Girls'Day 2015

Der Girls'Day 2015 findet am 23. April 2015 statt. Zur zentralen Girls'Day  Webseite geht's hier. Wie in den vergangenen Jahren, bietet das Projekt MINTmachen! wieder Veranstaltungen zu diesem Girls'Day an.

In Kursen zu den Themen Mathematik und Informatik geben wir euch von 09:00 bis 14:00 einige Einblicke in die Arbeit von Wissenschaftlerinnen. Dabei könnt Ihr wie bei allen Aktionen von MINTmachen! selbst mitwirken und vieles ausprobieren.
Die Veranstaltungen zum GirlsDay richten sich an Schülerinnen der Jahrgangsstufen 5-10.

MINTmachen! am Girls' Day

Das Institut für Informatik, das Interdisziplinäre Zentrum für wissenschaftliches Rechnen und das Institut für technische Informatik bieten als Teil der Initiative MINTMachen und unterstützt durch das Mathematics Center Heidelberg (http://www.match.uni-heidelberg.de/) am Girls' Day 2015 mehrere Workshops an. Anmeldungen für die einzelnen Workshops über: http://www.girls-day.de

Infotelefon: 06221 545812

Workshop 1 (Klasse 5 & 6)

"Wozu brauchen wir Roboter und was können sie schon alles?"
Prof. Dr. Katja Mombaur, Interdisziplinäres Zentrum für Wissenschaftliches Rechnen   (IWR)
(Max 20 Teilnehmerinnen)
Anmeldung

Treffpunkt
um 9:30 Uhr, am 23.4.2015
Vor dem Hörsaal 1 des Mathematischen Instituts,
Im Neuenheimer Feld 288,
69120 Heidelberg
Mittagessen in der Mensa
Ende: 14:00 Uhr

Roboter trifft man immer häufiger - nicht nur in Filmen und im Fernsehen, in Büchern und Zeitschriften, sondern manchmal auch in Innenstädten, als Karussellersatz in Vergnügungsparks, als Führer in Museen oder als Helfer für einfache Aufgaben im Haushalt wie Staubsaugen oder Rasenmähen. Aber könntet ihr euch auch vorstellen, in der Zukunft von Robotern bekocht, abends ins Bett gebracht oder in der Schule unterrichtet zu werden?

Beim Girls‘ Day führen wir Euch in die Welt der Roboter ein. Im ersten Abschnitt des Workshops erfahrt ihr, wozu wir Roboter brauchen, was sie bereits besser können als ihr und was viel schlechter. Was müssen Roboter alles lernen, damit sie wirklich menschenähnlich werden? Wir zeigen Euch, womit sich die Roboterforschung beschäftigt, und stellen Euch ein paar unserer humanoiden Roboter vor.

Im zweiten Abschnitt des Workshops zeigen wir Euch unser Labor, und Ihr könnt viele Projekte unserer Studenten zu krabbelnden, fahrenden, schlängelnden und musikmachenden Robotern aus der Nähe kennenlernen und selber Hand anlegen.

Workshop 2-6

Treffpunkt
gemeinsamer Beginn der Workshops 2-6
im Hörsaal 1 des Mathematischen Instituts,
Im Neuenheimer Feld 288,
69120 Heidelberg
um 9:00 Uhr, am 23.4.2015
Ende: 14:00 Uhr

Programmablauf

09:00 - 10:00 Einführungsvortrag: Dr. Susanne Krömker, Interdisziplinäres
                       Zentrum für Wissenschaftliches Rechnen (IWR)

10:00 - 11:30 Workshops (Teil 1)

11:30 - 12:30 gemeinsames Mittagessen in der Mensa

12:30 - 14:00 Workshops (Teil 2)

Einführungsvortrag:

Punktwolken und Dimensionen

Wie verorten wir uns im Raum und wozu?

