Bundesfinale "Jugend forscht" 2022 in Lübeck

Den 57. Bundeswettbewerb richtete die Stiftung Jugend forscht e. V. gemeinsam mit dem FORSCHUNGSFORUM Schleswig-Holstein e.V. unter der Schirmherrschaft des Bundespräsidenten vom 26. bis 29. Mai 2022 in Lübeck aus. Der Bundeswettbewerb war der Höhepunkt der Wettbewerbsrunde, an der in diesem Jahr 8.527 Jugendliche mit 4.788 herausragenden Projekten teilnahmen. Der Wettbewerb stand unter dem Motto "Zufällig genial?".

Ins Finale kamen 168 Jungforscherinnen und Jungforscher mit 108 Projekten, die bei einem der "Jugend forscht"-Landeswettbewerbe den ersten Preis in einem der sieben Fachgebiete Arbeitswelt, Biologie, Chemie, Geo- und Raumwissenschaften, Mathematik/Informatik, Physik und Technik gewonnen haben.

Bei den fachgebietsübergreifenden Bundessiegen entfiel der Preis für die beste interdisziplinäre Arbeit von Bundesministerin für Bildung und Forschung Anja Karliczek, MdB auf das Fachgebiet Arbeitswelt. Der Preis ging an Maximilian Pfannkuch (19) aus Altenhasslau, Jaro Filip (19) aus Maintal und Dominik Hein (19) aus Goldbach für ihre Arbeit "Energiereiches Licht gegen Viren". Angeregt durch die Coronapandemie entwickelten sie ein effizientes Luftreinigungssystem auf Basis von UV-LEDs. Mittels mikrobiologischer Untersuchungen konnten sie die erforderliche Bestrahlungsdosis und die nötige Verweilzeit der Luft im Gerät ermitteln. Die Jungforscher programmierten eine App, die die Zahl der anwesenden Personen im Raum anhand der Handys ermittelt und mit diesen Daten die Steuerung der Luftreinigungsanlage anpasst. Das Ziel für die Zukunft ist es, die Wirksamkeit des Geräts durch spezifischere LEDs oder Laserdioden weiter zu steigern.

Bundessieger im Fachgebiet Arbeitswelt wurde Vincent Nack (15) aus Höhenkirchen mit seiner Arbeit "Rad fahren – aber sicher!". Vincent Nack entwickelte ein Notbrems-Assistenzsystem für Fahrräder, das Frontalzusammenstöße sowie Unfälle beim Abbiegen verhindert. Sein Bike Emergency Braking System (BEBS) besteht aus einem Sensorsystem mit Ultraschallsensoren und einem Kreiselstabilisator, ein sogenanntes Gyroskop. Das System kann an jedem Fahrrad nachgerüstet werden. Bei einer Gefahrensituation greift es in die Fahrradbremse ein. Über einen Seilzug löst ein Elektromotor die Notbremsung aus und bringt das Rad kontrolliert zum Stehen.

Der zweite Preis des Fachgebietes Arbeitswelt, der Sonderpreis – Teilnahme am Stockholm Junior Water Prize in Schweden Stockholm International Water Institute sowie der Preis für eine Arbeit von Auszubildenden auf dem Gebiet "Mensch – Arbeit – Technik" ging an Luise Florentine Mast (18) aus Pfalzgrafenweiler für ihre Arbeit "Spezieller Mikroplastikfilter". Sie entwickelte einen Filter, der beim Waschen von Textilien aus Kunstfasern verhindert, dass Mikroplastikteile ins Abwasser gelangen. Das Gehäuse plante sie per Computer-aided Design (CAD) am Computer und konnte einen ersten Prototyp am 3-D-Drucker fertigen. Von einer Firma ließ sie ein Gehäuse aus Metall erstellen, in das sie das Filtermaterial aus dem Gewebe eines speziellen Wäschesacks integrierte. Das Gehäuse samt Filtermaterial wurde in die Waschmaschine eingebaut. Wasseranalysen bestätigten die Wirksamkeit und ein Patentverfahren läuft bereits.

