Berliner Finale von „Jugend forscht“: Wie betrunkene Bohnen wachsen und Künstliche Intelligenz Alzheimer erkennt

Die Forscher von morgen gehen heute noch zur Schule – und bauen selbstbremsende Rollatoren oder steuern Krebskiller mit Magneten. Wie die Jugend forscht.

Von Sönke Matschurek

23.03.2023, 17:18 Uhr

Das Reagenzglas-Labyrinth, durch das Alissa Klein (18) per Knopfdruck das Ferrofluid lenkt, ist eine Spezialanfertigung von Bayer. Auf dem PC drückt sie die Taste „D“, und die schwarze Blase bewegt sich in der klaren Flüssigkeit einen Fingerbreit nach rechts. Ferrofluide sind in Flüssigkeiten gelöste magnetische Nanopartikel.

Alissa, 18, Lana, 17 und Engy, 18 (v.l.n.r.) mit dem Projekt „Ferrofluide und Tumore“.

Das Experiment erinnert an Lavalampen, hat jedoch einen medizinischen Nutzen: Bei Tumorerkrankungen könnte die magnetische Flüssigkeit in die Blutlaufbahn gegeben werden. Mit Magneten wird sie an die tumorbefallene Stelle bewegt und dann erhitzt, sodass etwa Krebs gezielt bekämpft werden kann – eine Alternative zur Chemotherapie.

Hier sind Schüler, die es geschafft haben, mit Fehlern klarzukommen und auf ihrem Gebiet zu Experten zu werden – was selbst Erwachsene erstaunen kann.
Sebastian Bognàr, Wettbewerbsleiter bei „Jugend forscht“

Was die Jugendlichen im Landesfinale von „Jugend forscht“ am Donnerstag im Lichthof der TU der Jury präsentieren, nötigt den erwachsenen Juroren einigen Respekt ab. „Hier sind Schüler, die es geschafft haben, mit Fehlern klarzukommen und auf ihrem Gebiet zu Experten zu werden – was selbst Erwachsene erstaunen kann“, lobte Wettbewerbsleiter Sebastian Bognàr. Von rund 210 Berliner Ideen schafften es 44 Projekte ins Landesfinale. Die besten Jungforscher avancieren ins Bundesfinale, das im Mai in Bremen stattfindet.

Künstliche Intelligenz kann Alzheimer erkennen

Einer von ihnen ist der 17-jährige Niklas Bennewitz vom Romain-Rolland-Gymnasium. Er hat eine Künstliche Intelligenz (KI) darauf trainiert, die Krankheit Alzheimer in MRT-Scans zu erkennen. Vereinfacht gesagt, zeigte er dem Programm Querschnittsbilder von Gehirnen, die nicht, leicht oder schwer von Alzheimer befallen waren. Die KI lernte, lokale Muster in diesen sogenannten „Graubildern“ zu erkennen. Die 6400 MRT-Bilder fand Bennewitz frei zugänglich im Internet.

„Das ist Mustererkennung auf sehr hohem Niveau“, beschreibt er die Funktionsweise des Programms. Und im Erkennen ist das Programm wahrlich gut geworden: In über 97 Prozent der Fälle stuft es die Schwere der Alzheimer-Erkrankung korrekt ein. Noch dazu hat Bennewitz eine 3D-App gebaut, die sich jeder herunterladen kann. Für dieses Projekt wurde Bennewitz mit dem 1. Platz in der Sparte Mathematik und Informatik ausgezeichnet.

Niklas, 17, hat eine Künstliche Intelligenz darauf trainiert, Alzheimer in MRT-Scans zu erkennen, und zudem eine 3D-App entwickelt.

Ein Rollator, der automatisch bremst

Eines anderen Altersproblems haben sich Christian Diem (14) und Ferdinand Stein (13) vom Humboldt-Gymnasium angenommen. „Mein Großvater brauchte zum Gehen irgendwann einen Rollator. Doch weil seine Hände schwächer wurden, konnte er den nicht mehr gut bremsen, und es entstanden gefährliche Situationen“, erzählt Diem. Aus Bausteinen von „Lego Mindstones“ bauten die beiden Freunde deshalb den Prototypen eines Rollators, der nicht wegrollen kann. Ihr „Auxiliator“ – lateinisch für „helfen“ – misst die normale Gehgeschwindigkeit einer Person und speichert sie ab. Wird die Normalgeschwindigkeit um 25 Prozent überschritten, etwa weil der Auxiliator auf einem Abhang wegzurollen droht, bremst er automatisch.

Diem und Stein traten mit ihrem Gehhelfer in der U14-Juniorsparte „Schüler experimentieren“ an, sogar schon zum zweiten Mal. Kniffelig war bei ihrem ersten Rollator vor allem die Kurvenfahrt, wo sich ein Rad schneller drehte als das andere. Die zweite Version nun hat sogar eine Schiebeunterstützung beim Aufwärtsfahren und einen SOS-Knopf. Von der Jury wurden sie für ihre Erfindung mit dem 3. Preis in der Sparte Technik ausgezeichnet, der Verein Deutscher Ingenieure belohnte ihre Entwicklung mit 75 Euro.

Ferdinand, 13 und Christian, 14 (v.l.n.r.) haben einen Rollator entwickelt, der automatisch bremst.

Eine App, die beim Recyceln hilft

Den ersten Platz im Bereich Informatik belegte bei den Junioren die „Recycel-App“. Die drei jungen Erfinderinnen vom Rückert-Gymnasium entwickelten eine App, die den Barcode eines Produktes scannt und dann Informationen zum Verpackungsmaterial bereitstellt. Ein Duplo etwa bekommt eine schlechte Bewertung. Denn der Schokoriegel ist in Plastik und Alufolie verpackt „und das trennt ja niemand“, erklärt Antonia Neufink (14). Auch Tetra-Paks kommen nicht gut weg: „Das ist außen Pappe, oben und innen Plastik. Die Mischung macht das Recyclen schwer.“

Martha, 13, Mathilda, 12 und Antonia, 14 (v.l.n.r.) mit ihrem Projekt einer Recycel-App.

Ein ausgeprägter Umweltgedanke zeigt sich auch bei zwei Projekten, die sich dem Pflanzenwachstum widmen. Linnea Wemmer (14) und Finja Hensel (14) testeten, wie Plastik in der Erde sich auf das Wachstum von Radieschen auswirkt – nämlich nachteilig. „Darum entsorgt euren Müll nicht in der Natur.“

Und Greta Kuch (14) und Magda Mainka (14) mischten dem Gießwasser für ihre Buschbohnen Alkohol bei. Die Bohnen standen in Kartons mit kleinen Fenstern für den Lichteinfall. Sie sahen: Bei mittlerem Alkoholgehalt begannen die Bohnen in Schlangenlinien zu wachsen, bei höherem Alkoholgehalt verkümmerten sie. „Der Orientierungssinn geht verloren, Reize werden nicht mehr so gut aufgenommen“, fasst Kuch zusammen. Da hat übermäßiger Alkoholkonsum bei Pflanzen offenbar ähnliche Auswirkungen wie beim Menschen.

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