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Foto: JUfo
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Im Jahr 2014 starteten wir mit 3 Projekten.
Mehr als 150 Schüler präsentierten in Emden wieder ihre hoch interessanten Projekte dem Publikum und der Jury ihres Fachgebietes. In diesem starken Teilnehmerfeld konnten unsere Schüler alle mit Preisen die Heimreise antreten.
Dabei „rockten“ unsere Jungforscher in diesem Jahr besonders das Fachgebiet Mathematik/Informatik. Im Bereich Jugend forscht gelang es Christoph Friedrich, Elisa Rudolph und Laura Leuschner die Jury des Fachgebietes zu überzeugen, in diesem Jahr wieder einen Regionalsieg und damit die Qualifikation zum Landeswettbewerb zu vergeben. Mit ihren Untersuchungen zum Zufall setzten sie sich dabei gegen 5 weitere interessante Forschungsarbeiten der Mitbewerber des Fachgebietes durch. Im Bereich Schüler experimentieren konnten Chantal Wehner, Leandra Luksch und Jana Müller den Regionalsieg erringen und sich zum Landesfinale in Oldenburg qualifizieren.
Im Fachgebiet Technik erhielt Marco Ruchay, der in den letzten Jahren bereits vier Siege verbuchen konnte, für sein Projekt den Sondepreis der „Zukunft Emden GmbH“.
Christoph, Elisa und Laura vertreten uns im März beim Landeswettbewerb „Jugend forscht“ in Clausthal Zellerfeld, während Chantal, Leandra und Jana beim Landesfinale „Schüler experimentieren“ in Oldenburg um weitere Preise kämpfen.

Es folgt eine Auflistung der erfolgreichen Projekte 2014 mit ihrer Kurzfassung:

Christoph Friedrich, Elisa Rudolph, Laura Leuschner

Fachbereich Mathematik/Informatik

Regionalsieger Jugend forscht

qualifiziert zum Landeswettbewerb in Clausthal Zellerfeld

Projekttitel: Wie zufällig ist der Zufall?

Kurzfassung: Zufällige Ereignisse beschäftigen die Menschen schon seit Jahrhunderten – man denke nur an Gesellschaftsspiele, bei denen man sich dem Diktat des Würfels unterwirft. Doch wie zufällig ist dieser scheinbare Zufall wirklich? Um diese Frage zu beantworten, untersuchten wir zunächst reale Zufallsversuche wie Würfeln, Münzen oder alle Lottoziehungen seit 1955. Bald wendeten wir uns abstrakteren Methoden zu, indem wir unter anderem die Dezimalbruchentwicklung irrationaler Zahlen und verschiedenste Zufallsgeneratoren auf Basis von Quanten oder atmosphärischem Rauschen in unseren Prüfstand schickten. Auch die häufige Situation, durch das Prinzip „Denke dir eine Zahl“ eine quasi-zufällige Entscheidung zu treffen, überprüften wir in einer groß angelegten Umfrageaktion auf Herz und Nieren. Mit Hilfe unseres selbst geschriebenen Analyse-Tools werten wir nun unseren Datenbestand aus, um Abweichungen von der erwarteten Gleichverteilung zu entdecken und so dem realen Zufall auf den Zahn zu fühlen.

