Jugend forscht: 5 Projekte, die echte Probleme lösen

Engagement | Innovationen | Herausforderungen erkennen und die Zukunft gestalten – darum sind nicht nur wir als Unternehmen bemüht, sondern jedes Jahr auch mehr als 12.000 junge Forscher bei Europas größtem Jugendwettbewerb. Beim diesjährigen Jugend forscht Regionalwettbewerb in Dortmund haben sich die Kids mit ganz ähnlichen Themen beschäftigt wie wir.

Sie bauen Multifunktions-Roboter, die das Arbeiten erleichtern

Aniton und sein smarter Roboter

Der Wettbewerbsstand von Aniton Antonys sieht nicht nur nach Hightech aus, er ist es auch. Denn um ihn herum kreist ein Roboter, der nicht viel größer ist als ein DIN A4-Blatt. Er besteht aus einer Holzplatte, die auf der Unterseite von zwei Laufketten fortbewegt wird und auf der Oberseite genügend Platz für eine Powerbank, eine Computer-Platine, Ultraschallsensoren und eine Vielzahl dünner Drähte in orange, lila, gelb und blau bietet. Zentrale Lenkungseinheit ist die Computerplatine, die mit dem selbstentwickelten Steuerungsprogramm auf Anitons Laptop verbunden ist. Gibt Aniton dort einen Code ein, setzt sich der Roboter in Bewegung, um seine Umgebung mit Hilfe der Ultraschallsensoren gezielt abzufahren und die Koordinaten seiner Route zu speichern. Der User erhält die Karte per Mail direkt auf sein Smartphone. „Hat man die Koordinaten eines Raumes, kann man kann den Roboter zum Beispiel dazu nutzen, um etwas von einem exakten Standort zu einem anderen zu transportieren“, erklärt der 17-jährige Schüler. Die Anwendungsmöglichkeiten sind zahlreich: Das kleine Gefährt kann auch als mobile Überwachungskamera eingesetzt werden oder die Raumflächen von Neubauten ermitteln. Ein ganz besonderes Einsatzgebiet sieht der Nachwuchsforscher aber in der Kartographie von eingestürzten Gebäuden. „Mit einer genauen Karte des Einsturzobjektes können sich Einsatzkräfte bei Bergungsarbeiten sicherer bewegen.“ Insgesamt zwei Jahre hat Aniton an dem Roboter geforscht. Dabei hat er nicht nur skizziert und an der Hardware geschraubt, sondern auch die Software entwickelt, die aus einigen Reifen, Drähten, Sensoren und einem Chip einen kartographierenden Roboter macht. Für diese Idee samt Umsetzung gab’s bei Jugend forscht den 2. Platz in der Kategorie „Technik“.

Sie entwickeln 3-D Drucker, mit denen sich neue Produkte leichter testen lassen

Johannes 3D Drucker spart Material
Stützkonstruktionen, die nach dem Druck mit herkömmlichen 3-D-Druckern aus den Löchern herausgetrennt werden müssen
Johannes verwendet z.B. zuckerhaltigen Instant-Tee als Druckmaterial für seine Formen
Die Druck-Software hat Johannes auf seinen Drucker angepasst

 

Den ersten Preis in der Kategorie Technik hat Johannes Rostek abgeräumt – mit einem selbst gebauten 3-D-Drucker, der über besondere Fähigkeiten verfügt. Ein gängiger Drucker tue sich schwer mit dem Aussparen von Löchern, erklärt Johannes. Dort, wo ein Loch gedruckt werden solle, füge der Drucker eine Stützkonstruktion ein, die nachträglich herausgebrochen werden müsse. „Man kennt das vom Modellbau, wo einzelne Teile oft aus einer Schablone herausgetrennt werden müssen.“ Johannes‘ Drucker hingegen kann komplexe Modelle auch ohne solche Stützstrukturen anfertigen und arbeitet damit nicht nur nutzerfreundlicher, sondern auch materialeffizienter als herkömmliche 3-D-Drucker. Und das funktioniert ungefähr so: Zuerst wird das Druckmaterial in einen Behälter gegeben und von dort aus automatisch auf eine Bauplattform geschoben. Ein Laser entfernt das gesamte Material dann an den vorprogrammierten Stellen und schneidet dabei auch Löcher akkurat aus. Material, das im Nachhinein händisch aus dem Modell herausgetrennt werden muss, gehört damit der Vergangenheit an. Innerhalb von nur sechs Monaten hat der 18-Jährige den Bauplan entworfen und den Drucker zusammengebaut, der sogar Zucker und Wachs zu filigranen Modellen formen kann.

