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Die Autorin

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Sophie Lorraine Senf (22)
studiert Kultur- und Medienwissenschaft

Jugend forscht
Carrera-Bahn mit Grips

27.09.2018 |

In seiner Freizeit erweckt Ferdinand altes Spielzeug zu neuem Leben. Erst kürzlich hat er seiner Carrera-Bahn eine künstliche Intelligenz eingehaucht – und damit den Landeswettbewerb Rheinland-Pfalz von "Jugend forscht" gewonnen. Sophie hat mit ihm gesprochen.

Ferdinant Krämer

Wer sich dem Carrerabahn-Gegner stellt, den Ferdinand entwickelt hat, verliert früher oder später. – © Jugend forscht

3, 2, 1 – Start! Das Surren zweier bunter, um die Wette fahrender Carrera-Autos ist zu hören. Adrenalin, Geschwindigkeitsrausch und Konkurrenzgefühl liegen in der Luft. Zu sehen ist dennoch nur eine Person am Handregler – und kein weiterer menschlicher Gegner. Zum Zocken an der Carrera-Bahn brauchte man früher mindestens einen Mitspieler. Doch seit Ferdinand Krämer forscht, hat sich das verändert: Vor anderthalb Jahren saß er allein an seiner Carrera-Strecke und tüftelte. Und programmierte dann ein Solo-Game. Nun zockt er gegen den Computer. Es ist ein Rennen zwischen Mensch und Künstlicher Intelligenz.

Der Kindheitstraum

Mit einer selbstlernenden Carrera-Bahn konnte der 19-jährige Student, Hobbybastler und Softwareentwickler aus Weitersburg bei Koblenz in diesem Jahr beim Nachwuchswettbewerb "Jugend forscht" in der Kategorie Mathematik und Informatik überzeugen. Seine aufwendige Projektidee stammt noch aus Kindertagen, als er in seinen jüngeren Schwestern keine interessierten Gegnerinnen finden konnte. "Vor meinem Projekt staubte die Carrera-Bahn schon seit fünf Jahren auf dem Speicher vor sich hin und ist dabei fast in Vergessenheit geraten", erzählt Ferdinand, der ihr nun mit Hilfe neuster Technik ein zweites, neues Leben einhauchen konnte – und im Anschluss neben dem Landespreis Rheinland-Pfalz auch noch einige Sonderpreise abräumte.

Durch "Jugend forscht" angefixt

In unterschiedlichen Kategorien küren die Juroren beim bundesweiten Wettbewerb "Jugend forscht" jedes Jahr sieben Nachwuchswissenschaftler für ihre innovativen Ideen, um so Neugier und Forschergeist anzuspornen und Jugendliche in ihren eigenen, praxisnahen Projekten zu fördern. Häufig gilt: Wer einmal mitmacht, ist angefixt und bleibt dabei. So ist auch die computergesteuerte Carrera-Bahn schon Ferdinands zweites "Jugend forscht"-Projekt.

Angestachelt durch seinen ersten Erfolg auf Regionalebene mit einer digitalisierten Modell-Eisenbahn, beschloss er, sich noch ein Stück tiefer in die komplexen Vorgänge des Codings und Softwareschreibens vorzuwagen – und entschied sich so kurzerhand, eine Künstliche Intelligenz zu programmieren.

"Alles selbst beigebracht"

Schon als Kind wusste Ferdinand, dass er später mal irgendwas mit Technik machen will. Neben dem Zocken hatte er nämlich schon früh ein Faible für die Baukästen von Fischertechnik. Für sein Projekt hat das sicher geholfen, auch wenn er sich die Grundlagen zur Softwareentwicklung später selbst noch beibringen musste. Dafür ist Ferdinand ziemlich ins Detail gegangen. Anfangs noch ratlos und unwissend, stieß er nach einiger Recherche auf einen kostenlosen Onlinekurs, der ihm die Programmiersprache "Python" näherbrachte. Ab diesem Zeitpunkt schien ihm das Coden einer neuen Software nicht mehr allzu weit entfernt.

Mehr als nur Spielerei

Sein Projekt fußt auf hohem Anforderungsniveau: "Grundsätzlich kann man eine Carrera-Stecke beliebig auf- und umbauen. Mir war wichtig, dass meine Technik auf jeder Strecke funktioniert", sagt Ferdinand. Aus seinen Überlegungen resultiert ein aus Fischertechnik gebauter 1,80 Meter hoher Turm, der in der Mitte der Strecke ausgerichtet ist und einen Pfeiler für zwei WebCams darstellt. Diese scannen die Strecke großflächig ab und registrieren jede dort stattfindende Bewegung.

Computer kopiert

Wie fast alle Techniken künstlicher Intelligenz basiert auch Ferdinands Programm auf der Sammlung, Speicherung und anschließender Analyse der gesammelten Daten. Wenn Ferdinand also vor einer Kurve kurz mit seinem Controller abbremst, nimmt das der Computer wahr, notiert das erfolgreiche Fahrverhalten und setzt es anschließend beim Eigenversuch selbst in die Tat um. Kurz gesagt: Wer gegen das Programm antritt, gibt auch seine Erfolgsstrategie preis – und wird vermutlich beizeiten selbst damit geschlagen.

Ein voller Erfolg

Ferdinands Idee begeisterte während des "Jugend forscht"-Wettbewerbs nicht nur die Juroren und konkurrierenden Teilnehmer, sondern vor allem auch seinen heutigen Ausbildungsleiter. "Mein Vorstellungsgespräch bestand größtenteils daraus, dass ich von meinem 'Jugend forscht'-Projekt erzählt habe", verrät Ferdinand und lacht. Seine technische Nische hat er damit gefunden. Denn auch was er heute als dualer Student in der Elektrotechnik lernt, verbindet die Arbeit mit Hard- und Software.

Einmal Forscher, immer Forscher

Mit einem Studium allein gibt sich der Nachwuchsforscher allerdings noch nicht zufrieden. Auch im nächsten Jahr plant Ferdinand, wieder bei "Jugend forscht" teilzunehmen. Er berichtet von einem Gruppenprojekt, an dem er gemeinsam mit seiner jüngeren Schwester tüftelt. Hier scheint er die selbstlernende Carrera-Bahn noch einmal übertreffen zu wollen. Sein Ziel ist es, ein Smart-Home-System zu entwickeln, das die Fähigkeiten von Alexa oder Google-Home um einiges erweitert.

Tanz und Theater

Damit hat Ferdinand Großes vor. Dass bei solchen Projekten, die er neben dem Studium durchführt, nur wenig Zeit für Anderes bleibt, ist fast selbstverständlich. Trotzdem berichtet Ferdinand von seiner Theatergruppe und seiner Leidenschaft für Standard-Tänze, die er mittlerweile schon seit vier Jahren regelmäßig übt. Das Tüfteln und Basteln mit künstlicher Intelligenz bleibt aber dennoch seine größte Obsession. Denn seine Ideen für neue Projekte will er auf jeden Fall auch in Zukunft in die Tat umsetzen.

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