Das mittelfristige Ziel dieser Workshopreihe ist es, interessierte Jugendliche an das Thema so heranzuführen, dass ein Navigationssystem für Gebäudekomplexe wie das Berufskolleg Kleve letztlich programmiert werden kann. Die daraus resultierende Arbeit darf sehr gerne bei Jugend forscht ab Februar 2024 oder bei anderen Wettbewerben vorgestellt werden.
Wer kommt, der kommt! Die Workshops sind kein Unterricht. Man muss nicht jeden Mittwoch pünktlich um 16:00 Uhr erscheinen und man muss auch nicht jeden Mittwoch da sein. Man kann jeder Zeit einsteigen! Die Materialien der verschiedenen Workshops werden einfach der Reihe nach abgearbeitet. Natürlich wird es gut sein, wenn man die Sache zu zweit oder zu dritt angeht, dann kann man sich austauschen und wird in der Thematik sicherer. Für Fragen, Anregungen oder Hilfestellungen ist immer ein Betreuer in der Nähe.
Wer sollte dabei sein? Jugendliche ab 14 Jahren, die Spaß an „echter“ Programmierung haben, Neugierde mitbringen und verstehen, dass Algorithmen inzwischen wesentliche Teile der Welt bestimmen, in der wir leben. Facebook, Twitter, YouTube, digitale Steuerungen für Ampelanlagen, Strom- und Schienennetze oder ganze Industriekomplexe und natürlich auch die Navigationssysteme. Alle genannten Entwicklungen haben dieselbe Grundlage: Graphentheorie!
Hier die Agenda der Workshopreihe:
Navi inside
- Mathematische Grundlagen – Graphentheorie
Navigation ist ein umfangreiches, aber bei Licht betrachtet gar nicht so schwieriges Thema. Die mathematischen Grundlagen sind eigentlich ganz einfach zu verstehen, wenn man auf die Darstellung exakter mathematischer Beweise weitgehend verzichtet. Im Mathematikstudium an der Uni geht das natürlich nicht, im SFZ können wir uns das aber locker leisten!
Es braucht einige „Vokabeln“, bevor man spezielle Themengebiete darstellen und begreifen kann. Das ist mit den mathematischen Grundlagen, der Graphentheorie, nicht anders. Die Sache wird auch dadurch besser, dass sich der Workshop auf die allgemeinen und die für die Navigation wichtigen Aspekte beschränkt. - Informationstechnische Grundlagen -Datenstrukturen
Kennt man die Grundlagen, dann ist schnell klar, wie eine Karte datentechnisch abgebildet werden kann. Dieser Workshop ist eindeutig der kleinste der Reihe. - Informationstechnische Grundlagen -Algorithmen
Die Datenstrukturen sind Voraussetzung dafür, dass Algorithmen formuliert werden können, mit denen kürzeste Wege, Rundwege oder alternative Wege gefunden werden. Auf der riesigen Karte einer Millionenstadt kann das hinsichtlich der Antwortzeit des Navi ein kritischer Aspekt sein. Zum Glück nimmt das Vorhaben Gebäudekomplexe in den Blick, wo die „Landkarte“ vergleichsweise richtig klein sein wird.
Navi konkret
- Schnellkurs in Java
Falls gewünscht, dann kann man einen Schnellkurs in Java absolvieren. Hilfreich – aber nicht notwendig – wird es sein, wenn man bereits eine andere Hochsprache kennt, wie z. B. C#. - Datenstrukturen in Java
Mit dem nötigen Rüstzeug ausgestattet, also wenn man z. B. alle vorigen Workshops absolviert hat, wird es keine zu schwere Aufgabe sein, die oben beschriebenen Datenstrukturen in Java umzusetzen. - Algorithmen in Java
Mit dem nötigen Rüstzeug ausgestattet wird es kein zu schwerer Workshop werden, die oben gefundenen Algorithmen in Java umzusetzen. - Programmierung von Android-Geräten und der GPS Sensor
Mit den Datenstrukturen und Algorithmen im Gepäck geht es in diesem Workshop darum, die Besonderheiten der Programmierung von Android-Geräten kennen zu lernen. Ergebnis kann bereits ein einfaches, vielleicht nur textbasiertes Navigationssystem sein, mit dem man sich bereits auf dem Schulhof orientieren kann. - Alle Sensoren der Android-Geräte nutzen
Eine Besonderheit der Android-Geräte, die eine größere Aufmerksamkeit verdient, sind die Sensoren. Im Gebäude dürfte die Orientierung via GPS nicht mehr sehr genau funktionieren. Eine Präzision von z. B. 30 m wird nicht ausreichen. Hier werden Ideen zur Verbesserung der Standortbestimmung gefragt sein, von denen viele mit der Sensorik zu tun haben. WLan Signale, BlueTooth Signale, Schrittzähler, Magnetfelder, Barcode oder die Kamera der Geräte können hilfreich sein– hier liegt eines der Felder, auf denen sich der Sieg bei Jugend forscht verdient werden kann.
Bei Interesse bitten wir um Anmeldung: