Den Computer zum Denken gebracht


Großer Erfolg: Die Königsbacher Gymnasiastin Annika Nassal hat den Publikumspreis im Bundeswettbewerb Künstliche Intelligenz gewonnen, Direktor Hartmut Westje-Bachmann (hinten) gratuliert. (Foto: Nico Roller) Komplexe Zusammenhänge allgemeinverständlich erklären: Für Annika Nassal ist das kein Problem. Egal, wie kompliziert das Thema ist: Die Königsbacher Schülerin schafft es, die richtigen Worte zu finden. Am Wochenende stand sie unter mehr als150 Teilnehmern als eine der zehn besten im Finale des Bundeswettbewerbs Künstliche Intelligenz – und räumte dort den Publikumspreis ab: Mehr als 20 Prozent der Zuschauer haben für sie gestimmt. „Damit hätte ich nicht gerechnet“, sagt Annika, die derzeit das Königsbacher Lise-Meitner-Gymnasium besucht. Dort freut man sich über ihren Erfolg: „Annika ist eine tolle Botschafterin für unsere Schule“, sagt Direktor Hartmut Westje-Bachmann: „Wir begleiten und unterstützen sie schon lange bei ihren Interessen.“

Die Teilnahme am Wettbewerb hat Annika großen Spaß gemacht. Als sie sich am Samstag im Finale der hochkarätig besetzten Jury stellte, war sie zunächst etwas aufgeregt. „Aber die Jury war so nett, dass das gleich verflogen war.“ Die Schülerin präsentierte ihren Wettbewerbsbeitrag: einen Algorithmus, mit dem Grundrisspläne automatisch analysiert werden können. Eine hochkomplexe Anwendung, an der Annika etwa ein Jahr lang gearbeitet hat, unterstützt von ihrer Familie und vom Deutschen Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz in Kaiserslautern. Sie sorgt dafür, dass Computer etwas können, das sie sonst nicht können: Gibt man ihnen eine Grafik, dann erkennen sie darauf zwar verschiedenfarbige Pixel. Aber sie wissen nicht, was sie darstellen. Deswegen hat Annika mit einem neuronalen Netz gearbeitet, bei dem mit mathematischen Verkettungen eine Art Nervensystem simuliert wird. Ihm hat Annika beigebracht, Möbelsymbole auf Grundrissplänen zu erkennen. Für Menschen ist das eine leichte Übung, aber für Computer nicht, denn Möbelsymbole sehen auf jedem Plan ein bisschen anders aus. „Menschen können Ähnlichkeiten erkennen, aber Computer nur, ob etwas gleich oder nicht gleich ist“, erklärt Annika.

Deshalb hat sie den Computer mit unzähligen Möbelsymbolen gefüttert – aber nicht mit allen, die möglich sind. Ziel war es, dass das neuronale Netz von allein die Merkmale erkennt, die für ein bestimmtes Möbelstück charakteristisch sind. „Ich zeige ihm zum Beispiel ganz viele verschiedene Tische und irgendwann weiß das Netz, was Tische ausmacht.“ Mit Annikas Anwendung sollen Grundrisspläne in Zukunft einfacher digitalisiert werden können: Man macht ein Foto von ihnen und das neuronale Netz analysiert die Objektstrukturen und macht daraus nutzbare Daten. Denkt man das Ganze zu Ende, könnte man irgendwann auf der Basis von Grundrissen dreidimensionale Wohnungspläne erstellen. Oder man könnte bei öffentlichen Gebäuden auf Basis der Raumstruktur den Brandschutz optimieren. Denkbar wäre auch, dass Computer anhand von Möbeln planen, wo in einer Wohnung die Leitungen liegen sollen.

Derzeit besucht Annika das Königsbacher Gymnasium. Wenn sie dort 2022 ihr Abitur gemacht hat, will sie in Karlsruhe Informatik studieren. Anschließend könnte sie sich vorstellen, einen Master in Bioinformatik zu machen. Aktuell nimmt sie bereits an einem Schülerstudium teil und hört bei Vorlesungen des ersten Semesters zu. An der Informatik gefällt der Gymnasiastin, dass sie eine Kombination aus Analysieren und Verstehen auf der einen und dem Lösen von Problemen auf der anderen Seite bietet. Ihren ersten Kontakt mit dem Thema hatte sie im Grundschulalter: in Form eines aus Bauklötzen bestehenden Roboters. Seit der sechsten Klasse nimmt sie am Hector-Seminar teil, bei dem Schüler gefördert werden, die in Mathematik, Naturwissenschaften und Technik begabt sind. Annika hat schon Roboter programmiert, Sinnestäuschungen analysiert und Bakterienkulturen angesetzt. Auch das Projekt für den Bundeswettbewerb KI hat sie im Rahmen des Hector-Seminars erstellt. „Ich finde es toll, dass der Wettbewerb das Thema für Jugendliche zugänglich macht“, sagt Annika, die ihre Teilnahme keine Sekunde bereut hat: „Ich glaube, ich habe selten anhand eines Projekts so viel gelernt wie bei diesem.“ – Text und Foto: Nico Roller

