozean ergeben sich jedoch ganz andere Herausforderungen.

Wir wollten untersuchen, ob es möglich ist, das Prinzip der Trägheitsnavigation in der Seefahrt anzuwenden. Dazu begaben wir uns ein halbes Jahr auf eine zweifache Atlantik-Überquerung mit dem traditionellen Dreimast-Toppsegelschoner Thor Heyerdahl. Das Unternehmen Mirco-Epsilon stellte uns die nötigen hochpräzisen Sensoren zur Verfügung, die wir an Bord installierten und betreuten.

Nach der Reise ging es an die Analyse der Daten der Beschleunigungssensoren. In der Programmiersprache Matlab entwarfen wir ein Programm, dass die Beschleunigungsdaten der Sensoren verarbeitet und den errechneten Standort mit den GPS-Daten abgleicht. Messfehler und andere Störungen werden direkt über einen Deep-Learning-Algorithmus beglichen.

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Einfluss eines Tempolimits auf die Kohlenstoffdioxidemissionen im Autobahnverkehr


Regionalwettbewerb

Oberpfalz

Fachgebiet

Physik

Teilnehmer

Marco Wiedmann
Schule: Willibald-Gluck-Gymnasium, Neumarkt in der Oberpfalz

Projekt-Info

Ziel dieser Arbeit soll es sein, eine Simulationssoftware zu entwickeln, um die Auswirkungen von Geschwindigkeitsbegrenzungen im Autobahnverkehr auf die Schadstoffemissionen, speziell von Kohlenstoffdioxid, zu erforschen.

Das Programm soll in Java implementiert werden und erst einmal nur diejenigen Funktionen umfassen, die für die Nachbildung des Verkehrs auf deutschen Bundesautobahnen nötig sind.

Gleichzeitig soll die Architektur der Software auch möglichst unkompliziert eine Erweiterung der Funktionen um beispielsweise eine grafische Benutzeroberfläche oder andere Verkehrsbereiche zulassen.

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Corona Motor - Der Motor der Zukunft?


Regionalwettbewerb

Oberfranken

Fachgebiet

Physik

Teilnehmer

Hannes Näther
Schule: Markgraf-Georg-Friedrich-Gymnasium Kulmbach

Projekt-Info

Ziel des Projektes ist es, einen Motor zu bauen, dessen Antrieb auf Corona-Entladungen basiert, seine Funktionsweise zu verstehen und ihn für maximale Geschwindigkeit zu optimieren.

Zentrale Aspekte sind hierbei das Verständnis der Corona-Entladungen, die Parameter eines Plattenkondensators, das Verständnis von Reibung, die Messtechnik und die Optimierungsarbeit - sowie abschließend die Verbindung aller Teile miteinander.

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Analyse des Myonenflusses auf der Erdoberfläche


Regionalwettbewerb

Mittelfranken

Fachgebiet

Physik

Teilnehmer

Anke Mosbrugger
Schule: Evangelische Kooperative Gesamtschule Wilhelm-Löhe-Schule Nürnberg – Gymnasium

Carolin Klein
Schule: Evangelische Kooperative Gesamtschule Wilhelm-Löhe-Schule Nürnberg – Gymnasium

Projekt-Info

In jüngster Zeit hat die genaue Kenntnis des Myonenflusses sehr an Bedeutung gewonnen, wie der Fund eines Hohlraums der Cheopspyramide mittels Myonen-Radiographie gezeigt hat.

Diese ist ein bildgebendes Verfahren, ähnlich dem Röntgenverfahren, mit dem Dichteunterschiede innerhalb von Feststoffen erkannt bzw. quantitativ bestimmt werden können. Dafür geht man von einem konstanten Myonenfluss von 1 Myon pro cm2 und Minute aus.

