Jugend forscht in der Technik - Finale 2021:

Auch heuer startet der kleine Albert mit Jugend forscht in der Technik wieder so richtig durch. Gemeinsam mit zahlreichen jungen Nachwuchstechnikerinnen und Nachwuchstechnikern erforscht er wieder die Weiten der Technik und der Naturwissenschaften. Aufgrund der COVID-19 Pandemie erfolgt dies heuer alles unter dem Motto Digitalisierung und E-Learning. Aus diesem Grund findet auch die Abschlussveranstaltung von Jugend forscht in der Technik heuer virtuell statt. So dürfen wir alle kleinen Einsteins zum virtuellen Finale am 18. Juni ab 10:00 Uhr einladen. Das Finale wird wie bereits im Vorjahr über einen Live-Stream ausgestrahlt. Der Link dazu wird frühzeitig auf unseren Social-Media-Kanälen und unserer Homepage bekanntgegeben.

 

zum Live-Stream des Jugend forscht Finales am 18.06.2021 ab 10:00 Uhr

 

9 spannende Projekte

Beim Finale dürft ihr euch alle über 9 sehr spannende Projekte freuen. Insgesamt haben sich heuer 5 Teams in der Kategorie Kleingruppe beworben, 3 Teams in der Kategorie Schulklasse und ein Team in der Kategorie Volksschule. Alle Teams haben uns bereits ihre spannenden Arbeiten gesendet und bewiesen, dass sie auch in schweren Zeiten wie heuer begeistert forschen und tüfteln können. Die jungen Talente haben außerdem gezeigt, dass das Thema Digitalisierung für sie keine Hürde darstellt. Es wurden Homepages erstellt, Videos geschnitten und vieles mehr. Wir dürfen euch nun einen Einblick in die spannende Welt der diesjährigen Projekte des kleinen Alberts und seiner Forscherteams geben.


Kategorie Kleingruppe


Ferromagnetic Train

Im Zuge dieses Projektes haben sich Nathalie Feger, Selina Schwaiger und Patrick Bialuca des BG/BRG Kufstein mit der Revolutionierung von öffentlichen Verkehrsmitteln beschäftigt. Nicht zuletzt zählt ja das Thema Umweltverschmutzung und der damit verbundene CO2 Ausstoß von Verkehrsmitteln zu einen der präsentesten Themen in der heutigen Gesellschaft. So hat sich das Team an die Entwicklung eines „ferromagnetic train“ gemacht, einem umweltschonenden Hochgeschwindigkeitszug, der sich am Prinzip des Hyperloops orientieren soll. Der Hyperloop wurde erstmals von Elon Musk im August 2013 vorgestellt. Es handelt sich dabei um ein Hochgeschwindigkeitsverkehrssystem bei dem sich Kapseln in einer luftleeren Röhre auf Luftkissen gleitend mit nahezu Schallgeschwindigkeit fortbewegen. Neben dem eigentlichen Prinzip wurde vom Team vor allem auf einen möglichst geringen Luftwiderstand viel Wert gelegt, um eine maximale Beschleunigung und Geschwindigkeit zu erreichen. Im Zuge des Projektes mussten sich die Erfinder außerdem mit Gesetzen wie dem Induktions Gesetz, dem Ampereschen Gesetz, dem Luftwiederstand und dem Lenzsches Gesetz auseinandersetzen.
Nach zahlreichen Versuchen und aufwändigen Bauphasen, die von viel Kraftaufwand und sogar Krämpfen in den Armen und Händen geprägt waren konnten die jungen Forscherinnen und Forscher endlich ihren selbst gebauten Hyperloop in Betrieb nehmen.