Dr. Susanne Krömker, Interdisziplinäres Zentrum für Wissenschaftliches Rechnen (IWR)

Um sich eine Vorstellung, ein Bild von unserer Welt zu machen, haben Menschen gezeichnet (sie zeichnen heute noch), auch geschrieben, dann immer realistischer gemalt. Mit der fortschreitenden Technisierung und Automatisierung wurde fotografiert, geröntgt, digital fotografiert, gefilmt, Fotos in 3D-Modelle umgesetzt, mit Laserlicht gescannt. Die Aufnahmetechniken sind vielfältig, so vielfältig wie die Fragen, die man stellen kann und zu deren Beantwortung wir etwas sehen, etwas sichtbar werden lassen wollen. Dabei haben wir heute eine sehr gute Vorstellung von unserem Planeten, sogar von außen betrachtet, verortet in einer Galaxie, einer von vielen im Universum. Und wir lernen sehr früh von den kleinsten Bausteinen des Lebens, den Zellen, den Zellkernen, von DNA und DNS. Wir lernen den Aufbau von Atomen, wir erfahren aus der Presse von kleinsten Teilchen, die nachzuweisen deshalb so schwierig ist, weil sie weder Masse noch Ladung zu haben scheinen und durch alle Materie hindurchfliegen, ohne abgelenkt zu werden. Sie werden mit riesigen Messgeräten indirekt nachgewiesen, eine weitere kulturelle Höchstleistung.

Anstatt zu messen können wir auch über die Simulation kreativ diese Welt nachschaffen. Die Modellvorstellung muss sich dabei immer mit der gemessenen Welt vergleichen lassen. Taugt mein Modell oder habe ich etwas übersehen? Aber wenn es taugt, reicht es dann über meine bisherige Vorstellung hinaus, kann ich durch das Nachschaffen mehr erkennen, Information gewinnen, die ich vorher nicht hatte?

Dieses Grundprinzip lässt sich an ganz einfachen Beispielen nachvollziehen: dem Aufbau unserer dreidimensionalen Welt aus einzelnen Punkten – Dimension 0 – der dann zu Linien führt, wenn wir einen weiteren Punkt dazu nehmen – Dimension 1 – und weiter zu Flächen wächst, wenn wir einen Punkt außerhalb der Linie dazu nehmen – Dimension 2 – bis wir ohne weiteres auch eine n-dimensionale Welt erzeugt haben. Aber wozu? Und was bedeutet in diesem Zusammenhang eine Dimension von 1.5849625...? Wie vermesse ich die Welt und wozu? Welche Messergebnisse zeichne ich auf, was ist überflüssig? Die Entscheidung, was man wirklich sehen will, steht dabei häufig am Anfang der Untersuchung.

Workshop 2 (Klasse 5 - 10)

Von "Virtueller Realität" zum "Helikopter selber bedienen"
Prof. Dr. Essameddin Badreddin, Institut für Technische Informatik als Zentrale Einrichtung der Universität Heidelberg (ZITI)
(Max. 8 Teilnehmerinnen)
Anmeldung

Virtuelle Realität in der Realität erleben
Im Rahmen dieses Workshops wird der Begriff „Virtual Reality“ und die Erstellung künstlicher Welten durch Computersimulationen den Teilnehmerinnen näher gebracht. In einer Einführung geht es um die vielfältigen Einsatzbereiche dieser Technologie z.B. in der Medizin, für die Luft- und Raumfahrt, in der Industrie, in der Robotik, usw. Die Teilnehmerinnen bekommen die Möglichkeit eine virtuelle Büroumgebung (Wände, Türe, Tische, Schrank, Drucker, Zielpositionen) selbst zu entwerfen und durch diesen virtuellen Raum mit einem virtuellen Rollstuhl manuell oder auch automatisch zu navigieren. Mit dieser Simulationsumgebung können neuartige assistierte Rollstuhlsysteme getestet werden als auch Nutzer mit eingeschränkten Tätigkeiten zur Nutzung des Rollstuhls im Alltag trainiert werden.