In der Literatur findet man allerdings Hinweise, dass der Myonenfluss zeitlichen und räumlichen Schwankungen unterliegt. Natürliche Schwankungen (unabhängig von der Ursache) können bei dem oben genannten bildgebenden Verfahren zu Fehlinterpretationen der Messungen führen. Daher muss der exakte Myonenfluss bekannt sein, um darauf basierende Messdaten entsprechend kalibrieren zu können.

Mithilfe eines Si-Pixeldetektors soll der exakte Myonenfluss ermittelt werden. Zur Datenauswertung haben wir ein Analyseprogramm entwickelt, das den aktuellen Myonenfluss berechnet.

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Thermischer Linseneffekt


Regionalwettbewerb

Rosenheim

Fachgebiet

Physik

Teilnehmer

Miriam Mosbach
Schule: Ignaz-Günther-Gymnasium, Rosenheim

Projekt-Info

Wenn Licht die optischen Eigenschaften eines Mediums verändert, tritt ein nichtlinearer optischer Effekt auf. So auch der thermische Linseneffekt.

Diesen habe ich näher untersucht, indem ich einen Hochleistungslaser auf eine sehr dünne Schicht Sojasauce gerichtet habe. Die Sojasauce wird dadurch zur Linse für den Laserstrahl. Diese thermische Linse, die hier also entsteht, habe ich erforscht und dabei unter anderem versucht, ihre Brennweite zu bestimmen.

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Smart Shelf - ein intelligentes Regal mit Sensorik


Regionalwettbewerb

Oberpfalz

Fachgebiet

Technik

Teilnehmer

Christian Sommer
Schule: Willibald-Gluck-Gymnasium, Neumarkt in der Oberpfalz

Projekt-Info

Das Ziel des Projektes ist es, ein Regal mit Sensorik zu entwickeln, welches automatisch und zuverlässig erkennen kann, welche Objekte sich im Regal befinden, welche fehlen oder nicht richtig einsortiert sind, und den jeweiligen Status des Regals als optisches Feedback anzeigt.

Als Sensorik wird RFID(radio-frequency identification)-Technologie verwendet.

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SmartBees - Das Digitale Bienenhaus


Regionalwettbewerb

Mittelfranken

Fachgebiet

Technik

Teilnehmer

Ronahi Gürgöz
Schule: Betty-Staedtler-Mittelschule, Wassertrüdingen

Franziska Göppel
Schule: Betty-Staedtler-Mittelschule, Wassertrüdingen

Tim Dürnberger
Schule: Betty-Staedtler-Mittelschule, Wassertrüdingen

Projekt-Info

Das Bienensterben stellt ein zentrales Umweltproblem dar. Um die ökologischen Zusammenhänge besser zu verdeutlichen, hatten wir die Idee, Umwelt und Technik zu vereinen und mit Sensoren Daten wie Temperatur, Feuchtigkeit und Gewicht in einem Bienenvolk aufzuzeichnen, um so Umwelteinflüsse sichtbar zu machen.

Dadurch konnten wir Rückschlüsse auf Futtervorrat und Honigertrag ziehen. Zur Messdatenerfassung wurden Bienenstockwaagen gefertigt. Hierbei erfassen eigens entwickelte Mikrocontroller auf Arduinobasis die Daten jedes Bienenstocks, ein zentraler Raspberry Pi sammelt die Daten und dient gleichzeitig als Web-Server.

Dazu haben wir uns verschiedene Kooperationspartner ins Boot geholt, mit deren Hilfe wir unter dem Namen Rasbees unser eigenes elektronisches Messsystem entwickelt und realisiert haben. Zusätzlich können wir eine Web-Cam anschließen, die unabhängige Stromversorgung übernimmt eine kleine Photovoltaikanlage.

