VDE und BMBF suchen wieder nach spannenden Mikrochiplösungen von Schülern

Invent a Chip 2017 VDE und BMBF suchen wieder nach spannenden Mikrochiplösungen von Schülern

01.02.2017Redakteur: Sariana Kunze

Unter dem Motto "New Mobility" startet Ende Januar zum 16. Mal der bundesweite Schülerwettbewerb Invent a Chip vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) und dem Technologieverband VDE. Neben der Beantwortung von 20 Fragen rund um die "New Mobility" und die Welt der Mikrochips können Schüler ihren eigenen Mikrochip entwickeln.

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VDE Verband der Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik e.V.

Viele Häuser und Unternehmen nutzen Photovoltaikanlagen zur Stromerzeugung. Luca Elbracht (17) und David Alexander Volmer (16) vom Albertus-Magnus-Gymnasium in Beckum möchten die Energie aus der Sonne mit dem Einsatz von Mikrochips besser nutzen. Ihre Idee, den Prozess von der Erzeugung zum Verbrauch durch den Einsatz eines Mikrochips zu steuern, der künftig alle drei Schritte überwacht – Erzeugung, Speicherung, Verbrauch – bescherte dem Team Platz Eins beim Schülerwettbewerb Invent a Chip 2016 und ein Preisgeld in Höhe von 3.000 Euro.
(Bild: VDE)

Bei Invent a Chip nahmen 2016 rund 2.600 Mädchen und Jungen am Wettbewerb teil. Mitmachen können Schülerinnen und Schüler der Klassen 8 bis 13 von weiterführenden und berufsbildenden Schulen, entweder in Teams oder allein. Einsendeschluss ist der 31. März 2017. Eine Jury bestimmt dann die zehn besten Chip-Ideen für einen Workshop Anfang Mai am Institut für Mikroelektronische Systeme an der Leibniz Universität Hannover. Dort lernen die ausgewählten Jugendlichen von den Profis die ersten Schritte im Chipdesign. Im Anschluss haben sie bis Mitte September Zeit, ihre Projekte umzusetzen. Am 23. Oktober 2017 prämieren Experten aus Wirtschaft, Wissenschaft und der Politik die Schülerinnen und Schüler mit den besten Chip-Entwürfen auf dem VDE/BMBF-Mikrosystemtechnikkongress in München.

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Ältere Menschen klagen häufig über Probleme mit ihren Rollatoren. Das haben Robin Breitfelder (15), Jamal Lkhaouni (14), Maximilian Krebs (15) und Tim Jungnitz (16) vom Gymnasium Lindlar schon oft gehört. Jetzt wollen sie gemeinsam einen intelligenten Rollator kreieren. Dieser „Smollator“ (smarter Rollator) soll auf Signale reagieren, die die Benutzerin oder der Benutzer über die Griffe intuitiv auf Sensoren überträgt. Mit dem smarten Rollator überzeugte das Quartett die Jury des Nachwuchswettbewerbs Invent a Chip.
„Der modifizierte Rollator soll auf Hindernisse wie beispielsweise Bordsteinkanten oder Treppenstufen reagieren können“, beschreibt das Team aus Lindlar seine Idee. Unterstützung bei der richtigen Geschwindigkeit bergauf- oder bergab sind geplant, ebenso eine Alarmfunktion bei Stürzen: „In mehreren Stufen wird zunächst die Umgebung akustisch alarmiert bis hin zum automatisierten Notruf. Dafür soll ein weiterer Bestandteil unseres Rollators ein eingebautes GPS-Modul sein, das auf Abfrage die Position an autorisierte Personen übermittelt.“ An ihrem Gymnasium sind die Jugendlichen Mitglieder der MINTlab AG, in der sie auf den Wettbewerb stießen. Ihre Chip-Idee umfasst die Steuerung des Radantriebs, die Erkennung von Hindernissen, Navigation und das Energiemanagement.

Immer häufiger verunsichern Einbruchsserien die Menschen. Maximilian Melzner (16) und Lukas Heindl (17) vom Gymnasium Eschenbach wollen es den Langfingern mit einem Mikrochip jetzt deutlich schwerer machen. „Der Einbruchsmelde-Chip soll besonders die Sicherheit von Türen und Fenstern vergrößern. Dies soll durch diverse Sensoren am Fenster geschehen, wobei eine Lichtschranke wohl die bekannteste Lösung darstellen dürfte“, erklärt das Duo. Mit dem Einbruchsmelde-Chip überzeugten die Eschenbacher Gymnasiasten die Jury des Nachwuchswettbewerbs Invent a Chip. Den größten Vorteil ihres Projektes sehen die Schüler aus Eschenbach darin, dass es kaum Alarmanlagen gebe, die mit einer Vielzahl von Sensoren arbeiten. „Ein Magnetsensor, der innen am Fenster angebracht wird, stellt beispielsweise fest, ob das Fenster geöffnet wird“, beschreiben die Gymnasiasten ihre Idee. Außerdem soll ein Erschütterungssensor erkennen, ob das Glas eingeschlagen wird. Sobald ein Sensor ausgelöst wird, aktiviert der Chip einen akustischen Alarm. Ziel sei es außerdem, mit einem Chip mehrere Fenster zu überwachen.