Den dritten Preis des Fachgebiets Arbeitswelt erhielt Mark Oude Elberink (17) aus Erlangen für seine Arbeit "Blutzucker-Manager". Blutzuckersensoren helfen Diabetikern, ihre Werte selbst zu kontrollieren. Gerade nachts oder beim Autofahren ist es aber oft umständlich, Blutzuckersensoren über ein Handy auszulesen. Daher entwickelte der Jungforscher ein nutzerfreundliches Gerät mit Alarmfunktion, das an jedem Ort mit WLAN-Empfang aufgestellt werden kann und den Blutzuckerwert zuverlässig anzeigt. Mark Oude Elberink nutzt das Gerät bereits selbst, um seinen Blutzucker immer im Blick zu haben und bei Bedarf sofort reagieren zu können. Aus der Idee, den Alltag für sich zu vereinfachen, ist ein Hilfsmittel entstanden, das vielen Betroffenen die Kontrolle ihrer Blutzuckerwerte erleichtern kann.

Der vierte Preis des Fachgebiets Arbeitswelt sowie der Preis für eine Arbeit von Aus-zubildenden auf dem Gebiet „Mensch – Arbeit – Technik“ des Arbeitgeberverbandes Gesamtmetall mit Unterstützung der NORDMETALL-Stiftung ging an Nils Wetzel (19) aus Rheurdt, Tom Conrad (20) aus Alpen und Vincent van Husen (19) aus Wesel für ihre Arbeit "Mechanische Unkrautbekämpfung". Die drei Auszubildenden der Firma LEMKEN GmbH & Co. KG in Alpen entwickelten eine selbstfahrende Mini-Hacke, die den Ackerboden zwischen den Nutzpflanzen selbständig hackt und das Unkraut mechanisch entfernt. Ein Elektromotor treibt die Hacke an, die über einen Fühler die Pflanzen ertastet und das Hackmesser bedarfsgerecht über eine pneumatische Steuerung einsetzt. Die Jungforscher hoffen, dass ihr Gerät einerseits den Einsatz chemischer Unkrautvernichtungsmittel reduzieren kann, ohne andererseits landwirtschaftliche Betriebe mit hohen Personalkosten für die Bodenbearbeitung zu belasten.

Den fünften Preis des Fachgebiets Arbeitswelt erhielten Nikolaj Schlumbohm (17) aus Münster, Ansgar Tumbrink (18) aus Havixbeck und Lennart Steingaß (18) aus Münster für die Entwicklung einer innovativen Kochbuch-App zur Minimierung von Lebensmittelabfällen. In ihrer Arbeit "Clevere Lagerbuchhaltung" suchten sie nach einer Lösung, um das Verderben von Lebensmitteln in privaten Haushalten zu verhindern, weil die Menschen keinen Überblick darüber haben, was in ihren Kühl- und Vorratsschränken lagert. Sie programmierten eine Handy-App, die Kassenzettel einscannt und eine private Lagerbuchhaltung anlegt. Auf Basis der gescannten Bestände schlägt sie aus einem verknüpften digitalen Kochbuch Rezepte vor. Sobald eine Ware das Haltbarkeitsdatum zu überschreiten droht, sendet die Anwendung eine Warnung. Die Jungforscher hoffen, das private Einkaufsmanagement auf diese Weise so zu verbessern, dass weniger Lebensmittel verderben. Es ist geplant, die App um eine Foodsharing-Funktion zu ergänzen.