Mini Brick Drohne mit Teilen aus dem 3D-Drucker

Wer kennt sie nicht, die kleinen Wunderdinger namens Drohnen, mit denen man die Welt aus völlig neuen Blickwinkeln und der Perspektive eines Vogels wahrnehmen kann. Während wahrscheinlich jeder von uns bereits ein solches Flugobjekt gesichtet oder vielleicht sogar schon gesteuert hat, wissen nur sehr wenige den technischen und physikalischen Hintergrund, warum diese unbemannten Flugobjekte überhaupt derart gut funktionieren. Um diese Prinzipien und Naturgesetze zu erforschen, haben sich Jakob Huber, Hannah Hofer, Hannah Mark, Reisenbauer Max, Stachowitz Maximilian und Wachter Martina der MS Clemens Holzmeister Landeck einfach ihre eigenen Mini Drohnen zusammengebaut. Neben dem Einsatz von Lego-Teilen wurden auch eigene Bauteile selbst konstruiert und mit einem 3D-Drucker ausgedruckt. Die 3D-gedruckten Bauteile haben dabei den großen Vorteil, dass diese im Füllgrad und somit auch in der Masse verändert werden können. So konnten sehr leichte Teile hergestellt werden. Nach dem Zusammenbau aller Einzelteile und dem Einbau von Flugcontroller und Motoren, sowie einer Energieversorgung mittels Akku, konnten endlich die ersten Flugversuche gestartet werden. Diese endeten laut Projektteam zu Beginn meistens mit einer Bruchlandung alla „Quack, der Bruchpilot“ und einem Totalschaden. Das war allerdings überhaupt kein Problem, da die Minidrohne in wenigen Handgriffen wieder schnell und einfach zusammengebaut werden konnte. Durch die Verbesserung der eigenen Flugkünste und diverse Verbesserungen, beispielsweise an den selbstgedruckten Rotoren, konnte schließlich ein sicherer Flug von einer Dauer von 15 Minuten durchgeführt werden. Für den Zusammenbau der Mini-Drohne wurde eine eigene Video-Anleitung erstellt. Außerdem findet ihr weitere Einblicke auf der Homepage des Projektteams: https://ms-landeck.tsn.at/news/jfidt-projekt-2021-mini-brick-drohne 


Selbst gießende grüne Wand

Wer kennt es nicht? Man begrünt seinen Garten und Balkon stolz mit schönen Pflanzen und Blumen und muss dann an einem heißen Sommertag zusehen, wie alles den Kopf hängen lässt, da man das Gießen vergessen hat. Auch Anna Victoria Zils der MS Kufstein kennt dieses Problem und hat daher ein System entwickelt, mit dem die Pflanzen vollautomatisch mit Hilfe einer Aquarium Pumpe bewässert werden. Die Pflanzen werden dazu in einem „Hängebadorganizer“ vertikal, also von oben nach unten, eingesetzt. Dieser Organizer besteht aus wasserfestem Stoff, um zu verhindern, dass sich an feuchten Stellen Schimmel bildet. Eine Aquarium Pumpe, welche in einem Blumenkasten im untersten Bereich des Organizers untergebracht ist, pumpt Wasser in die obersten Kammern der Konstruktion. Von dort fließt dann das überschüssige Wasser über Löcher in die darunterliegenden Kammern, bis es letztlich wieder im Blumenkasten und der Pumpe ankommt. Dort schließt sich dann der Kreislauf und der Bewässerungszyklus beginnt von vorne. Durch ihr innovatives Bewässerungssystem muss sich Anna Victoria nie mehr über das Gießen Ihrer Pflanzen den Kopf zerbrechen und kann den Sommer auf ihrem Balkon in vollen Zügen genießen.


Windkraftanlage mit vertikaler Achse

Um einen Beitrag für unsere Umwelt zu leisten, haben sich Paul Victor Kandler, Robert Farrell, Theo Hausmann und Conor Shea Clancy mit dem Bau einer Windkraftanlage mit vertikaler Achse auseinandergesetzt. Laut der U.N.D.P. ist es zwingend erforderlich, dass wir damit beginnen, weniger Brennstoffe zu verwenden, da sonst die globale Temperatur um 2° C ansteigen wird. Eine Möglichkeit, um dies umzusetzen ist der Einsatz von Windkraftanlagen zur Stromerzeugung, da diese keine direkten CO2 Ausstöße verursachen. Herkömmliche Windräder benötigen aber sehr viel Platz und müssen sich immer der Windrichtung anpassen. Daher hat sich das Projektteam der Entwicklung einer sogenannten Windturbine mit vertikaler Achse gewidmet, welche gleich beide dieser Nachteile beseitigt.

Diese Windturbinen fangen den Wind mit ihren sogenannten Fächerblättern ein. Die daraus resultierende Bewegung wird dann mittels eines Generators in Strom umgewandelt. Nach Erforschung des Grundprinzips machte sich das Team an die praktische Umsetzung. Nach Konstruktion und dem Druck diverser Vorlagen wurden die Turbinenschaufeln der Anlage aus Aluminium-Druckplatten geschnitten. Anschließend wurden diese in die richtige Form gebogen, um den aerodynamischen Prinzipien zu entsprechen und gleichzeitig für einen maximalen Windfang zu sorgen. Die Schaufeln wurden dann noch verstärkt und schlussendlich auf einer alten Fahrradfelge montiert. Die fertiggestellte Windkraftanlage kann sich sehen lassen und wird in Zukunft die Mobiltelefone der jungen Forscher mit Energie versorgen.