Frischgebackene Eltern sind häufig übermüdet, wenn ihr Nachwuchs nachts häufig wach wird. Verena Glatt (17) von der Gewerbeschule Bühl hat mit ihrer Idee für eine Durchschlaf-Hilfe für Babys die Jury des Nachwuchswettbewerbs Invent a Chip überzeugt. Sie setzte sich mit ihrem Projekt in einem Feld von rund 2.600 Teilnehmern durch. „Ich möchte eine Kinderwiege entwickeln, die ein unruhiges Kind chipgesteuert selbstständig beruhigt. Die Eltern sollen nur geweckt werden, wenn der Versuch, das Kind zu beruhigen, missglückt“, sagt sie.
Der Mikrochip der Schülerin aus Bühl soll mit Lautstärke- und Bewegungssensoren ausgestattet sein. Er wird in das Kinderbett integriert. Geplant ist, dass die Wiege zur Beruhigung schaukelt oder Musik und ein Mobile in Gang gesetzt werden. „Wenn das Kind sich bewegt oder strampelt, fängt das Bett leicht zu schaukeln an“, sagt Verena Glatt. Sollte das Kind nach fünf Minuten immer noch laut sein, wird ein Armband über Vibration die Eltern wecken. Wenn das Baby sich beruhigen lässt, wird das Schaukeln oder das Lied mit dem Mobile langsam abgeschaltet.

Ausgesperrt, Haustürschlüssel vergessen. Das soll mit dem KeySafe von Tobias Höpp (14) und Johannes Kreutz (16) nicht mehr passieren. Das Team des Gymnasiums Philipinum aus Marburg will einen speziellen Mikrochip entwickeln: „Das KeySafe System verhindert, dass Menschen ihr Haus ohne Schlüssel verlassen, indem es jede Person auf einen speziellen Schlüsselanhänger hin scannt. Kann es den nicht finden, wird die Person optisch und akustisch gewarnt“, sagt Johannes Kreutz. Mit dem KeySafe System überzeugte das Marburger Duo die Jury des Nachwuchswettbewerbs Invent a Chip.

Grundlagen des Chipdesigns in jungen Jahren lernen

"Wir brauchen zukünftig junge Menschen, die sich mit Mikrochips auskennen. Nicht als reine Anwender. Wir geben ihnen mit Invent a Chip Expertenwissen zu Hardwarelösungen und den Grundlagen des Chipdesigns - zur Umsetzung ihrer eigenen Ideen", sagt Ansgar Hinz, VDE-Vorstandsvorsitzender. Und er betont: "Visionen lösen sich von herkömmlichen Denkmustern. Vor hundert Jahren wollten die Menschen laut Henry Ford "schnellere Pferde" - er gab ihnen erschwingliche Autos. Heute warten nicht nur in der Mobilität große Herausforderungen auf uns. Wir setzen auf den Forschergeist der Jugendlichen." Für die vernetzte Mobilität von morgen spielen Mikrochips eine entscheidende Rolle. Für die Kommunikation zwischen autonomen Fahrzeugen, anderen Verkehrsteilnehmern und Infrastrukturelementen liefern zig Sensoren riesige Datenmengen, die rasend schnell unter Einhaltung höchster Sicherheitsstandards verarbeitet werden müssen. Hierfür werden schnelle und leistungsstarke Mikrochips gebraucht.

Mitmachen lohnt sich, denn die besten Teilnehmer von Invent a Chip erwarten Geldpreise, die Aufnahme ins Auswahlverfahren für ein Stipendium der Studienstiftung des deutschen Volkes, Kontakte zu Industrie und Hochschulen, ein mehrtägiges Schnupperpraktikum bei Bosch im Bereich Fahrzeugentwicklung sowie die Präsentation der Projekte auf Messen. Die Schulen mit den meisten Einsendungen werden ebenfalls prämiert. Invent a Chip wird in der aktuellen Wettbewerbsrunde von zahlreichen Sponsoren unterstützt: Airbus, Bosch, Cologne Chip, Globalfoundries, Infineon, Mentor Graphics, Siemens, Videantis, DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik in DIN und VDE.

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