Bundesfinale "Jugend forscht" 2016 in Paderborn

Den 51. Bundeswettbewerb richtete die Stiftung Jugend forscht e.V. gemeinsam mit dem Heinz Nixdorf Museumsforum und unter der Schirmherrschaft des Bundespräsidenten vom 26. Mai bis 29. Mai 2016 in Paderborn aus. Der Bundes¬wettbewerb war der Höhepunkt der Wettbewerbsrunde, an der 12 058 Jugendliche mit 6 372 herausragenden Projekten teilgenommen haben. Der Wettbewerb stand in diesem Jahr unter dem Motto "Neues kommt von Neugier".

Ins Finale geschafft haben es 191 Jungforscherinnen und Jungforscher mit 110 Projekten, die bei einem der "Jugend forscht"-Landeswettbewerbe den ersten Preis in einem der sieben Fachgebiete Arbeitswelt, Biologie, Chemie, Geo- und Raumwissenschaften, Mathematik/Informatik, Physik und Technik gewonnen haben.

Preisträger des DGUV-Preises für Prävention und Rehabilitation wurde Marius Ziemke (18) aus Herzogenrath für die Entwicklung einer Datenbrille. In den Logistikzentren der Versandhändler entscheiden effiziente Arbeitsabläufe über den wirtschaftlichen Erfolg. Um die Wege der Mitarbeiter durch ein solches Lager zu optimieren, Fehler zu vermeiden sowie unübersichtliche Listen und unhandliche Scanner überflüssig zu machen, setzt Marius Ziemke auf eine Datenbrille. Sie ist per WLAN mit einem Server verbunden und liefert dem sogenannten Picker – das ist der Mitarbeiter, der die bestellte Ware zusammenstellt – stets aktualisierte Arbeitsaufträge. Dieser hat nun beide Hände frei zum Arbeiten, da er nur noch auf den Barcode blicken muss, um die Ware zu verbuchen. Weil dem Jungforscher das aber noch zu langsam war, entwickelte er zusätzlich einen Laserscanner, der am Handgelenk befestigt wird und mit dem System kommuniziert.

Zugleich wurde diese Arbeit mit dem vierten Preis im Fachgebiet Arbeitswelt ausgezeichnet.

Bundessieger im Fachgebiet Arbeitswelt wurde Tobias Gerbracht (18) aus Wuppertal. Er gewann ebenfalls die Teilnahme am London International Youth Service Forum in London (LIYSF) für die Entwicklung eines Augmented-Reality-Projektors für innovatives Visual Marketing. Im Raum schwebende Objekte, die man greifen möchte, aber nicht greifen kann – weil sie nur virtuell existieren: Das ist die Faszination von Augmented Reality (AR). Tobias Gerbracht möchte diese dreidimensionale Darstellung von Objekten für besonders eindrucksvolle Marketing-Präsentationen auf Messeständen nutzen. Häufig müssen die Betrachter dafür eine Spezialbrille tragen. Der Jungforscher hat stattdessen einen kompakten AR-Projektor entwickelt und zum Patent angemeldet. Mit einem Beamer projiziert er das zuvor berechnete Hologramm eines Objektes auf eine Glasscheibe von der Größe eines PC-Bildschirms. Diese Darstellung ermöglicht den 3-D-Eindruck aus vielen Blickwinkeln. Um das Gehäuse so kompakt wie möglich zu bauen, setzte er spezielle Software und Rechenverfahren ein.

In der Laudatio wurden das professionelle Design, die ergonomische Ausführung und die hohe Qualität des Projektors hervorgehoben, die die Jury besonders beeindruckt haben. Tobias Gerbracht gelingt es, durch sein profundes interdisziplinäres Wissen und die Begeisterung für seine Entwicklung zu überzeugen.

Den zweiten Preis des Fachgebietes Arbeitswelt sowie den Preis für eine Arbeit von Auszubildenden zum Thema "Mensch – Arbeit – Technik" des Arbeitgeberverbandes Gesamtmetall erhielt Johannes Meier (18) aus Berngau für den Bau einer "MeasureSaw". Johannes Meier möchte Waldarbeitern das Leben erleichtern. Zu diesem Zweck entwickelte er eine Messvorrichtung für Kettensägen, die es dem Bediener ermöglicht, gefällte Bäume ohne weitere Hilfsmittel schnell und präzise in Stücke vorgegebener Länge zu zerlegen. Dafür muss der Stamm lediglich mit der rollenden Sägekette abgefahren werden. Auf einem Display, das in die Luftfilterabdeckung der Säge integriert ist, wird die zurückgelegte Strecke angezeigt. Dieses Prinzip des Maßnehmens ist vom Fahrrad-Tachometer bekannt: Am Umfang des Kettenantriebsrads sind in gleichmäßigen Abständen sieben kleine Magnete angebracht. Die rollende Kette dreht das Rad und die Magnete werden so an einem Sensor vorbei bewegt. Aus den Magnetimpulsen errechnet ein Mikrocontroller dann die zurückgelegte Strecke.

Der dritte Preis des Fachgebiets Arbeitswelt sowie ein Aufenthalt in einem Joint Research Centre der Europäischen Kommission ging an Steffen Ryll (18) aus Holle für die Entwicklung der Android-App "Como – dein persönlicher Online-Stunden- und Vertretungsplan". Der Jungforscher entwickelte ein Computerprogramm, das stets den aktuellen Vertretungsplan anzeigt. Aber nicht nur das: Weil vor allem in den höheren Klassenstufen jeder Schüler unterschiedliche Fächer belegt, stellt das System auch den persönlichen Stundenplan bereit. "Scomo" nennt der Jungforscher seine Software, die vom heimischen Computer wie auch vom Smartphone aus nutzbar ist. Dafür gibt es eine Android-App, über die der Nutzer bei Planänderungen sofort benachrichtigt wird. So hat das Anstehen vor gedruckten Aushängen oder digitalen Anzeigetafeln im Schulfoyer endlich ein Ende – und auch das viel zu frühe Aufstehen.