Intelligente Ampelsteuerung mit dem micro:bit

Mit der Entwicklung einer intelligenten Ampelsteuerung haben sich Moritz Schärmer, Simon Bissinger, Lorenz Kirchmair, Daniel Hellmayr und Manuel Majewski beschäftigt. So wurden vom Team zwei Autoampeln und zwei Fußgängerampeln gebaut und programmiert. Die Ansteuerung der Ampeln erfolgt über einen sogenannten micro:bit, einem Mikrocontroller der von den Nachwuchstechnikern selbst programmiert werden kann. Jede Ampel wird dabei über einen solchen Mikrocontroller angesteuert. Die beiden Fußgängerampeln können über Drucksensoren geschalten werden. Das Verhalten der Autoampeln wurde so programmiert, dass deren Lichtfolge der Ampel in Telfs entspricht. Die Schaltung dieser wird mit einem Ultraschallsensor umgesetzt. Um das Konzept in die Tat umzusetzen mussten sich die Forscher unter anderem mit dem Löten von Bauteilen, der Isolierung von Kabeln und der Programmierung des micro:bit auseinandersetzen. Alle Aufgaben wurden mit Bravour und viel Begeisterung gemeistert. Bis zum Wettbewerb möchte das Team ihre Ampelsteuerung noch um einen Tunnel mit intelligenter Beleuchtung erweitern.

 


Kategorie Schulklasse


Die Zeitreise des kleinen Albert zum 10. Geburtstag

Die Schülerinnen und Schüler der 1a der MS Dr Posch haben in den letzten Monaten einen interaktiven, digitalen mathematischen Lehrpfad durch die Stadt Hall gestaltet. Dazu haben sich die Forscher eine Hintergrundgeschichte mit zahlreichen mathematischen Rätseln überlegt. Die Geschichte handelt vom kleinen Albert, der seinen 10. Geburtstag feiert und mit seiner Zeitmaschine nach Hall reist. Leider hat der kleine Albert aber den Luftausgleich falsch reguliert, weshalb seine Zeitmaschine in 5 Teile zersprungen ist. Die Kinder aus Hall finden den verzweifelten Albert schließlich vor der Nagglburg und wollen ihm helfen, die Teile seiner Zeitmaschine zu finden und zusammenzubauen. Die Teile sind an zahlreichen bekannten Stellen in ganz Hall verteilt und können nur durch das Lösen von mathematischen Aufgaben wiedergefunden werden. Die Forscher aus der 1a haben sich zahlreiche interessante Orte in Hall und dazu passende Rätsel für die Geschichte überlegt. All dies wurde dann gemeinsam mit der eigenen Geschichte und selbstgemachten Zeichnungen in der App bzw. dem Programm „Locandy“ integriert und programmiert. Mit dieser App kann die Geschichte interaktiv erlebt werden und die Rätsel vor Ort an den jeweiligen Plätzen in Hall gelöst werden. Am 12. und 13. Mai war das interaktive Spiel dann endlich fertig und wurde vom Team ausprobiert. Wenn auch ihr dem kleinen Albert auf seiner Reise helfen wollt, dann besucht http://www.locandy.com/qr/at-hallintirol-albertsgeburtstag und löst die spannenden Rätsel, um den kleinen Albert bei seiner Heimreise zu unterstützen.


H2MO

Auch die Schülerinnen und Schüler der PTS Brixlegg haben sich mit dem Thema Klimaschutz auseinandergesetzt. So haben sich die jungen Forscher mit Ihrem Projekt H2MO mit Wasserstoff betriebenen Fahrzeugen beschäftigt. Der Projekttitel H2MO beruht dabei auf einer Kombination der zwei Wörter H2O, der chemischen Formel für Wasser, und aus Mobilität. Zu Beginn des Projektes hat sich das Team bei Fachleuten über den momentanen Stand der Dinge im Bereich der Wasserstoff betriebenen Mobilität erkundigt. So konnte das Team erfahren, dass unter anderem im Bereich des öffentlichen Verkehrs die H2-Technologie sehr interessant ist. Das Angebot ist derzeit aber noch sehr begrenzt und in Tirol gibt es derzeit nur eine einzige Wasserstoff-Tankstelle. Um einen Beitrag zur Weiterentwicklung der H2 betriebenen Fahrzeuge zu leisten haben sich die jungen Forscher intensiv mit der Herstellung von Wasserstoff und dem Prinzip einer Brennstoffzelle beschäftigt. Schlussendlich wurde dann sogar unter anderem eigener Wasserstoff mittels der sogenannten Elektrolyse hergestellt. Bei diesem Prozess wird Wasser (H2O) in seine Bestandteile Wasserstoff (H) und Sauerstoff (O) zerlegt. Weitere Infos zum spannenden Projekt findet ihr auf der Website des Projektteams!

