_{Girls' Day 2018}

Der Girls' Day 2018 findet am Donnerstag den 26. April 2018 statt. In Workshops 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 Girls‘ Day richten sich je nach Workshop 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 2018 ein vielfältiges Angebot an. Anmeldungen zu den einzelnen Workshops über die zentrale Girls’ Day Webseite: http://www.girls-day.de

Workshop 1 (Klasse 7-10)

9-14:00 Ein Tag im Motion Capture Labor 
Prof. Dr. Katja Mombaur, Dr. Alexander Schubert, Kevin Stein, Institut für Technische Informatik (ZITI), Optimierung, Robotik und Biomechanik  (Max. 16 Teilnehmerinnen)  

Menschliche Bewegung genau zu verstehen ist nicht nur wichtig, um Figuren wie in Avatar oder Herr der Ringe realistisch zu animieren, sondern hilft auch Sportlern bei ihrem Training und Ärzten bei der Behandlung von Erkrankungen des Bewegungsapparates.

Um die Bewegungen eines Menschen genau aufzuzeichnen und zu untersuchen, gibt es viele Methoden, die je nach Fragestellung eingesetzt werden.

Im ersten Abschnitt des Workshops erhaltet ihr eine Einführung in die Biomechanik des Menschen und die Grundlagen der Bewegungsanalyse. Ihr erfahrt, wie Spieleprogrammierer und Filmemacher diese Technik einsetzen, um realistische Bewegungen für Computerspiele und Filme zu generieren und wie Ärzte und Sportler durch Bewegungsanalyse genauere Einblicke in den menschlichen Körper erhalten und wie sie diese zur Trainings- und Behandlungsplanung einsetzen.

Von der Untersuchung einer Ganzkörperbewegung bis zur Analyse der Aktivität eines einzelnen Muskels könnt ihr im zweiten Teil des Workshops selbst mit den Geräten in unserem Motion Capture Labor arbeiten und eure Lauf-, Renn-, oder Springbewegungen aufzeichnen, untersuchen und auf virtuelle Avatare übertragen.

Workshops 2-7

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Programmablauf

9:00 - 10:00 gemeinsamer Einführungsvortrag für Workshops 2-7,
Stefania Petra, Institut für Angewandte Mathematik (IAM)

10:00 - 14:00 Workshops 2-7  
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Einführungsvortrag

Stefania Petra, Institut für Angewandte Mathematik (IAM)
Wie Mathematik in Bildern die wichtigen Pixel auswählt                                                             

Schlagworte wie “Digitalisierung” und “Big Data” sind derzeit in aller Munde. In praktisch allen Lebensbereichen werden massenhaft digitale Daten erzeugt und dieser Trend hält und steigt weiter an. Viele WissenschaftlerInnen und auch MathematikerInnen erforschen deshalb Methoden, um computergestützt Informationen aus diesen Daten zu gewinnen. Die schiere Flut der zu verarbeitenden Daten ist dabei ein großes Problem.

Seit etwa 10 Jahren erforschen deshalb MathematikerInnen neue Methoden, um Daten schon bei der Erzeugung zu komprimieren, ohne dabei die Information, die extrahiert werden soll, zu beeinträchtigen. Man betrachte etwa aktuelle Multi-Megapixel Kameras: Immer bessere Auflösungen erzeugen immer größere Fotodateien, die aber schon beim Versenden per Email oder Whats-App stark komprimiert werden müssen, damit die Kommunikation nicht “ewig” dauert und teuer ist. Wäre es nicht sinnvoller, anstatt “blind” viele Megabytes zu erzeugen und wieder wegzuwerfen, intelligenter gleich von Anfang an weniger Daten zu erzeugen?

Der Vortrag wird anschaulich und intuitiv ohne Mathematik die wesentliche Idee erklären und dabei verdeutlichen, dass mathematische Einsicht die wesentliche Grundlage neuer Computermethoden und Technologien ist.

Workshop 2 (ab Klasse 8)

Creative Coding - Schrittzähler und mehr, selbst gemacht
Oberstudienrätin Leonore Dietrich  Institut für Informatik (IFI) 

(Max. 20 Teilnehmerinnen)

Ihr habt ein Fitnessband, habt euch aber schon öfter gefragt wie das eigentlich funktioniert? Alle reden vom Internet of Things, aber ihr könnt euch darunter so gar nichts vorstellen?

Wir möchten mit euch einen Mikrocontroller programmieren, mit dem ihr einen Schrittzähler bauen, eigene Spiele realisieren und vieles mehr umsetzen könnt. Der 'Calliope' wurde extra für Schüler entwickelt und steht bereit, um eure kreativen Ideen zu implementieren.