Einen Helikopter selber bedienen
Die Regelungstechnik befindet sich überall. Das Problem liegt nur darin, dass sie unsichtbar ist. Zum Beispiel hat das System „Mensch“ sehr viele Regelkreise, ohne die wir nicht lange am Leben bleiben könnten. Wir werden sogar krank, wenn einer unserer Regelkreise nicht mehr richtig funktioniert. Im technischen Bereich ist die Regelungstechnik ebenfalls sehr wichtig. Ohne sie hätten wir u.a. keine Flugzeuge, keine Space-Shuttles, keine Hubschrauber, keine Kraftwerke und Fahrzeuge wie vor 50 Jahren. Darüber hinaus könnte die Industrie ohne die Hilfe der Regelungstechnik nicht ausreichend Lebens- und Heilmittel zur Verfügung stellen. Im Rahmen dieses Workshops machen wir zuerst die Regelungstechnik ersichtlich, dann erfahren wir wie sie überhaupt funktioniert und zum Schluss fassen wir sie anhand von Computersimulationen und einem realen Helikoptermodell an.

Workshop 3 (Klasse 7 - 10)

"Andere für sich arbeiten lassen - Roboter programmieren"
Prof. Dr. Barbara Paech, Institut für Informatik (IFI)
(Max. 12 Teilnehmerinnen)

Anmeldung
Computer sind dann richtig interessant, wenn sie uns das Leben leichter machen. Üblicherweise helfen sie bei der Kommunikation und Informationsverarbeitung. Roboter sind Maschinen, die nicht nur herumstehen, sondern sich von alleine bewegen und auf ihre Umwelt reagieren. Genau das wollen wir in diesem Workshop erreichen. Wir bauen aus LEGO kleine Maschinen und verbinden sie mit dem Computer. Über eine unsichtbare Leitung erhalten die Fahrroboter ihre Anweisungen und führen diese aus. Dabei werden wir entdecken, daß Roboter alleine nicht weit kommen. Mit Fühlern ausgestattet können sie viel besser auf Hindernisse reagieren und auch in schwierigerem Gelände die ihnen zugewiesene Aufgabe meistern. Letztlich gilt aber immer: ein Roboter ist nur so gut, wie die von uns gemachten Programme. Je cleverer wir den Roboter auf seine Ziele vorbereiten, desto besser kommt er zurecht. Schließlich ist es also euer Grips, der entscheidet, wer den besten Roboter baut. (Schlaue Mädchen, die coole Roboter bauen, findet Ihr unter
http://www.smart-girls.info/vk06/smart_girls).

Workshop 4 (ab 15 Jahre)

"Digitale Photographie"
Prof. Dr. Karl-Heinz Brenner, Institut für Technische Informatik als Zentrale Einrichtung der Universität Heidelberg (ZITI)
(Max. 10 Teilnehmerinnen)

Anmeldung

Hier könnt ihr in die spannende Welt der Digitalen Photographie eintauchen. Von der Bildentstehung und Vorverarbeitung der Bilder (z.B. durch Verwendung verschiedener Filter) bis zu der Bildkompression und Bildverarbeitung wird anhand von Beispielen alles erklärt, was sich dahinter verbirgt. Zum Schluss könnt ihr in einem Photoworkshop mit der eigenen Kamera das neu Erlernte in die Praxis umsetzen.

In einer Gruppe von ca. 10 Teilnehmerinnen werden die Möglichkeiten der digitalen Photographie vorgestellt. An Hand selbst durchgeführter praktischer Beispiele erfahren die Teilnehmerinnen, wie man durch Verständnis der wichtigsten Grundlagen verschiedene Kameras beurteilen und bessere Bilder erstellen kann. Es wird empfohlen, dass jede die eigene Digitalkamera mitbringt.