Der fünfte Preis des Fachgebiets Arbeitswelt sowie der Preis für besondere Leistung auf dem Gebiet der Technik der Heinz und Gisela Friedrichs Stiftung ging an Lukas Ruf (16) aus Rottweil, Fabian Glaser (18) aus Aldingen und Christoph Moser (19) aus Wurmlingen für ihre Arbeit "Safer Surgeries – Effizienzssteigerung in der Medizintechnik durch RFID-Tracking". Immer wieder kommt es bei medizinischen Operationen zu Fehlern: Instrumente werden nicht sachgerecht zugeordnet, nicht ausreichend sterilisiert oder sogar im Patienten vergessen. Das ist vermeidbar, finden die Jungforscher und wollen OP-Besteck mit robusten und kostengünstigen RFIDTags elektronisch markieren. Das Krankenhauspersonal trägt Auslese-Armbänder, die registrieren, wer wann welches Besteck wofür genutzt hat. Die Daten werden via Bluetooth in Echtzeit an einen zentralen Computer gesendet. Nach Gesprächen mit Experten und eigenen Experimenten konstruierten die Jungforscher zum einen die Hardware zur Datenauslese. Zum anderen entwickelten sie ein Programm, das die Daten zu jedem Instrument speichern kann. Mit der Technologie können Wartung und Beschaffung unterstützt werden.

Auf das Fachgebiet "Arbeitswelt" entfielen noch drei Sonderpreise:

Der Preis für eine Arbeit zum Thema Klimaschutz der Bundesministerin für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit ging an Janno Schade (16) aus Fuldatal für die Entwicklung eines Dämmstoffs aus Altpapier. Immer mehr Hausbesitzer investieren in die Wärmedämmung ihrer Immobilie, um so den Energieverbrauch zu reduzieren und Heizkosten zu sparen. Meist wählen sie dabei ein Dämmmaterial auf Styroporbasis. Doch der Werkstoff steht zunehmend in der Kritik. Denn Polystyrol ist nicht nur leicht brennbar, der erdölbasierte Dämmstoff muss auch als Sondermüll entsorgt werden. Gibt es eine ökologisch sinnvollere Alternative? Mit dieser Frage befasste sich Janno Schade in seinem Forschungsprojekt. Er entwickelte einen Dämmstoff aus Altpapier und untersuchte die Wärmeleitfähigkeit des Materials wie auch sein Verhalten im Brandfall. "recypap" nannte der Jungforscher seine vielversprechende Erfindung, die er bereits zum Patent angemeldet hat.

Den Preis für eine Arbeit aus dem Bereich der Umwelttechnik der Deutschen Bundesstiftung Umwelt erhielten Annelie Elisabeth Dörheit (16) aus Kabelsketal, Melissa Sophie Kannewurf (17) aus Kabelsketal und Lia Antonia Söder (17) aus Petersberg. Sie entwickelten das Gesellschaftsspiel "VITAQUA", um bereits Grundschüler an das wichtige Thema des sparsamen Umgangs mit Wasser heranzuführen. Ziel des Brettspiels ist es, einen ausgetrockneten See wieder mit Wasser zu füllen und so zu neuem Leben zu erwecken. Hierzu müssen die Spieler Fragen zum Thema beantworten. Für richtige Antworten erhalten sie Spielgeld, das sie in ihrem fiktiven Haushalt für wassersparende Geräte einsetzen können. In einem anschließenden Praxistest mit Grundschülern konnten die Jungforscherinnen zeigen, dass die Spieler einiges gelernt hatten. Vielleicht kann so ein Beitrag geleistet werden, um den Wasserverbrauch der nächsten Generation zu senken.

Der Preis für eine Arbeit auf den Gebieten der Naturwissenschaften und der Technik der Wilhelm und Else Heraeus-Stiftung ging an Sophie Zentner (17), Olga Kireeva (18) sowie Jana Demant (18) aus Ilmenau für ihren Beitrag zur Therapie von Periostitis am Schienbein anhand einer Funktionsbandage. Starke Schmerzen am Schienbein können Anzeichen von Periostitis sein. Diese Überlastungskrankheit tritt zum Beispiel bei Sportlern auf. Um die dann erforderliche lange physiotherapeutische Behandlung zu unterstützen, entwickelten die Jungforscherinnen eine neuartige Funktionsbandage. Diese stützt das Bein, kühlt es und nutzt individuelle Druckpunkte für eine mechanische Behandlung, die sonst Teil der manuellen Therapie ist. Die Manschette wird per Klettverschluss um das Schienbein gelegt. Sie besteht im Kern aus einer Alu-Schiene und vier langen Schrauben mit hautfreundlichen Silikonköpfen. Um eine mobile Kühlung zu ermöglichen, setzen die Jungforscherinnen auf batteriebetriebene Peltier-Elemente. So kann die Temperatur auf die empfohlenen 4–8 °C geregelt werden.

Gastgeber des 52. Bundeswettbewerbs Jugend forscht im Jahr 2017 wird vom 25. bis 28. Mai 2017 die Siemens AG in Erlangen sein.

Informationen zu allen Preisträgern finden Sie unter www.jugend-forscht.de.