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Sensoren zur Senkung des Wasserverbrauch in der Landwirtschaft


Regionalwettbewerb

München-Süd

Fachgebiet

Technik

Teilnehmer

Lucas Welscher
Schule: Gymnasium Ottobrunn

Lukas Weber
Schule: Gymnasium Ottobrunn

Thomas Pfaller
Schule: Gymnasium Ottobrunn

Projekt-Info

Der größte Faktor des weltweiten Wasserverbrauchs ist mit 70% die Landwirtschaft. Ein Grund dafür ist, dass Landwirte oft mehr bewässern als nötig, da sie lieber zu viel bewässern, als dass ihr Feld vertrocknet.

Um die Menge an verschwendetem Wasser einzudämmen, haben wir Sensoren entwickelt, die auf Teilbereichen des Feldes die Bodenfeuchtigkeit messen. Dem Landwirt wird mitgeteilt, wann, wo und wie viel bewässert werden muss. Dadurch wird an den richtigen Stellen zum richtigen Zeitpunkt bewässert und nicht mehr Wasser als nötig verbraucht. Unsere Idee haben wir dann mit einem Arduino Mini umgesetzt, welcher an einen Feuchtigkeitssensor angeschlossen ist.

Gemessen wird ca. alle 100 Meter. Dadurch können lokale Unterschiede in der Feuchtigkeit, bedingt durch Wind, Schatten und Bodenbeschaffenheit, erkannt werden. Die gemessenen Werte werden dann an eine Basisstation geschickt, welche die gemessenen Daten auswertet und den Landwirt benachrichtigt, ob und wo das Feld bewässert werden sollte.

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Selbstbau eines Großraum FFF 3D-Druckers


Regionalwettbewerb

Niederbayern

Fachgebiet

Technik

Teilnehmer

Georg Waas
Schule: Burkhart-Gymnasium, Mallersdorf-Pfaffenberg

Sebastian Waas
Schule: Burkhart-Gymnasium Mallersdorf-Pfaffenberg

Projekt-Info

Wer fängt nicht an zu träumen, wenn er von einer Maschine hört, die scheinbar alle x-beliebigen Objekte aus dem Nichts erschaffen kann? Und das Ganze soll sogar noch von einem Laien bedient werden könne!

Was sich hier wie in einem Science Fiction Film anhört ist jedoch schon heute Realität. Die Maschine heißt 3D-Drucker und wird weltweit immer populärer. Jedoch stößt jeder ambitionierter Bediener schon bald an die Grenzen des Machbaren, was entweder die Größe oder aber Qualität seiner Maschine betrifft.

Da wir dies oft genug selbst erfahren mussten, sagten wir uns: SCHLUSS DAMIT!!! Wir bauen uns selbst einen 3D-Drucker, der all diese Probleme löst. Jetzt, nach über einem Jahr Konstruktions- und Bauzeit, ist der 3D-Drucker nun endlich fertig. Und mit einer Druckraumgröße von etwa 700x700x1000 mm ein wahrer Riese.

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Open Light Server


Jugend forscht 2019 Frag nicht mich

Regionalwettbewerb

Unterfranken

Fachgebiet

Technik

Teilnehmer

Tilman Jackel
Schule: Wirsberg-Gymnasium Würzburg

Projekt-Info

Jeder kennt wahrscheinlich „smarte“ Leuchten, meist einfach nur funkfähige Leuchtmittel, die man dann mit seinem Smartphone an- und ausschalten oder sogar deren Farbe ändern kann. Aber mit steuerbaren Lampen ist noch viel mehr möglich: z. B. (interaktive) Animationen, automatisches Abschalten, Lichtbenachrichtigung beim Betätigen der Türklingel oder eingehender Chatnachricht, usw.

Mein Ziel war es, dafür ein offenes System mit modularen Bausteinen zu entwickeln, das von jedem einfach bedient werden und von technisch Interessierten erweitert werden kann, z. B. indem man eine eigene Animation oder einen Sensor hinzufügt, ohne Änderungen am Server selbst zu tätigen.

