osKarl-Wettbewerb 2015

Man nehme uns, 8 hochmotivierte und mathebegeisterte Schüler und Schülerinnen (davon zwei des St. Dominikus-Gymnasiums und 6 weitere von anderen Gymnasien der Umgebung), Dr. Willging vom Schülerlabor des KIT, ein paar äußerst freundliche und kompetente Lehramtsstudierende, ein Arduino-Board mit einem widerspenstigen Mikrocontroller, 20 LEDs, einen riesigen, zu entwirrenden Kabelsalat und drei Taster. Man stelle sich vor, sie alle erforschen jede Woche spannende mathematische Themen in dem Kollegiengebäude Mathematik der in Karlsruhe wohl berühmtesten Einrichtung für Wissenschaft, dem KIT.

Als Projekt für das zweite Halbjahr beschlossen wir an dem osKarl teilzunehmen. Beim „osKarl“ werden Projekte von Schülern unterstützt, bei denen diese partnerschaftlich mit Hochschulen, Forschungseinrichtungen und Unternehmen aus der Technologie-Region Karlsruhe (in unserem Fall das KIT) das Thema „Stadt der Zukunft“ aus verschiedenen Perspektiven erforschen. Wir nahmen mit einem Brettspiel unter dem Motto „Verkehrswege der Zukunft – eine Reise durch die Stadt der 1000 Baustellen“ teil. Das Spielbrett entspricht dem Stadtplan von Karlsruhe , unmittelbar um das Schloss herum, das in Form eines Graphen abstrahiert dargestellt wird. Die mit Nummern versehenen Kreuzungen entsprechen den Knoten eines Graphen und die Straßen den Kanten.

Ziel des Spieles ist es, verschiedene Straßenkreuzungen zu passieren, die man zuvor in Form von Karten gezogen hat, und möglichst schnell zum Startpunkt zurückzukehren. Dieses Vorhaben wird durch die für Karlsruhe charakteristischen, plötzlich und zufällig auftauchenden Baustellen deutlich erschwert. Die 20 Baustellen sind durch Leuchtdioden dargestellt, deren plötzliches Aufleuchten wir mit einem selbstprogrammierten Mikrocontroller in die Tat umsetzen, der die LEDs unter Verwendung eines Zufallsgenerators steuert und auf Knopfdruck eine zufällige Kombination aufleuchten lässt.

Außerdem beschäftigten wir uns mit den mathematischen Hintergründen des Spiels aus der Graphen-, Optimierungs- und Wahrscheinlichkeitstheorie. So entwickelten wir auch einen eigenen Algorithmus um bestmöglichen Spielzüge in dem Baustellendschungel von Karlsruhe – der Stadt der 1000 (bzw. 20 J) Baustellen - zu finden.

Am Samstag den 27. Juli 2015 präsentierten wir, sowie auch die anderen für den osKarl nominierten Schülergruppen, beim „Fest der jungen Forscher“ im Schlosspark unsere Ergebnisse. Schließlich wurden wir für unsere Forschungsarbeit mit dem osKarl 2015 ausgezeichnet.

Lisa H., Sarah K. (9a)