Bundesfinale "Jugend forscht" 2015 in Ludwigshafen

Den 50. Bundeswettbewerb richtete die Stiftung Jugend forscht e.V. gemeinsam mit der BASF SE und unter der Schirmherrschaft des Bundespräsidenten vom 26. Mai bis 30. Mai 2015 in Ludwigshafen aus. Der Bundeswettbewerb war der Höhepunkt der Wettbewerbsrunde, an der 11502 Jugendliche mit 6.084 herausragenden Projekten teilgenommen haben. Der Wettbewerb stand in diesem Jahr unter dem Motto "Forschen, Fördern, Feiern – 50 Jahre Jugend forscht & 150 Jahre BASF".

Ins Finale geschafft haben es 209 Jungforscherinnen und Jungforscher mit 114 Projekten, die bei einem der "Jugend forscht"-Landeswettbewerbe den ersten Preis in einem der sieben Fachgebiete Arbeitswelt, Biologie, Chemie, Geo- und Raumwissenschaften, Mathema-tik/Informatik, Physik und Technik gewonnen haben.

Preisträger des DGUV-Preises für Prävention und Rehabilitation wurden Sophie Weiler (19) aus Häusern, Timo Morath (19) aus Grafenhausen und Michael Böhler (19) aus Ühlingen-Birkendorf.

Ziel der Forschungsarbeit war, Erzieherinnen und Eltern das Schieben von Viersitzer-Kinderwagen in Kindertagesstätten bergauf zu erleichtern und damit den Rücken zu schonen. Ihr Viersitzer-Kinderwagen hat einen Elektromotor, der zwei Räder über im 3-D-Drucker gefertigte Adapter antreibt. Unter den Sitzen platzierten sie den Akku, am Griff des Wagens den Drehregler zum Gasgeben. Für sichere Bremsmanöver sorgt eine zusätzliche Scheibenbremse. Die drei jungen Konstrukteure treffen mit ihrem E-Buggy den Nerv der Zeit: Erste Kaufinteressenten für das Gebrauchsmuster gibt es schon.

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

Bundessieger im Fachgebiet Arbeitswelt wurden Myrijam Stoetzer (14) und Paul Foltin (15) aus Duisburg. Thema ihrer Forschungsarbeit war der Umbau eines Rollstuhls, so dass er mit den Augen gesteuert werden kann. Dafür bauten sie auf der Grundlage einer handelsüblichen Webcam einen sogenannten Eyetracker, ein Gerät, das die Blickbewegungen aufzeichnet und verarbeitet. So werden anhand der Blickrichtung Steuerbefehle an die Motoren gesendet und der Rollstuhl fährt in die gewünschte Richtung.

Den zweiten Preis des Fachgebietes Arbeitswelt und die Teilnahme am China Adolescents Science & Technology Innovation Contest (CASTIC) erhielten Duo Andreas Qiu (18) aus Kassel, Kay Rübenstahl (18) aus Homberg und Michelle Naass (16) aus Immenhausen. Sie entwickelten ein Testverfahren für Haushalte zum Nachweis von Melamin in Babymilch. Im Jahr 2008 erregte ein Lebensmittelskandal in China weltweit Aufsehen: 300 000 Säuglinge erkrankten, sechs starben. Ursache war Milchpulver, das mit Melamin versetzt worden war, um einen höheren Proteingehalt vorzutäuschen. Zwar ist die Chemikalie selbst nicht sehr giftig, doch kann sie bei Kindern gefährliche Nierensteine hervorrufen. Die Preisträger haben ein Testverfahren entwickelt, bei dem das Melamin in der Milch mithilfe von Cyanursäure abgesondert und der Niederschlag mit einer selbst konstruierten sehr einfachen Zentrifuge abgetrennt wird. So können besorgte Eltern einen bedenklichen Melamin-Gehalt von über fünf Prozent in der Babymilch einfach und schnell zu Hause nachweisen.

Der vierte Preis des Fachgebiets Arbeitswelt und der Preis für Auszubildende des Arbeitgeberverbandes Gesamtmetall gingen an Daniel Seidler (18), Paul Keckl (18) und Tim Poulet (17) von der Pfleiderer GmbH in Neumarkt. Sie fanden das Thema für ihr Forschungsprojekt in ihrem Ausbildungsbetrieb. In diesem werden große Metallteile mithilfe von sogenannten Schlagzahlen, Stempeln aus Werkzeugstahl, nummeriert. Dabei schlägt man mit einem Hammer auf die Schlagzahl, die mit der Hand festgehalten wird. Da dies nicht ungefährlich ist, entwickelten die Jungforscher eine spezielle Schlagzahlenpistole. Das Prinzip: Durch einen Pneumatikzylinder wird ein Gewicht beschleunigt, das dann auf die Schlagzahl trifft. Die Schlagzahlen sind in einer Revolvertrommel am Ausgang der Pistole angebracht, sodass man die benötigte Zahl auswählen kann. Mit der Schlagzahlenpistole haben die Jungforscher ein sicheres und unkompliziertes Arbeitsgerät geschaffen.