Auf das Fachgebiet "Arbeitswelt" entfielen auch einige Sonderpreise:

Der Preis für eine Arbeit auf dem Gebiet "Gute Prävention und Rehabilitation" der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung e. V. ging an Faris Alagic (17), Lilly Persch (17) und Konrad Vogt (17) aus Berlin für ihre Arbeit "Coronatest digital". Die während der Coronapandemie eingeführten Tests an Schulen, wurden am Berliner Humboldt-Gymnasium in einem Coronatestzentrum durchgeführt. Die Ergebnisse wurden zunächst mit Laufzetteln gesammelt. Um diesen Prozess effizienter und umweltfreundlicher zu gestalten, programmierten Faris Alagic, Lilly Persch und Konrad Vogt eine Webseite, die die Coronatests digitalisiert. Inzwischen testen sich die Schülerinnen und Schüler selbst an eigens dafür aufgebauten Stationen. Bei der Abgabe der Proben werden der individuelle QR-Code jeder Person gescannt, ein Test-Code vergeben und dieser in der schulinternen Datenbank eingetragen. Über eigene Zugänge können die Lehrkräfte die Testergebnisse ihrer Schülerinnen und Schüler einsehen. Dieses Verfahren erleichtert den Schulalltag sehr.

Den Preis für eine Arbeit auf dem Gebiet der Informationstechnik des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt erhielten Justus Bendel (19) aus Wittgert und Marcel Rommel (19) aus Herschbach. Ihre Arbeit "Spielend Englisch lernen" beschäftigt sich mit der Entwicklung der Vokabeltrainer-App ScanQ, die das Lernen von Vokabeln durch einen spielerischen Anreiz erleichtert. Mit der App können Begriffe schnell eingescannt werden, Lern- und Quizspiele werden automatisch erstellt und es gibt die Möglichkeit eines virtuellen Gruppenlernens. Statistiken dokumentieren den Lernfortschritt. ScanQ richtet sich an Schülerinnen und Schüler aller Altersstufen, die sie effizient in ihrem Schulalltag und im Homeschooling unterstützt. Die Anwendung ist barrierefrei und kann auch per Sprachbefehl bedient werden. Alle Inhalte von ScanQ sind bereits kosten- und werbefrei verfügbar.

Der Preis für eine Arbeit mit Bezug zu Sicherheit in Chemie und Werkstofftechnik des Adolf-Martens-Fonds e. V. ging an Johannes Gall (15) aus Hüttersdorf, David Gautrein (15) aus Bilsdorf/Nalbach und Moritz Hellbrück (15) aus Humes für ihre Arbeit "Gedruckte Stabilität kommt von innen". Sie entwickelten ein Prüfverfahren für 3-D-Druck-Objekte. Um Ressourcen und Material einzusparen, werden die Objekte mit Füllmustern im Innern, sogenannten Infills, gedruckt. Ein Objekt mit 0 Prozent Infill ist innen hohl, eines mit 100 Prozent komplett ausgefüllt. Die Jungforscher untersuchten die Stabilität unterschiedlicher Infills an 3-D-gedruckten Hohlkörpern. Sie führten verschiedene Druck- und Biegeversuche mit würfel- und quaderförmigen Prüfkörpern aus Kunststoff durch. Unter Druck war das Gitternetz-Infill am stabilsten und unter Biegung das Infill mit archimedischen Bögen. Für die Stabilität ist es also entscheidend, mit welchen Strukturen ein Körper ausgefüllt ist.

Den Preis für eine Arbeit auf dem Gebiet der Technik der Heinz und Gisela Friedrichs Stiftung erhielt Stefan Neuber (18) aus Petersberg für die Entwicklung eines Virtual-Reality-basierten Fitnesstrainings. Virtual Reality, kurz VR, schafft durch computergenerierte, interaktive Wirklichkeiten neue Erlebniswelten. Auch im Sport können wir statt monotoner Fitnessübungen in der virtuellen Realität spannende Simulationen absolvieren, die Spaß und Training spielerisch kombinieren. Stefan Neuber entwickelte eine neuartige Verknüpfung von echtem Trainingsequipment und einem intuitiv verständlichen Spielkonzept. Dafür verwendete er ein System, das zur Steuerung von Aktionen in einer virtuellen Welt spezifische Bewegungen an einer Klimmzugstange erfasst. Durch Hängen und Bewegen an dem Sportgerät kann mit einer VR-Brille ein Avatar interaktiv durch eine Landschaft navigiert werden. Gleichzeitig werden Muskulatur und Fitness effektiv gestärkt.