Schulklasse mit Durchblick

Siegener Gymnasiasten gewinnen Physik-Preis beim FOCUS-Wettbewerb „Schule macht Zukunft“ mit dem Beitrag „Die Zukunft des digitalen Auges“.

Der „Sonderpreis Physik“, den das Magazin FOCUS im Rahmen des Wettbewerbs „Schule macht Zukunft“ vergibt, geht dieses Jahr an eine Schulklasse des Gymnasiums Wilnsdorf bei Siegen. Für eine Studie über neuartige Bildsensoren werden zwanzig Schülerinnen und Schüler im Alter zwischen 15 und 16 Jahren (zehnte Klassenstufe) ausgezeichnet. Ihr Lohn für mehrere Monate intensive Arbeit: Ein Besuch der Münchner Ausstellung „Physik und Leben“ im Deutschen Museum. Die Reise wird finanziert von der Deutschen Physikalischen Gesellschaft (DPG). Am Wettbewerb nahmen bundesweit über 1.300 Schülerinnen und Schüler teil.

Das Wettbewerbsthema „Digitale Revolution“ war für die sieben Mädchen und dreizehn Jungen Anlass, sich im Rahmen des Kurses „Naturwissenschaften“ mit neuesten Entwicklungen auf dem Gebiet der elektronischen Bilderfassung zu beschäftigen. Wie die Gruppe auf ihrer Internetseite  schildert, nahm sie den PMD, ein kleiner Sensor mit „3D-Blick“, und die TFA-Technologie, ein Foto-Chip für unterschiedlichste Lichtverhältnisse, unter die Lupe. Die Konzepte, die diesen Bildempfängern zugrunde liegen, entstammen ursprünglich der Universität Siegen und werden nun von zwei Spin-Off-Unternehmen zur Produktreife weiterentwickelt. Die Schüler analysierten die physikalischen Grundlagen und den Stand der Technik, sie setzten sich mit dem Anwendungspotential der neuen Bildsensoren und auch den möglichen Folgen für die Arbeitswelt auseinander.

Wie die Schulklasse in ihrer Studie erläutert, zeigt beispielsweise die Automobilindustrie seit einigen Jahren Interesse an der PMD-Technologie. Wegen ihrer Fähigkeit, Objekte räumlich zu erfassen, könnten PMD-Sensoren in Airbag-Systemen eingesetzt werden, die die Sitzhaltung der Fahrzeuginsassen erkennen. Im Falle einer Kollision ließe sich der Aufblasvorgang des Airbags „intelligent“ steuern und somit das Verletzungsrisiko verringern.

Für TFA-Kameras sieht die Schülergruppe Chancen in der Endoskopie. Herzstück der TFA-Technik ist ein lichtempfindlicher Chip, der selbst bei ungünstigen Lichtverhältnissen hochwertige Bilder liefert – und zwar pixelgenau. Denn anders als bei üblichen Bildempfängern, können bei TFA-Sensoren die Belichtungszeiten der einzelnen Bildpunkte individuell – und damit bestmöglich – eingestellt werden. Für Endoskope mit konventioneller Optik ist es schwierig, im Innern des Menschen optimale Aufnahmen anzufertigen, da sich die Körperhöhlen nur unzureichend ausleuchten lassen. Hier könnten TFA-Sensoren weiterhelfen.

Maßgeblich unterstützt wurde die Siegener Schulklasse vom Zentrum für Sensorsysteme (ZESS) der Universität Siegen und den beiden an der Technologie beteiligten Spin-Off-Unternehmen. Regelmäßiger E-Mail-Kontakt mit den Fachleuten und mehrere Besuche in der Universität Siegen waren wichtige Bestandteile der Recherche. Für die zwanzig Mädchen und Jungen zählte der Austausch mit den Experten zu den reizvollsten Aspekten des Projektes, so Volker Voß, Kursleiter am Gymnasium Wilnsdorf.

Im Sommer stellten die Schülerinnen und Schüler ihre Ergebnisse vor Publikum und einem Gutachter des FOCUS vor – mit einer multimedialen Präsentation, inklusive verschiedener Experimente. Abschließend wählte eine Fachjury das Projekt unter rund 70 Beiträgen aus.

Die Preisverleihung findet am 18. September 2001 in München statt. Auf Einladung der DPG werden die Schülerinnen und Schüler im Oktober ein weiteres Mal nach München reisen. Dort organisiert die DPG, gemeinsam mit dem Deutschen Museum und mit Unterstützung des Bundesministeriums für Bildung und Forschung, die Veranstaltung „Physik und Leben“. Zum Programm der mehrtätigen Veranstaltung gehören zahlreiche Vorträge und Experimente zum Mitmachen. Im Mittelpunkt steht eine Ausstellung rund um das Grenzgebiet von Physik und Lebenswissenschaften. „Physik und Leben“ ist Teil der bundesweiten Initiative „Jahr der Lebenswissenschaften 2001“.