Marco Ruchay

Fachbereich: Technik

Jugend forscht

Sonderpreis der „Zukunft GmbH Emden“

Projekttitel: Der Fallroboter

Kurzfassung: Roboter sind in den letzten Jahren immer leistungsfähiger geworden und ihre Fähigkeiten haben ihnen viele neue Betätigungsfelder eröffnet. Der Einsatz von Robotern zur Fertigung in der Industrie ist dabei zur absoluten Selbstverständlichkeit geworden. Sie sind aufgrund ihrer Spezialisierung in der Lage den Menschen zu übertreffen. Geht es jedoch um mobile Systeme, also Roboter die sich fortbewegen können, ist der menschliche Bewegungsapparat immer noch überlegen, zu groß ist die Bandbreite der Forderungen, wie Gelenkigkeit, Flexibilität, Belastbarkeit und Ausdauer oder das Halten des Gleichgewichts. Diesmal geht es um genau dieses Problem. Aktuell gibt es keine Robotersysteme die den Anforderungen genügen von einem Absatz oder einer Erhöhung zu springen. Genau hier setzt mein Projekt an. Ich möchte die Grundlagen schaffen, dass zukünftig Roboter auch von Erhöhungen (Mauern, Absätzen oder Ähnlichem) springen können.

Chantal Wehner, Leandra Luksch, Jana Müller

Fachbereich Mathematik/Informatik

Regionalsieger Schüler experimentieren

qualifiziert zum Landeswettbewerb in Oldenburg

Projekttitel: Wie zufällig fallen geometrische Körper

Kurzfassung: Bei einem „Mensch ärgere dich nicht“ -Spiel hatten wir das Gefühl, dass ein Spieler häufiger höhere Zahlen würfelte und damit schneller auf dem Spielfeld vorankam als seine Kontrahenten. Da jeder mit seinem eigenen Würfel spielte, stellten wir uns die Frage, ob wirklich alle Würfel die gleichen Chancen bieten. Uns war klar, dass es für eine solche Untersuchung einer großen Anzahl an realen Würfen bedurfte. In unserem Projekt wollten wir u. a. folgende Fragen beantworten: Wie gut stimmen unsere Langzeitversuche mit den Theorien der Wahrscheinlichkeitsrechnung überein? Sind alle Würfel gleich gut für Spiele geeignet? Ist ein Material oder eine Größe zu bevorzugen? Wie schneiden Casino-Würfel ab? Sind sie wirklich fairer als Billigwürfel? Da die Spiele-Industrie auch andere geometrische Körper zur Verfügung stellt, testeten wir abschließend Kugeln, Dodekaeder (12-Flächler) und 30-Flächler auf ihre Fairness.
Um sichere Aussagen über die Qualität der Würfel treffen zu können, haben wir seit Sommer 2013 etwa eine viertel Million selbst durchgeführte Würfe mit den stochastischen Theorien der Sigmaregeln bei Binomialverteilungen und des Chi²-Testes statistisch ausgewertet. Über ein selbst entwickeltes Punktesystem, dass die objektiven statistischen Parameter unserer Testobjekte berücksichtigt, geben wir den einzelnen getesteten Würfeln ein Qualitätsurteil.
Bei den Würfeln stellte sich überraschenderweise heraus, dass die getesteten Glitzerwürfel, die fairsten Spielbedingungen liefern. Sie landeten im gesamten Testumfeld auf Platz 2. Selbst getestete Spielcasino-Würfel blieben hinter dieser Würfelgruppe zurück. Mini-Würfel und Kugeln sind am schlechtesten für ein faires Würfelspiel geeignet. Hier gibt es jeweils Augenzahlen, die häufiger und seltener auftreten, als andere. Testsieger wurden die untersuchten 30-Flächler, die mit den aufgedruckten Augenzahlen 1 bis 30 ausgeliefert werden. Unser Tipp an die Würfelhersteller: Bringt auf den Flächen die Augenzahlen 1 bis 6 mehrfach auf, dies erspart das lästige Umrechnen. Dann bekommt man nicht nur einen im Sinne der Fairness optimalen Spielkörper, sondern auch der Fun-Faktor wird durch ein angenehmes Wurfverhalten dieser Körper erhöht: Sie rollen gut, stoppen sanft und bieten dem Spieler einen angenehmen Sound, wie wir finden.
Neben dem Würfelcheck untersuchten wir auch, ob eine Ausnutzung der Geometrie der betrachteten Körper zu einer besseren Gleichverteilung führt oder ob man mit dem Werfen von Münzen einen fairen Würfel simulieren kann.