Die Inhalte sind:

• Bildentstehung: Als Einstieg wird erläutert, wie ein Bild optisch entsteht. Dies schafft ein grundlegendes Verständnis hinsichtlich der Bedeutung von Beleuchtung, Brennweite und Bildschärfe.
• Sensor: Darauf folgend werden die Grundprinzipien von CCD-Sensoren und daraus resultierende Faktoren wie z. B. Helligkeit, Kontrast, Auflösung und Rauschen erklärt.
• Vorverarbeitung: Es wird demonstriert, wie ein Bild durch die o. g. Messgrößen sowohl mit der Kamera (u. a. Verwendung verschiedener Filter) als auch  durch gezielten Einsatz von Beleuchtungsmitteln und Hintergründen beeinflusst werden kann.
• Bildkompression: In der Digitalkamera wird die Datenmenge durch Bildkompression drastisch reduziert. Wichtig sind hierbei die Speicherformate und der Zusammenhang zwischen Dateigröße und Bildqualität.
• Fotoworkshop: Im Anschluss an die Präsentation besteht die Möglichkeit individuelle Aufnahmen mit der eigenen Kamera zu machen und zu analysieren.
• Bildverarbeitung: Weiterhin soll beispielhaft demonstriert werden, wie durch Bildnachbearbeitung mit entsprechender Software gezielt Veränderungen oder Hervorhebungen erreicht werden können. Auch hier können die Teilnehmerinnen selbst aktiv werden.

Workshop 5 (Klasse 7 - 10)

Workshop: "Operation: Laptop"
Prof. Dr. Peter Fischer, Institut für Technische Informatik als Zentrale Einrichtung der Universität Heidelberg (ZITI)
(Max. 15 Teilnehmerinnen)

Anmeldung

Moderne Laptops sind kleine Wunder der Technik! Auf engstem Raum sind alle Komponenten eines 'richtigen' Computers untergebracht: Tastatur, Bildschirm, Akku, CD-ROM, Prozessor, Speicher, Festplatte, Grafik, Kühlung und noch einiges mehr.
In diesem Workshop wollen wir es genau wissen und rücken ein paar Laptops mit Schraubenziehern, Zangen, Mikroskop und Lötkolben zu Leibe. Woher kommt das Licht im Bildschirm? Wie dick ist eigentlich die Tastatur? Gibt es Motoren im Laptop - und wozu? Und wo sind Mikrofon und Lautsprecher? Mitschrauben können alle. Und wer keine Lust zum Anpacken hat, kann auch beim Zuschauen viel Spaß haben!

Workshop 6 (Klasse 7 - 10)

"Mathematik - Sprache der Modelle"
Dr. Michael Winckler, Interdisziplinäres Zentrum für Wissenschaftliches Rechnen (IWR)
(Max. 24 Teilnehmerinnen)

Anmeldung

Mathematik durchdringt unser gesamtes Leben! Diese Tatsache ist uns aber nur selten bewusst. Mathematik ist die Sprache, in der Wissenschaftler Modelle beschreiben. Ob in der Biologie, der Technik oder der Archäologie: Um Zusammenhänge zwischen Parametern wie Sonnenscheindauer, Kraftübersetzung oder Verwitterung und den Veränderungen eines Sytems zu beschreiben, werden diese Modelle aufgestellt und berechnet.  
 
Einen Einblick in diese Welt der Modelle könnt ihr am Girls´ Day im Interdisziplinären Zentrum für Wissenschaftliches Rechnen der Uni Heidelberg erhalten. Dabei steht Mathematik zum Anfassen und Selbermachen im Vordergrund. Denn manche der in der Forschung verwendeten Modelle kennt ihr schon - sie umgeben Euch und ihr geht täglich damit um! 
 
Wir wollen Euch mit dieser Veranstaltung viele Facetten der Mathematik zeigen, die im Schulunterricht nicht vorkommen. Hier wird Mathematik spannend - und sie hat viele Berührungspunkte mit anderen spannenden Wissenschaften.