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Murmel-Musik-Maschine


Regionalwettbewerb

Rosenheim

Fachgebiet

Technik

Teilnehmer

Simon Metzendorf
Schule: Gymnasium Berchtesgaden, Schülerforschungszentrum Berchtesgaden

Projekt-Info

Mein Ziel ist, eine Maschine aus Holz zu bauen, welche in der Lage ist, mithilfe von herabfallenden Murmeln Musik auf einem Xylophon zu erzeugen.

Sind die Murmeln auf das Xylophon gefallen, sollen sie aufgefangen und wieder nach oben gebracht werden. Die zu spielende Melodie wird auf einem Arduino gespeichert, welcher für die elektronische Steuerung einzelner Komponenten zuständig ist.

Um die konstruierten Teile präzise anzufertigen, verwende ich einen Lasercutter (vom Schülerforschungszentrum Berchtesgaden bereitgestellt) als Hilfsmittel.

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Luftschadstoffmessung mit dem Arduino


Regionalwettbewerb

Ingolstadt

Fachgebiet

Technik

Teilnehmer

Lukas Engel
Schule: Gnadenthal-Gymnasium Ingolstadt der Diözese Eichstätt

Projekt-Info

In meinem Projekt „Luftschadstoffmessung mit dem Arduino“ geht es darum, unkompliziert verlässliche Luftschadstoffwerte zu erheben und diese gegebenenfalls in einer Statistik zu verarbeiten und auszuwerten.

Momentan konstruiere ich ein Messgerät, das auf einem Arduino-Mikrocontroller basiert, und die von Sensoren gemessenen Daten im CSV-Format auf eine SD-Karte schreibt. Meine geplante weitere Vorgehensweise besteht darin, das Gerät fertig zu konstruieren und die Verlässlichkeit der Sensorwerte vom TÜV verifizieren zu lassen. Später soll eine Statistik der Luftgüte an verschiedenen Messstellen in der Ingolstädter Innenstadt erstellt werden.

Ich beabsichtige, bis zum Jugend-forscht-Landeswettbewerb im April die Verbesserungsvorschläge der Juroren des Regionalwettbewerbs so gut wie möglich umzusetzen, so dass ich bis zum Wettbewerb am 1. April eine erste umfangreiche Messreihe vorzuweisen habe.

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E-Gitarre 4.0 - Bau einer voll funktionsfähigen E-Gitarre mittels 3D-Drucker


Regionalwettbewerb

Unterfranken

Fachgebiet

Technik

Teilnehmer

Tom McMullen
Schule: Hanns-Seidel-Gymnasium, Hösbach

Projekt-Info

Gretsch, Gibson, Fender – all diese Marken sind sehr verbreitete und hervorragenden Gitarrenhersteller. Da diese Gitarren meist aber sehr teuer und auch teilweise schwer zu bekommen sind (v.a. ältere Modelle), habe ich es mir zur Aufgabe gemacht, diese nur mithilfe eines 3D-Druckers und einzelnen Elektronikbauteilen möglichst originalgetreu und voll funktionsfähig nachzubauen.

In meinem aktuellen Projekt handelt es sich um eine 1963 Gretsch Jet Firebird, die Gitarre des berühmten AC/DC-Rhythmusgitarristen Malcolm Young. Dabei kommen additive 3D-Drucker zum Einsatz, die die Teile des Korpus und des Halses herstellen. Alle anderen nicht elektronischen Bauteile werden ebenfalls gedruckt.

Ziel des Projekts ist es, sehr kostengünstige Nachbauten zu erzielen, die aber trotzdem klanglich mit den Originalen mithalten können.

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Mikrofasern - Gefahr aus der Waschmaschine?! 2.0


Regionalwettbewerb

Augsburg

Fachgebiet

Technik

Teilnehmer

Leonie Prillwitz
Schule: Maria-Ward-Gymnasium Augsburg des Schulwerks der Diözese Augsburg

Projekt-Info

Mein Projekt „Mikrofasern – Gefahr aus der Waschmaschine?! 2.0“ setzt sich mit der Filtration der synthetischen Mikrofasern aus dem Waschwasser auseinander, die durch die beim Waschen von Textilien abbrechen.

