MINT: Hannah Middelberg und Kevin Küster bei der SMIMS 2022
Bericht von Hannah Middelberg und Kevin Küster:
Vom 22.08. bis 26.08. nahmen wir, Kevin Küster und Hannah Middelberg aus der Q2, an der 21. Schülerakademie für Mathematik und Informatik Münster (SMIMS) teil. Dort arbeiteten die insgesamt 50 TeilnehmerInnen in Projektgruppen an verschiedenen Themen aus Mathematik und Informatik – dabei wählte Kevin das Projekt „Kryptoanalyse –FITRFXUYYIYPRWVR?“ und Hannah das Projekt „Künstliche neuronale Netze und Bilderkennung“. Die Ergebnisse unserer einwöchigen Arbeit präsentierten wir am Abschlusstag der Öffentlichkeit in einem der Hörsäle an der Mathematik-Fakultät der WWU.
Kevins Fazit: „Gerade die Arbeit mit ebenfalls sehr motivierten anderen Schülern machte sehr viel Spaß und führte demnach zu entsprechenden Ergebnissen in den Arbeitsgruppen geführt. Inhaltlich gingen die Themen über den Schulunterricht hinaus und es war sehr interessant, sich in die zum Teil neuen Themen im Bereich Mathe und Informatik einzuarbeiten und diese im Anschluss für die Lösung einer konkreten Problemstellung verwenden zu können. Unsere Gruppe beschäftigte sich mit dem Brechen diverser Verschlüsselungstechniken. Hierzu arbeitete wir vor allem mit Statistiken und schrieben mit Python kleinere Skripts, um die jeweiligen Arbeitsschritte automatisieren zu können. Auf diese Weise konnten wir insgesamt alle uns gestellten Aufgaben lösen.“
Hannahs Fazit: „Nachdem wir uns in meiner Projektgruppe am ersten Tag mit den Grundlagen der Programmiersprache Python auseinandergesetzt hatten, tauchten wir danach in die Theorie hinter neuronalen Netzen ein. Wir erfuhren, wie neuronale Netze aufgebaut sind und (der besonders spannende Teil!), wie sie lernen – nämlich gemäß eines bestimmten mathematischen Verfahrens, mit dessen Hilfe der Output des jeweiligen Netzes bei der Anwendung auf Trainingsdaten schrittweise optimiert wird. Bemerkenswert ist, dass am Ende für einen menschlichen Beobachter normalerweise keine nachvollziehbaren „Regeln“ erkennbar sind, nach denen ein trainiertes neuronales Netz seine Entscheidungen trifft! Das ist zum Beispiel beim Einsatz von neuronalen Netzen zum autonomen Fahren ein Problem.
Da in meiner Arbeitsgruppe viele Leute waren, die gerne Karte spielen, nahmen wir uns konkret vor, ein neuronales Netz darauf zu trainieren, die Farbe von Spielkarten (also Pik, Karo, Herz, Kreuz) zu erkennen. Dazu nahmen wir die Fotos, mit denen unser Netz lernte, zunächst selbst auf. Nach vielen Versuchen und viel Ausprobieren erkannte unser Netz schließlich beliebige Spielkarten mit einer Wahrscheinlichkeit von 99%, was für uns ein toller Erfolg war.“
Abgerundet wurde die Akademiewoche durch ein buntes Begleitprogramm mit Schwerpunkten in der Studien- und Berufsorientierung. Neben einer Mathematik- und Informatikvorlesung, einer Studienberatung an der WWU Münster und einem Hochschulnachmittag sowie Unternehmenspräsentationen nahmen wir auch an einer mathematischen Stadtrallye durch Münster teil. All dies half uns beiden sehr dabei, einen Eindruck in das Leben als StudentIn zu gewinnen. Weitere Gespräche mit Studenten und potentiellen Arbeitgebern gaben uns ebenfalls einen genaueren Einblick in Möglichkeiten, wie es nach der Schule weitergehen könnte und welche Wege einem dabei offen stehen. Alles in allem ist die SMIMS ein sehr zu empfehlendes Event für begeisterte Schüler im Bereich Mathe und Informatik!
