In Text, Bild und Film werden hier zwei aussergewöhnliche technische Arbeiten vorgestellt.
Fabian Brosi und Tim Rieder haben als Maturaarbeit einen Schachcomputer erfunden und sich damit bei «Schweizer Jugend forscht» beworben.
Die beiden Schüler der Klasse G4D haben einen einzigartigen Schachcomputer entwickelt und gebaut, der vollständig autonom gegen eine reale Person Schach spielen kann. Als Vorlage diente ihnen der Schachcomputer des indischen Start-ups Square-off, welches das nach eigenen Angaben «schlaueste Schachbrett der Welt» in über 70 Ländern vertreibt. «Den Innenausbau des Computers von Square-off konnten wir zwar nur auf einem Dokument im Internet einsehen, aber wir haben ein Youtube-Video angeschaut, und uns gefiel das Funktionsprinzip», erklärt Fabian Brosi. Es ging bei ihrer Arbeit nicht zuletzt auch darum zu erforschen, wie mit den begrenzten Mitteln einer Kantonsschule ein bereits bestehendes Produkt verändert oder gar verbessert werden kann.
Vor diesem Hintergrund ist das Ergebnis herausragend: Denn während der Computer von Square-off Drucksensoren für die Erkennung der Figuren verwendet, ist das Schachbrett von Brosi und Rieder sogar noch einen Schritt weiter – es kann die Figuren selbständig erkennen und bewegen. Ihr Schachcomputer besteht im Wesentlichen aus einer Sensormatrix zur Figurenerkennung und einem Zweiachsen-System mit einem Elektromagneten zur Bewegung der Figuren. Er ist zudem in der Lage, in verschiedenen Schwierigkeitsstufen zu spielen.
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700 Stunden investiert
Ein halbes Jahr lang haben die beiden Maturanden an ihrem Projekt gebaut und getüftelt. Während Brosi, der an der ETH Maschinenbau studieren möchte, den Zusammenbau übernahm, war der angehende Informatik-Student Rieder für das Programmieren der Schach-Algorithmen zuständig: «Jeder von uns hat rund 700 Stunden daran gearbeitet.» Mit dem Ergebnis sind sie «extrem zufrieden und überglücklich», obwohl sie von Lehrpersonen vor dem anspruchsvollen Projekt gewarnt worden waren. «Und zwischenzeitlich zweifelten wir auch selber, ob wir es schaffen», geben die beiden Schüler zu.
Am 15. November konnten Fabian Brosi und Tim Rieder ihre Maturaarbeit nun öffentlich vorführen. «Das Echo war durchwegs positiv. Mitschüler, Eltern, Verwandte, Lehrpersonen – ganz viele fanden unser Projekt cool und stellten Fragen», freuen sich die Erfinder. Nach der zweistündigen öffentlichen stand eine zweistündige interne Präsentation vor drei externen Juroren auf dem Programm. Auch sie waren von der Arbeit im Schnittstellenbereich von Robotik, Informatik, Mechanik und Gestaltung sehr angetan. Ich glaube, wir haben vier Stunden ohne Pause durch geredet», erzählt Fabian Brosi. Viele seien auch von der Dimension des Geräts überrascht gewesen: Das 90 cm breite und 85 cm tiefe Schachbrett ist wesentlich grösser, als sich die meisten vorgestellt hatten.
Noch vor Weihnachten werden die beiden Erfinder erfahren, wie ihre Arbeit bewertet wurde. In der Zwischenzeit entwickeln sie die Software ihres Schachcomputers, die auf einem Raspberry Pi läuft, gemeinsam mit ihren Betreuern sogar noch weiter, denn: Sie haben ihr Projekt auch noch für den Nationalen Wettbewerb 2020 von «Schweizer Jugend forscht» angemeldet. «Lehrpersonen haben uns dazu motiviert», so die Jugendlichen. Bis Anfang Dezember wissen sie, ob sie am Vorselektionsworkshop am 18. Januar in Bern teilnehmen dürfen. Das Finale wäre vom 23. bis 25. April in Biel – kurz vor Beginn der Maturaprüfungen an der Kantonsschule.
«Ein komplexes Projekt mit höchsten Ansprüchen»
Die Schulleitung ist stolz auf das Werk. Prorektor Martin Schaub, der für die Organisation und Durchführung der Präsentation zuständig war: «In diesem Fall ist es den beiden Schülern exemplarisch gelungen, ein komplexes Projekt mit höchsten Ansprüchen zu konzipieren und zu realisieren. Unter dem handwerklich sehr schön gefertigten Gehäuse bewegt der tadellose, elektromechanische Antrieb die Figuren wie von Geisterhand – Schachzüge, welche von der Software berechnet werden und diesen Computer zu einem ausgesprochen starken Spieler machen.» Das Niveau der Maturaarbeiten sei auch dieses Jahr insgesamt erfreulich hoch.
Pascal Sommerhalder G4D hat sich ebenfalls eine komplexe technische Aufgabe gestellt, welche hier im Video vorgestellt wird:
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