Ziel meines Projektes war es, eine möglichst effiziente Methode zum Herausfiltern dieser Mikrofasern zu entwickeln. Mithilfe einer speziellen Rohrkonstruktion untersuchte ich zunächst die Effizienz unterschiedlicher Kombinationen von mehreren Filtergeweben mit verschiedenen Maschenweiten.

Außerdem prüfte ich, welchen Einfluss hartes und weiches Wasser auf die Filterleistung haben. Bei meinen Versuchen fand ich heraus, dass eine Kombination von zylinderförmig zusammengenähten Filtergeweben mit den Maschenweiten 700, 400 und 50 Mikrometer ein sehr gutes Filterergebnis erzielt.Außerdem erhöht die Verwendung von weichem Wasser die Filterleistung.

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Bestimmung des Wassergehalts verschiedener Schüttgüter durch deren Permittivität


Regionalwettbewerb

Voralpenland

Fachgebiet

Technik

Teilnehmer

Lukas Döllerer
Schule: Max-Born-Gymnasium, Germering

Projekt-Info

In meinem Projekt werde ich den Wassergehalt verschiedener Schüttgüter durch eine kapazitive Messsonde und eine angeschlossene Auswertungselektronik berechnen bzw. messen. Da die Kapazität des Plattenkondensators maßgeblich von der Permittivität des Füllmediums abhängt, können durch die Messung der Kapazität Aussagen zu dem Wassergehalt des Füllmediums getätigt werden.

Hierfür sollte nur die Permittivität des trockenen Füllmediums oder eine Anfangsmessung mit bekannter Zusammensetzung des Füllmediums gebraucht werden. Als weiteren Faktor werde ich verschiedene Bauformen des Plattenkondensators untersuchen und beispielsweise die Effektivität eines „normalen“ Plattenkondensators mit parallelen Platten und eines mit aufgeklappten Platten, welche nebeneinander liegen, vergleichen.

Für die Messung der Kapazität ist der Einbau des Kondensators in einen Tiefpassfilter geplant. Somit ändert sich mit ändernder Kapazität die resultierende Frequenzamplitude am Ausgang des Filters.

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3D-Druck für Hochvakuumanwendungen


Regionalwettbewerb

Oberfranken

Fachgebiet

Technik

Teilnehmer

Leopold Franz
Schule: Gymnasium Ernestinum, Coburg

Fabian Beck
Schule: Gymnasium Ernestinum, Coburg

Viktor Neumaier
Schule: Gymnasium Ernestinum, Coburg

Projekt-Info

Die aus dem Prototyping stammende 3D-Druck-Technologie findet mittlerweile auch Einzug in die hobbymäßige Privatanwendung. Aufgrund wachsender Zuverlässigkeit der Drucker und zunehmender Materialdiversität, insbesondere im Metallbereich, sind in den kommenden Jahren Wachstumsraten im zweistelligen Prozentbereich für den 3D-Druck zu erwarten.

Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Anwendung des 3D-Drucks im Hochvakuum. Es werden drei unterschiedliche Komponenten gedruckt und auf ihre Vakuumtauglichkeit untersucht. Herkömmlich hergestellte Standardkomponenten mit gedruckten Teilen vakuumdicht verschweißen zu können, ermöglicht darüber hinaus eine kostengünstige Fertigung komplexerer Komponenten wie z.B. einer Vakuumkammer, bei welcher funktionelle Besonderheiten bereits im Herstellungsprozess verwirklicht werden können.

Als Beispiel hierfür sei die Integration eines Strömungskanalsystems direkt in die Wandung der Kammer zu nennen, die sowohl das Ausheizen beim Evakuieren, als auch das Kühlen im Betrieb ermöglicht. Die entwickelte Vakuumkammer ist die erste ihrer Art und dient daher als Prüfstand für weitere Modelle.

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