 

 


3D-Druck - sicher - gesund - optimiert – nachhaltig

3D-Drucker gehören zu den beliebtesten und am häufigsten benutzten Maschinen an der PTS Schwaz. Aber nicht nur dort sind dieser sehr beliebt, sondern auch in zahlreichen FabLabs, Unternehmen und anderen Schulen und Universitäten werden diese sehr häufig für die unterschiedlichsten Anwendungsgebiete eingesetzt. Leider kann es aber auch bei 3D-Druckern zu gefährlichen Situationen, wie beispielsweise einem Brand kommen. Daher haben sich die Schülerinnen und Schüler der PTS Schwaz mit der Frage beschäftigt, wie man das 3D-Drucken sicher, gesund und nachhaltig gestalten kann. So wurde zu Beginn des Projektes eine intensive Recherche zu diesem Thema durchgeführt und anschließend in einem gemeinsamen Brainstorming Ideen gesammelt, die später in die Tat umgesetzt wurden. Um die Brandgefahr der Drucker zu verringern, wurden eine Fernüberwachung und eine Abschaltautomatik entwickelt. Während die Abschaltautomatik den Drucker bei zu großer Hitze-Entwicklung automatisch ausschaltet, kann mit der Fernüberwachung jederzeit der Zustand des Druckers, auch von entfernten Orten aus, beobachtet werden. Um zusätzlich zu garantieren, dass das gesamte System auch bei Stromausfall funktioniert, wurden die 3D-Drucker der Schule auch noch um eine Notstromversorgung mittels Powerbank erweitert. Des Weiteren haben die jungen Technikerinnen und Techniker für eine Absaugung und Filterung giftiger Dämpfe gesorgt. Damit nicht genug wollten die Forscher zusätzlich auch noch die Effizienz des Druckvorganges steigern. Dies wurde durch richtige Konfiguration der Slicing-Software, durch Verwendung von nachhaltigem und umweltfreundlichen Filament, durch Herstellung einer eigenen, innovativen Filament Halterung und vielem mehr in die Tat umgesetzt. Alles in allem wurden die 3D-Drucker der PTS Schwaz somit sicher, gesund, optimiert und nachhaltig.

 


Kategorie Volksschule


Escape Room

Egal ob groß oder klein, uns allen macht das gemeinsame Lösen von Rätseln in der Regel sehr viel Spaß und trainiert gleichzeitig unser Gehirn. Auch den Schülerinnen und Schülern der Volksschule August Thielmann in Telfs macht das Rätseln und Knobeln sehr viel Spaß. Daher haben sich die jungen Forscher kurzerhand dazu entschieden ihre eigenen Rätsel in Form eines „Escape Rooms“ zu kreieren. So wurde mit Hilfe von LEGO Steinen und Lego WeDo 2.0 Boxen eine Welt mit zahlreichen kniffligen und spannenden Rätseln geschaffen. Zu Beginn des Projektes haben die Kinder bereits bestehende Rätsel gelöst, um ein Gefühl für die Knobeleien zu entwickeln. Anschließend wurden im Zuge eines Brainstormings das Hauptthema und die passende Geschichte für den Escape Room gesucht. Schlussendlich entschieden sich die jungen Einsteins für einen Spielplatz bzw. einen Rummelplatz als Ort des Geschehens und eine Detektivgeschichte als Handlungsrahmen. Nun machte sich das Team daran, neue Rätsel zu erfinden. Dabei erhielten sie professionelle Unterstützung von Tirols Master Mind in Sachen Escape Rooms, Herrn Martin Schlechter von Perplexxx. Nach zahlreichen Baustunden konnte der Escape Room dann offiziell eröffnet werden und von den Lehrpersonen und Mitschülern erkundet werden. Das Projektteam half dabei den Besuchern, wenn sie bei einem der kniffligen Rätsel nicht weiterwussten und schlüpften auch gleich in die Rolle eines Kameramannes bzw. einer Kamerafrau, um das ganze Geschehen auf Video festzuhalten. Das Ergebnis dieses Knobelspaßes kann im folgenden Video angesehen werden.

 


Rückfragen:
Wirtschaftskammer Tirol
Projekt "Jugend forscht in der Technik"

Dr. Désirée Stofner

 

05 90 90 5-1231

 

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Mag. Marlene Hopfgartner

 

05 90 90 5-1264

 

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  Maximilian Ebner