Was hat künstliche Intelligenz mit einer Geradengleichung zu tun und wie helfen Geradengleichungen Äpfeln von Birnen zu unterscheiden?
Schülerinnen und Schüler der Mathematik-AG haben sich aus dem Workshop-Angebot der TUHH zielgerichtet und einstimmig für das Thema „Geradengleichung für künstliche Intelligenz“ entschieden. Die 9.- und 10.-Klässler der AG hatten damit ein spannendes Thema ausgesucht, das weitere Schülerinnen und Schüler aus den zehnten Klassen neugierig stimmte, einige von ihnen nahmen ebenfalls an dieser Exkursion teil.
Die Problemstellung war zunächst niederschwellig angesetzt, sie lautete:
Welche Informationen benötigt ein Computer, damit er einen Apfel von einer Birne unterscheiden kann?
Dass die Kenntnis einer Geradengleichung in der Form f(x) = m x + b nicht ausreichen würde, war jedem klar. Blitzschnell erweiterte sich der mathematische Horizont um z.B. den Begriff des Vektors und wie man mit Vektoren rechnet, was man unter einem Skalarprodukt versteht und wie man mit diesen Werkzeugen Abstände zwischen Geraden angeben kann. Diese neuen Begriffe wurden so zielgerichtet und verständlich eingeführt und mit Übungen am Rechner eigenständig auf das Problem angewendet, dass alle Teilnehmerinnen und Teilnehmer die vielen Informationen gut nachvollziehen konnten. Manche waren von der grundlegenden Idee regelrecht begeistert. Alle konnten am Ende dieser dreistündigen Veranstaltung mitnehmen, auf welchen Pfaden der Computer aus vorgegebenen Datensätzen die apfeligste Birne von dem birnigsten Apfel unterscheiden kann und dass die Gerade diese Trennschärfe liefert.
Die Zeit reichte nicht mehr aus, um noch tiefer in das Thema einzusteigen, um zu verstehen, wie sich ein derartiges Programm durch „eigenständiges“ Training und Auswertung selbstständig verbessern kann. Aber für alle, die jetzt erst richtig neugierig geworden sind, sei der Hinweis gegeben, die TUHH bietet mehrtägige Workshops zu diesem Thema an; vielleicht nutzten einige die schulfreie Zeit dafür, diese spannende Thematik zu ergründen.
Nach einem gutschmeckenden Mittagessen in der Mensa stand dann auch noch eine Physikexperimentalvorlesung auf unserem Programm. In der einstündigen Veranstaltung wurden ausgewählte Experimente der Elektrotechnik demonstriert. Ein zentrales Thema der zurückliegenden Vorlesungsstunden war die elektromagnetische Induktion. Eindrucksvolle Experimente zur Lenzschen Regel ließen keine Müdigkeitserscheinungen aufkommen. Hier wurden Erinnerungen aus dem Physikunterricht der Schule wach. Es machte Spaß, noch einmal darüber nachzudenken, weshalb ein Kupfer- oder auch Aluminiumring immer dann in die Höhe fliegt, wenn eine Spule vom Strom durchflossen wird. (Es wurde eindrucksvoll experimentiert, die Zuschauer der ersten Vorlesungsreihe mussten zum Schutz einen Helm aufsetzen.)
Die folgenden Abbildungen zeigen interessierten Leserinnen und Lesern den experimentellen Aufbau und die wesentlichen Informationen für’s Verständnis.
Und zum Abschluss dieser Veranstaltung wurde in Windeseile mit flüssigem Stickstoff Erdbeer-, Schokoladen- und Vanilleeis gezaubert. Jeder konnte sich vom gutschmeckenden, selbst hergestellten Eis überzeugen.
Übrigens: Durch den C kalten Stickstoff wird die Eismasse in kurzer Zeit stark abgekühlt, wodurch sich Eiskristalle bilden können, so dass das Eis cremig wird. Die sichtbaren Dampfschwaden sind nichts anderes als die kondensierte Luftfeuchtigkeit.
Mit allen Sinnen durfte der Universitätsalltag miterlebt werden, aus den Rückmeldungen von Schülerinnen und Schülern war es eine gelungene Exkursion.
…… und auf den 20.09.2024 freuen sich schon die Schülerinnen und Schüler der zukünftigen 6. bis 9. Klassen der Mathematik-AG, an diesem Tag besuchen wir das Schülerlabor des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt der TU Hamburg und zusätzlich wird es noch ein bisschen Mathematik der ganz besonderen Art geben………..
R. Eileck