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Landeswettbewerb
Sachsen
4. bis 6. April 2019
Industriemuseum
Chemnitz
Frag Dich. Jugend forscht - Landeswettbewerb Sachsen 2019 Jugend forscht - Landeswettbewerb Sachsen 2019

jugend forscht 4. bis 6. April 2019

  • Mathematik/Informatik
    Fachgebiet: Mathematik/Informatik
    Schule: Wilhelm-Ostwald-Schule - Gymnasium der Stadt Leipzig
    Mitglieder: (St.-Nr. 13) Felix Kleinsteuber

    Das Gehirn als leistungsstärkster Computer unserer Zeit kann in seiner Umwelt komplexe Beziehungen erkennen und aus ihnen lernen. Seit Mitte des zwanzigsten Jahrhunderts beschäftigen sich Informatiker und Neurowissenschaftler deshalb mit künstlichen neuronalen Netzen, welche den Strukturen des menschlichen Gehirns nachempfunden wurden. Diese sind in der Lage, Zusammenhänge in Eingabedaten zu erkennen und auf noch unbekannte Daten abstrahierend anzuwenden. Eines der verbreitetsten Anwendungsgebiete stellt die Handschrifterkennung dar, welche hier näher betrachtet und in Java unter Verwendung eines mehrschichtigen, überwacht lernenden neuronalen Netzes implementiert wird. Um die Qualität der Trainingsdaten gewährleisten zu können, wird der etablierte MNIST-Datensatz verwendet. Nach korrekter Implementierung des Backpropagation-Lernalgorithmus werden optimale Lernparameter und Netzarchitekturen ermittelt, um bereits veröffentlichte Resultate auf diesem Datensatz reproduzieren zu können.
  • Mathematik/Informatik
    Fachgebiet: Mathematik/Informatik
    Schule: Gymnasium Burgstädt
    Mitglieder: (St.-Nr. 14) Peter Knüpfer

    Den Taschenrechner habe ich selber in der Programmiersprache Java programmiert. Es beinhaltet die Grundrechenarten, sowie Potenzrechnung, trigonometrische Berechnungen, Logarithmus und Fakultät. Die Implementierung dieser Funktion wurde ohne die Verwendung von externen Bibliotheken (wie z.B. die "Math" Bibliothek) umgesetzt, sondern nur mit den Standardfunktionen +,-,*,/, Resterrechnung, Operatorrangfolge, Klammerrangfolge, welche schon standardmäßig in Java implementiert sind. Es wurden zur Berechnung von komplexeren Funktionen unter anderem Taylorreihen, das Heron-Verfahren und Additionstheoreme verwendet. Die Programmoberfläche und das GUI wurde auch selber programmiert ohne GUI Builder, jedoch unter Verwendung von externen Bibliotheken.
    Die Rechenaufgabe wird in das Eingabefeld eingegeben als String. Eine weitere Schwierigkeit bestand darin, diesen String so aufzuteilen, damit das Programm weiß, was es berechnen soll.
    Der Programmbenutzer gibt die Rechenaufgabe in das Eingabefeld ein und startet mit "=" die Berechnung. Daraufhin wird das Ergebnis in dem selben Feld angezeigt.
  • Mathematik/Informatik
    Fachgebiet: Mathematik/Informatik
    Schule: Martin-Andersen-Nexö-Gymnasium Dresden
    Mitglieder: (St.-Nr. 15) Florenz Schäfer

    Bei der Planung von Gebäudeautomationssystemen gibt es eine Auswahl an Millionen von Geräten, sodass Menschen nicht in der Lage sind, alle zu überblicken. In der Arbeit werden zwei Algorithmen verglichen, die das NP-vollständige, hoch komplexe Problem der Suche nach den optimalen Geräten für nutzerspezifische Anforderungen bewerkstelligen. Es werden verschiedene Testszenarien auf diese angewandt, um ihre Stärken und Schwächen zu evaluieren. Um die Ergebnisse besser im Zusammenhang mit den realen Besonderheiten der Gerätesuche einordnen zu können, wird eine Komplexitätsbetrachtung des gesamten Problems durchgeführt.