IMP-Schüler erfolgreich beim Jugendwettbewerb Informatik

Die Schülerinnen und Schüler des neuen Profilfachs IMP (Informatik-Mathematik-Physik) nahmen zwischen Februar und April 2020 erfolgreich am Jugendwettbewerb Informatik (JwInf) teil.
Beim JwInf lösen SchülerInnen einfache aber auch anspruchsvolle Programmieraufgaben. Die Programme werden mithilfe der Block-orientierten Programmierumgebung „Blockly“ durch das Zusammenschieben von Bausteinen geschrieben – ähnlich wie in „Scratch“. Konzepte von Programmiersprachen wie Anweisungen, Bedingungen, Schleifen können in Blockly verwendet werden, ohne dass die Feinheiten einer textuellen Programmiersprache beherrscht werden müssen.
Die ersten beiden Runden des Jugendwettbewerbs fanden kurz vor und während der Schulschließung statt. Trotz erschwerter Bedingungen erhielten fast alle IMP-Schülerinnen und Schüler Urkunden bzw. Preise. Durch ihre hohe Punktzahl in diesen beiden Runden konnten sich neun Schülerinnen und Schüler sogar für die nächste Runde des Wettbewerbs qualifizieren. Die 3. Runde des JwInf startet zeitgleich mit dem Bundeswettbewerb Informatik am 1. September 2020.
In der 3. Runde sind: Finn Aydt (9b), Gabriel Bilić (9b), Tim Goldmann (9b), Henry Helm (9d), Jannes Kuschel (9b), Maximilian Pöhnl (9a), Georg Richert (9d), Nathalie Schaich (9b), Hannah Zettelmayer (9b).
Durch den versetzten Präsenzunterricht sind nur einige der Preisträger auf dem Foto.

Miriam Klein

Jugend trainiert für Olympia- Volleyball

Jetzt mal schöne Nachrichten – aus einer Zeit als Mannschaftssport noch möglich war:
Am 06.02.20 war es endlich soweit, die Mädels des LMG (WK I) starteten in das RP-Finale im Volleyball bei Jugend trainiert für Olympia. Von der 10. Klasse bis zur Kursstufe 2 meldeten sich sieben Volleyballbegeisterte Mädels (Paula Rübenacker, Jule Bayer, Dunja Rück, Paula Scherrible, Vivian Rapp, Jana Wolfinger und Julia Bauer),welche am Turnier teilnehmen wollten. Dreimal haben die Mädels mit ihrem Coach Herrn Kolb trainiert. Als es dann am 6.2.20 losging, haben sich die Mädels um 8.00 Uhr in der Schule getroffen und sind dann in Begleitung von Herrn Kolb und Herrn Klose nach Blankenloch gefahren, wo das RP-Finale stattfand. Nach einem kurzen, intensiven Warm-Up ging das erste Spiel schon los. Leider mussten wir aufgrund von Schwierigkeiten in der Annahme das erste Spiel an die GSG Mannheim mit 1:2 abgeben. Durch starke Aufschlagserien konnten wir uns dennoch einen Satz sichern. Nach kurzem „mental-breakdown“ ging es für uns in der Vorrunde dann direkt zum nächsten Spiel, natürlich mit hohen Ansprüchen und viel Motivation. Plötzlich läuft es „wie am Schnürchen“, die Mädels konnten sich einen klaren 2:0 Sieg gegen MGG Horb sichern. Dank dem klaren Sieg und der knappen Niederlage hieß es dann für die Mädels vom LMG: Halbfinale! Beim letzten Spiel war das Motto laut Herr Kolb „einfach Spaß am Volleyball spielen haben“, denn im Halbfinale kam wohl der stärkste Gegner des Turniers auf uns zu. Dies merkten die Mädels vom LMG schnell. Durch sehr unsichere Annahmen und schwache Angriffe kam es leider zu einer deutlichen 0:2 Niederlage, der Sieg ging an LFG Mannheim. Dennoch können die Mädels sehr stolz auf sich sein, es bis ins Halbfinale geschafft zu haben. Man muss bedenken, dass nicht alle Spielerinnen unserer Mannschaft Volleyball im Verein spielen. Dennoch konnte unsere Mannschaft durch ihren Teamgeist und Zusammenhalt eine sehr ordentliche Leistung zeigen. Ein großes Dankeschön geht an unseren Coach Herrn Kolb, der uns stets motivierte und sehr hilfreiche Tipps gab. Ebenfalls wollen wir uns bei unserem treuen Fan Herrn Klose bedanken, welcher ebenfalls zum Unterstützen mit nach Blankenloch kam.
Paula Rübenacker

Informatik-Probleme gelöst

(Foto: N. Roller)