Den fünften Preis des Fachgebiets Arbeitswelt erhielten Jonas Viel (16) aus Neu-Ulm, Leonhard Sommer (18) aus Holzschwang sowie Michael Berg (17) aus Neu-Ulm. Sie haben eine Unterarmprothese entwickelt, die es ihrem Träger beispielsweise ermöglicht, Gegenstände weit besser zu greifen als mit Standard-Prothesen. Mithilfe von Sensoren kann die Prothese die Muskelaktivitäten am Armstumpf des Trägers erfassen. Diese Informationen werden an ein Smartphone weitergeleitet. Eine intelligente, per Handy-App individuell programmierbare Steuerung sorgt für die Umsetzung der Signale in Bewegung. Dabei ist die Prothese der Jungforscher ein wahres Bewegungswunder: Sie kann sich um drei Achsen drehen, die Hand beugen sowie mithilfe eines Daumens und zwei beweglicher Finger zugreifen.

Auf das Fachgebiet "Arbeitswelt" entfielen noch fünf Sonderpreise:

Der Preis für Sicherheit in Chemie und Werkstofftechnik des Adolf-Martens-Fonds e.V. ging an Tino Jacobi (19) aus Berlin. Er erforschte die Gefährdung der Gesundheit durch 3D-Drucker. Dafür baute er selbst einen 3-D-Drucker und testete gängige Druckmaterialien. In seinen Untersuchungen stellte er bei allen zehn von ihm getesteten Materialien eine Feinstaubbelastung fest. Die Ergebnisse klassifizierte er in einer Skala von leicht bis sehr bedenklich. Da die Feinstaubbelastung eine Gefahr für die Gesundheit darstellt, empfiehlt er häufiges Lüften oder den Bau von geschlossenen Druckergehäusen.

Eine Einladung der Europäischen Kommission zum Besuch im Joint Research Centre in Ispra, Italien, bekam Aliaksandr Piarerva (19) aus Rostock für sein Projekt "Dreidimensionales Lernen". Er ist ein großer Kino-Fan und begeistert sich besonders für 3-D-Filme. Er fragte sich, warum man diese Art der Darstellungen nicht auch in den Schulunterricht integriert. Deshalb untersuchte der Jungforscher die Vor- und Nachteile verschiedener Verfahren zur Erstellung dreidimensionaler Bilder wie auch ihre didaktische Wirkung. Anschließend erarbeitete er Lernhefte mit dreidimensionalen Darstellungen. Seine Idee: Wer beispielsweise Moleküle räumlich sieht, entwickelt ein besseres Vorstellungsvermögen. Mittlerweile läuft ein Praxistest gemeinsam mit Fachlehrern im Chemieunterricht der Klassen 10 bis 12 an seiner Schule.

Der Preis für eine besondere Leistung auf dem Gebiet der Technik der Heinz und Gisela Friederichs Stiftung ging an Alexander Brosig (17) aus Beckdorf für die Entwicklung einer Steuerung eines Roboterarms, der mit den Füßen bedient werden kann. Aus einem Bausatz konstruierte er einen Roboterarm und schrieb mehrere Programme, mit denen er die gewünschten Bewegungen im Raum berechnet und die Robotermotoren präzise steuert. Darüber hinaus baute er Computermaus und Tastatur mithilfe von Holzbrettern, Scharnieren und Federn so um, dass sie mit den Füßen betätigt werden können. Testpersonen gelang es beispielsweise, ganz ohne den Einsatz ihrer Arme und Hände eine Scheibe Brot zu essen. Die Konstruktion des Jungforschers könnte auch bei gefährlichen Arbeiten als "dritter Arm" wertvolle Dienste leisten.

Ein weiterer Preis für eine besondere Leistung auf dem Gebiet der Technik der Heinz und Gisela Friederichs Stiftung ging an Gernot Sümmermann (17) aus Bergisch Gladbach, Simon Heesen (18) aus Köln und Felix Reuter (18) aus Leverkusen für die Entwicklung eines interaktiven Rehabilitationshandschuhs. Nach einem Unfall oder Schlaganfall dauert es lange, bis sich Finger wieder richtig bewegen lassen. Ziel der Jungforscher war es, die Rehabilitationszeit mithilfe moderner Technik zu verkürzen. Sie befestigten an den Fingern eines Handschuhs Fäden und verbanden sie mit Elektromotoren, die in einem Gehäuse am Handgelenk befestigt werden. Ein Computer bewegt über die Motoren einzelne Fingerglieder. Im späteren Training werden die aktiven Patientenbewegungen nur noch überwacht. Da bei jeder Rehabilitation die Motivation des Patienten eine große Rolle spielt, entwickelten die Jungforscher zusätzlich eine Trainings-Software. Mithilfe einer Virtual-Reality-Brille übt der Patient damit spielerisch und realitätsnah, seine Finger wieder zu gebrauchen.

Den Preis für Naturwissenschaften und Technik der Wilhelm und Else Heraeus-Stiftung erhielt Rieke-Marie Hackbarth (14) aus Henstedt-Ulzburg. Sie entwickelte ein Stethoskop, das sich nach jeder Untersuchung automatisch selbst desinfiziert und so beim nächsten Patienten wieder keimfrei ist. Das Stethoskop der Jungforscherin besitzt einen eingebauten Kleincomputer des Typs Arduino. Dieser erkennt, wenn eine Untersuchung beendet ist, da der Kontakt zur Haut ausbleibt. Die Information gibt er dann an eine eingebaute Pumpvorrichtung weiter, die Desinfektionsmittel auf das Stethoskop sprüht.

Gastgeber des 51. Bundeswettbewerbs Jugend forscht im Jahr 2016 wird vom 26. bis 29. Mai 2016 das Heinz Nixdorf MuseumsForum in Paderborn sein.

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