Wir freuen uns auf einen spannenden Girls‘ Day mit euch!  

Workshop 3 (Klasse 5-10)

Von "Virtueller Realität" zu  "Helikopter selbst bedienen"
Prof. Dr. Essameddin Badreddin, Frank Stolzenberger, Institut für Technische Informatik (ZITI)
(Max. 8 Teilnehmerinnen)  

Virtuelle Realität in der Realität erleben
Im Rahmen dieses Workshops wird der Begriff „Virtual Reality“ und die Erstellung  
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 wie vor 50 Jahren u.a. keine Flugzeuge, keine Space-Shuttles, keine Hubschrauber, keine Kraftwerke und Fahrzeuge. 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 4 (Klasse 5-10)

Girls machen Druck – Schmuck aus dem 3D Drucker
Prof. Dr. Peter Fischer, Institut für Technische Informatik (ZITI) 
(Max. 16 Teilnehmerinnen)

Seit einigen Jahren gibt es günstige ‚3D-Drucker‘, die fast beliebig geformte Objekte herstellen können. Die Geräte spritzen dazu eine dünne Plastik-‚Wurst' aus einer Düse auf eine Unterlage und bauen so schichtweise den gewünschten Gegenstand auf.

Im Kurs wird erst vorgeführt und erklärt wie so ein 3D Drucker funktioniert.

Dann zeigen wir euch, wie ihr einfache Formen am Computer mit Textbefehlen beschreiben könnt, und wie ihr daraus dann kompliziertere Gegenstände am Bildschirm erzeugt. Ihr könnt dann ein eigenes Objekt am Computer entwerfen, z.B. einen Ring, der an die Fingergröße angepasst ist oder einen Anhänger mit den eigenen Initialen.

Habt keine Angst vor dem ‚Programmieren', wir helfen euch dabei!

Euren Gegenstand werden wir dann ausdrucken und ihr könnt ihn mit nach Hause nehmen! 

Workshop 5 (Klasse 7 -10)

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

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 kleine LEGO-Mindstorms-Roboter und senden Ihnen über den Computer Befehle und später ganze Programme zu. 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.  

Workshop 6 (12-16 Jahre)

Diskrete Mathematik erleben
Dr. Michael Winckler, Maria Rupprecht, Interdisziplinäres Zentrum für Wissenschaftliches Rechnen (IWR)
(Max. 20 Teilnehmerinnen) 

Mathematische Modelle durchdringen unsere Welt: Nicht nur in
technischen Anwendungen - auch in politischen Entscheidungen,
in biologischen Modellen oder in Planungsprozessen für
Großprojekte ist Mathematik eine Schlüsseltechnologie.

Am Girls‘ Day werden wir uns ganz praktisch mit Mathematik
beschäftigen: Wir planen gemeinsam, wie Fischkolonien in
Zoos am besten zusammengestellt werden, berechnen optimale
Touren beim Zeitungsaustragen und überlegen, wie man mit modernen
Energienetzwerken mit bestmöglicher Kapazität die Energiewende
voranbringen kann. Und auch Origami, die Kunst Papier zu falten,
hat einen engen Bezug zu mathematischen Modellen ...

Wenn du mindestens 12 Jahre alt bist und einen spannenden
Tag in unserem Workshop verbringen möchtest, melde dich am
besten gleich an. Wir freuen uns auf dich!   

Workshop 7 (ab Klasse 7)

Mathematik und Muster - Was Omas Tapete mit Mathe zu tun hat 
Prof. Dr. Anna Wienhard, Mareike Pfeil, Mathematisches Institut (MI) 
(Max. 12 Teilnehmerinnen)

Im Alltag begegnen uns ständig symmetrische Muster, ohne dass wir ihnen besondere Beachtung schenken. Man findet sie auf Gehwegen, auf Omas Blumentapete und an den Wänden der fast 1000 Jahre alten Festung Alhambra. Doch was bedeutet das überhaupt - symmetrisch? Und was haben solche Muster mit Mathematik zu tun?

In unserem Workshop werden wir diesen Fragen auf den Grund gehen und die Mathematik hinter sogenannten „Tapetenmustern“ kennen lernen. Dabei werden wir untersuchen, wie wir mathematisch zwischen Mustern unterscheiden können und mit diesen Kriterien bestimmen, wie viele verschiedene Arten von Tapeten es geben kann. So können wir nicht nur eigene Tapetenmuster entwerfen, sondern auch aufklären, welche Variante in Omas Wohnzimmer zu finden ist.

Die Girls' Day Veranstaltungen der MINTmachen!-Schulinitiative werden 2018 unterstützt vom Mathematics Center Heidelberg (MATCH).