Wie findet man in einem Netz aus unzähligen Straßen den schnellsten Weg von einem Ort zum anderen? Eine von vielen Fragen, mit denen sich die rund 370 Schüler des Königsbacher Lise-Meitner-Gymnasiums beschäftigt haben, die am Wettbewerb „Informatik-Biber“ teilgenommen haben. 40 Minuten hatten sie Zeit, um alleine oder in Zweier-Teams die Aufgaben zu lösen, deren Anzahl und Schwierigkeitsgrad an die Klassenstufen und den Leistungsstand angepasst waren. Beim „Informatik-Biber“ gehe es darum, das Interesse der Schüler an informatischem und logischem Denken zu wecken, sagt Lehrerin Miriam Klein. Sie betreut den bundesweit ausgetragenen Wettbewerb am Königsbacher Gymnasium und freut sich, dass die Hälfte aller Schüler daran teilgenommen hat. Zwölf von ihnen gewannen einen ersten Preis, neun einen zweiten Preis. 139 Schüler bekamen einen dritten Preis. Klein sagt, Informatik betreffe jeden. Auch wenn man oft gar nichts davon merke, seien Informatik-Probleme überall im Alltag zu finden. Etwa bei Kreditkartennummern, bei Navigationsgeräten oder bei Passwörtern.
– Nico Roller

Mit Konzentration zum Sieg

(Foto: N. Roller)

Mehr als 100 Kinder und Jugendliche von elf Schulen treten in 25 Mannschaften mehr als vier Stunden lang in einem Spiel gegeneinander an, das höchste Konzentration verlangt: Jeder Zug muss genau überlegt sein beim Schulschachturnier, das am Samstag im Königsbacher Lise-Meitner-Gymnasium über die Bühne ging. Den teilnehmenden Schülern soll es Gelegenheit geben, sich mit Gegnern zu messen, die sie vorher nicht kannten. „Die Schüler müssen als Team funktionieren“, erklärt Michael Ruf: „Natürlich kommt es auf jeden Einzelnen an, aber letztlich siegt die Mannschaft.“ Ruf ist Lehrer am Königsbacher Gymnasium und organisiert das Turnier schon seit mehr als zehn Jahren zusammen mit seinem Neuenbürger Kollegen Jörg Hanisch. Dabei legen beide großen Wert auf einen fairen Umgang der Schüler untereinander: Ihre Ergebnisse tragen sie selbstständig in Listen ein, vor und nach jedem Spiel geben sie sich die Hand. Die Grundschüler spielen sieben Runden, die älteren Schüler neun. Aus Pforzheim und dem ganzen Enzkreis kommen die Teilnehmer. An langen Tischen sitzen sie sich gegenüber, die Augen auf das Brett und die Figuren vor ihnen gerichtet. Die leise tickende Uhr verrät, wie viel Bedenkzeit ihnen noch bleibt.

Arthur (12), Till, Yannick und Ben (11) lassen sich nicht aus der Ruhe bringen. Die Vier gehen aufs Königsbacher Gymnasium und bilden eines von sieben Teams, mit denen die Schule beim Turnier antritt. Auf was es beim Schach ankommt, wissen sie genau: Man müsse die Ruhe bewahren, ein Pokerface aufsetzen und jede Partie konzentriert bis zum Ende spielen, sagt Till: Auch wenn es mal schlecht aussehe, könne es immer noch passieren, dass der Gegner einen Fehler macht. Yannick sagt, strategisches Denken sei wichtig: „Ich muss mir die Züge vorher schon im Kopf ausdenken und überlegen, welchen Zug der Gegner machen könnte.“ Und Ben weiß: Auf keinen Fall sollte man unüberlegt nach Figuren greifen, denn wer eine berührt, muss auch mit ihr ziehen. Die Vier sind sich einig: Schach kann jeder lernen. Im Prinzip müsse man sich nur einprägen, welche Züge man mit welcher Figur machen darf – „und dann ganz viel üben“. Am Ende gewinnen Arthur, Till, Yannick und Ben in ihrer Altersklasse und ziehen damit nicht nur in die Nordbadische Meisterschaft im März ein, sondern erhalten auch einen von der Sparkasse gesponserten Pokal. – Nico Roller

Die Sieger:
Wettkampfklasse 1 (Jahrgang 2002 und älter): Lise-Meitner-Gymnasium Königsbach, Wettkampfklasse 2 (2003/2004): Lise-Meitner-Gymnasium Königsbach, Wettkampfklasse 3 (2005/2006): Lise-Meitner-Gymnasium Königsbach, Wettkampfklasse Mädchen: Hebel-Gymnasium Pforzheim, Wettkampfklasse Realschule: Mörike-Realschule Mühlacker, Wettkampfklasse 4 (2007/2008): Lise-Meitner-Gymnasium Königsbach, Wettkampfklasse 5: Hebel-Gymnasium Pforzheim, Wettkampfklasse Grundschule: Grundschule Kämpfelbach.