Sie forschen an neuen Energiequellen, um Alltagsgeräte umweltfreundlich zu betreiben

Zugegeben, so ganz hat es mit dem Ziel, ein Smartphone aufzuladen, noch nicht geklappt; eine kleine Leuchte und eine Uhr sind für die selbstgebastelte Batterie von Louisa Stahl (14) und Simon Ruhland (12) aber kein Problem. Die beiden wollten Strom aus einer ganz besonderen Energiequelle gewinnen: Erde. Dazu gaben sie etwas Zitronensäure mit Kupfer- und Zinkdrähten in einen Topf feuchter Erde. Und siehe da! Zwischen den Metallen werden in der Erde Elektroden ausgetauscht; dabei entsteht Energie. Um eine kleine Küchenuhr zu betreiben, benötigen Louisa und Simon zehn Becher Erde, die sie mit Hilfe von Drähten zusammenschalten. „Das könnte man theoretisch unendlich so weitertreiben, um genug Strom für größere Geräte zu sammeln, auch wenn das natürlich aufwendig ist“, erklärt die junge Forscherin. Und Simon nutzt die Gelegenheit, um auf Gefahren im Umgang mit Metallen hinzuweisen: „Oft stecken Kupfer und Zink auch in Elektroschrott. Wer diesen einfach im Wald entsorgt, riskiert sogar einen Waldbrand. Denn das Prinzip des Elektrodenaustausches funktioniert dort natürlich genauso.“

Sie suchen nach alternativen Brennstoffen für Motoren

Henning, Marian und Lasse haben bewiesen, dass man aus Nüssen Brennstoff herstellen kann

Dass wir im Alltag Motoren brauchen, darüber sind sich Henning Padt (12), Marian Ettmeyer (11) und Lasse Döbbener (11) einig. Und darüber, wie man diese umweltfreundlicher als mit herkömmlichen Benzin betreiben kann, auch. Nämlich mit Nüssen. „Wir waren auf der Suche nach einem möglichst energiereichen Stoff. Und dabei sind wir schnell auf das Fett in Nüssen gekommen.“ Und weil die drei für ihren Versuch keine echten Nahrungsmittel verwenden wollten, haben sie sich das Fett aus Eicheln vorgeknüpft. Erstmal hieß es Schälen und Mörsern, bevor die drei Schüler mit Hilfe von Petroleum das Fett aus ihrem Nusspulver lösten. Heraus kam ein extrem brennbares Produkt: Schon wenn die Jungen im Test eine Flamme etwa einen Zentimeter nah an das Fett heranhielten, fing ihr biologisches Brennmaterial Feuer. Henning, Marian und Lasse haben damit tatsächlich bewiesen: aus Nüssen kann alternative Brennstoff hergestellt werden. Sie sind sich sicher: „Theoretisch könnte man damit auch Autos antreiben.“

Sie beschäftigen sich mit Kundenbedürfnissen

Jarno und Conrad wissen: ein Produkt muss gut aussehen und funktional sein.

Jarno und Conrad wissen: ein Produkt muss gut aussehen und funktional sein.

Der thyssenkrupp-Sonderpreis ging in diesem Jahr an Conrad Stahl (12) und Jarno Müller (11) für eine besonders alltagsfreundliche Entwicklung. Die beiden Tüftler haben dazu ein Problem vieler Hausbesitzer genauer unter die Lupe genommen: „In unserem Viertel wurde in der letzten Zeit sehr oft eingebrochen“, erzählt Jarno. „Aber Überwachungskameras stellen keine große Abschreckung für Einbrecher dar. Und sie sehen auch nicht wirklich schön aus.“ Sein Freund und er hätten sich deswegen überlegt, welchen Gegenstand Kunden gerne für ihr Zuhause kaufen und wie man diesen möglichst einfach in eine Alarmanlage umwandeln könnte. Herausgekommen ist eine Fußmatte, die über einen eingebauten Drucksensor Alarm schlägt, sobald jemand Unbefugtes die Türschwelle überschreitet. „Unser nächster Schritt ist es, die Matte mit einer Bluetooth-Verbindung auszustatten, damit der Hausbesitzer sofort per Handy benachrichtigt wird.“ Die beiden Freunde haben mit ihren nur elf und zwölf Jahren gezeigt, wie erfolgreiche Produktentwicklung funktioniert: das Problem erkennen und nach einer kundenfreundlichen Lösung suchen.

Weitere Projekte und Eindrücke vom Wettbewerb gibt’s auch hier: https://www.sat1nrw.de/aktuell/jugend-forscht-168068/

thyssenkrupp als Gastgeber des Regionalwettbewerbs „Jugend forscht“

Neben vielen anderen Förderprogrammen, Kooperationen mit Partner- und Hochschulen und Projekten für Schüler engagiert sich thyssenkrupp seit 35 Jahren auch im Rahmen des bundesweiten Wettbewerbs „Jugend forscht“ beziehungsweise „Schüler experimentieren“ für junge Menschen. Am diesjährigen Regionalwettbewerb in der Dortmunder DASA Arbeitswelt Ausstellung haben 71 Kinder, Jugendliche und junge Erwachsene aus Arnsberg, Hattingen, Lennestadt, Menden, Waltrop und Werl teilgenommen. Weitere – ebenfalls von thyssenkrupp ausgerichtete – Regionalwettbewerbe fanden in Duisburg, Bremen, Saarbrücken und Andernach statt. Die Siegerteams der regionalen Runden treten Anfang April beim Landeswettbewerb in Essen und Leverkusen an. Abschließend geht es ins Finale auf Bundesebene, deren Preisträger am 28. Mai 2017 gekürt werden.