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Schüler entwickelt Computer-Chip

Im Finale des Bundeswettbewerbs Schüler entwickelt Computer-Chip

Wer im Straßenverkehr Sirenen oder quietschende Reifen hört, weiß sofort, von wo Gefahr droht. Eine Maschine kann dies noch nicht. Niclas Hildebrandt, Schüler in Königs Wusterhausen (Dahme-Spreewald), will das ändern. Mit seiner Idee der "Geräuschlokalisierung" hat er es ins Finale des bundesweiten Schülerwettbewerbs "Invent a chip" geschafft.

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Niclas Hildebrandt steht im Finale des Bundeswettbewerbs "Invent a chip".

Quelle: Peter Degener

Königs Wusterhausen. Wer im Straßenverkehr Sirenen oder quietschende Reifen hört, weiß sofort von wo Gefahr droht. Wenn wir gerufen werden, wissen wir, wohin wir unsere Aufmerksamkeit lenken sollen. Eine Maschine kann dies nicht, sie registriert über ein Mikrofon nur die Geräusche selbst. Der 17-jährige Niclas Hildebrandt, Schüler am Friedrich-Wilhelm-Gymnasium in Königs Wusterhausen, will das ändern und hat es mit seiner Idee der „Geräuschlokalisierung“ ins Finale des bundesweiten Schülerwettbewerbs „Invent a chip“ geschafft.

„Es gibt keine Formel dafür, aber der Mensch weiß sofort, von woher jemand spricht. Also habe ich geschaut, wie das Problem in der Natur gelöst wird.“, sagt Niclas. So kam er auf den Trick mit der Laufzeit. Wenn man zwei Mikrofone nebeneinander aufstellt, kommt der Schall erst bei einem der Mikrofone an. Die Verzögerung, bis er das zweite Mikrofon erreicht, nennt man Laufzeit. Mit drei Mikrofonen lässt sich bereits feststellen, von wo ein Geräusch in der Ebene kommt. Nimmt man ein viertes Mikrofon dazu und ordnet alle wie die Ecken einer Pyramide zueinander an, lässt sich aus den verschiedenen Laufzeiten genau die Quelle des Schalls feststellen.

Auch über mögliche Anwendungen eines solchen Chips hat sich der Zehntklässler Gedanken gemacht. Statt von Science-Fiction wie Service-Robotern, die sofort wissen, wohin sie gerufen werden, geht Niclas von ganz realistischen Fällen aus. In Werkshallen herrsche oft für den Menschen nicht hörbarer Infra- oder Ultraschall. „So etwas wird aber unterbewusst wahrgenommen und stellt eine nervliche Belastung dar“, sagt er. Sein Chip soll die Quellen solcher Geräusche ausfindig machen. Auch in der Qualitätskontrolle oder Wartung könnte der Chip industriell eingesetzt werden. „Bei maschinellen Anlagen sind Unwuchten, wo es nicht rund läuft, oft schwer zu orten“, erklärt er. Bevor ein Problem zu spät erkannt wird und der Schaden bereits zu groß ist, könnte sein Sensor es bereits beim ersten Auftreten bemerken, lokalisieren und melden.

Diese Platine, die die Finalisten bekommen haben, muss programmiert werden.

Quelle: privat

Als einer von zwölf Wettbewerbs-Finalisten konnte er vor kurzem an einem Workshop in Hannover teilnehmen, bei denen allen Schülerteams und Einzelkandidaten die zu verwendende Software für den Chip erläutert wurde. Dazu hat er eine programmierbare Platine erhalten und bekommt über das Internet Unterstützung bei technischen Fragen. Jetzt hat er noch drei Monate für die Realisierung seiner Idee Zeit. Mindestens zehn Stunden pro Woche muss er investieren, um pünktlich fertig zu sein. Seine Schule stellt ihn dafür für drei Schulstunden in der Woche vom Unterricht frei – in den Informatik-Stunden braucht er sich nicht mehr zu langweilen.

Stattdessen tüftelt er daran, welche Mikrofone er einsetzen will und hat daneben eine Menge „komplexer Einzelprobleme“ zu lösen. Doch das Komplexe scheint ihm zu liegen. Seit fünf Jahren nimmt Niclas Klavierunterricht, seit zwei Jahren lernt er außerhalb der Schule Chinesisch. Er engagiert sich in einer Mathe-Arbeitsgemeinschaft und gehört zur Schüleraktiengesellschaft „Energieteam“, die mit Unterstützung der Technischen Hochschule in Wildau Solaranlagen auf dem Schul dach betreibt und sich mit erneuerbaren Energien in der Stadt auseinandersetzt. „Ich habe vor in Richtung Elektrotechnik zu gehen. Der Wettbewerb zur Chip-Entwicklung passt da sehr gut“, sagt er zu seinem Berufswunsch.

Von Peter Degener

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