Milena freut sich auf ihre Zeit als Kinderreporterin bei Genius

Milena ist elf Jahre alt und besucht die fünfte Klasse eines Gymnasiums. In ihrer Freizeit interessieren sie viele verschiedene Dinge. Sie ist sehr kreativ und bastelt, malt und näht gerne. Ihre Hobbies sind außerdem Einrad fahren, lesen und Gitarre spielen. Murmelbahnen zu bauen, fasziniert sie besonders. Zu überlegen, mit welchen Bausteinen die Strecke besonders spektakulär wird, während die Murmeln gleichzeitig wie von selbst hinabsausen, darin geht sie voll auf. Da kann es nicht schaden auch mal nachzuschauen, was andere Leute in der Welt so für Sachen bauen und welche technischen Innovationen sie dazu einsetzen.

Alex kann es kaum erwarten, als Kinderreporter Spannendes aus der Welt der Technik zu erfahren

Alex ist ebenfalls elf Jahre alt und geht in dieselbe Klasse wie Milena. In seiner Freizeit ist er sehr musikalisch, denn er spielt gleich zwei Instrumente: Gitarre und Schlagzeug. Wenn es mal etwas ruhiger sein soll, liest er auch gerne. Außerdem ist er leidenschaftlicher Lego-Bauer. Im Taekwondo hat er mittlerweile schon den Blaugurt erreicht. Alex beschäftigt sich gerne mit Sprachen, ist aber auch an Themen aus Naturwissenschaften und Technik interessiert. Das wird ihm bei seiner Rolle als Genius-Reporter sicherlich helfen.

Jetzt freuen sich die beiden, dir in Zukunft die Welt der Technik etwas näherzubringen und spannende Interviews mit Experten zu führen. 


Das war ihr erster Einsatz als Kinderreporter 

Alle Fotos: Genius

Die Geschichte der Luftfahrt geht weit zurück. Schon in der Antike haben sich Menschen mit der Theorie des Fliegens beschäftigt. Die ersten Schritte in die Lüfte gelangen allerdings erst den Gebrüdern Montgolfier mit ihrer Erfindung des Heißluftballons im 18. Jahrhundert. Bis zum Flugzeug dauerte es aber noch gut 100 Jahre.

Tüftler versuchten oft, durch vogelähnliche Modelle ein Flugzeug zu konstruieren – bis letzten Endes die Gebrüder Wright mit dem ersten motorbetriebenen Flugzeug den Grundstein für die moderne Luftfahrt gelegt haben. Ihnen gelang im Jahr 1903 der erste Flug mit einer solchen Flugmaschine.

Was hält ein Flugzeug in der Luft?

Wie können sich nun aber tonnenschwere Flugzeuge in der Luft halten? Die Antwort darauf ist der sogenannte Auftrieb oder auch Auftriebskraft. Stark vereinfacht erklärt, funktioniert das so: Der Auftrieb entsteht durch hohe Geschwindigkeiten und die Moleküle in der Luft. Die Luftmoleküle kann man sich beim Fliegen vorstellen wie das Wasser in der Schifffahrt. Auch wenn wir Luft nicht sehen können, sind darin schier unendlich viele Teilchen, die dafür sorgen, dass Flugzeuge in die Lüfte steigen.

Bei hohen Geschwindigkeiten strömt ganz viel Luft an den Flügeln vorbei. Sie sind, im Querschnitt betrachtet, leicht nach oben gewölbt, um den Auftrieb zu ermöglichen. Und das funktioniert so: Da diese Teilchen in der Luft aber immer gleichmäßig angeordnet sein wollen, fließt die Luft über dem Flügel langsamer als unter dem Flügel. Dadurch entsteht ein sogenannter Unterdruck. Dieser sorgt dafür, dass das Flugzeug nach oben gezogen wird. 

Ein Flugzeugflügel im Querschnitt: So strömt die Luft — Bild: Adobe Stock // thingamajiggs

Dieses Phänomen kannst du auch selbst erleben, wenn du zum Beispiel beim Autofahren deine Hand aus dem Fenster streckst. Bei hohem Tempo und je nach der Stellung deiner Hand kannst du dann deutlich spüren, wie es deine Hand nach oben oder unten drückt.

Eingespieltes Team: die Flügel und der Motor

Beide sorgen gemeinsam dafür, dass das Flugzeug auch tatsächlich fliegt. Der Motor sorgt nicht dafür, dass ein Flugzeug in der Luft bleibt, sondern für hohe Geschwindigkeiten. Erst dann können die Flügel genügend Auftrieb erzeugen, sodass der Flieger abhebt und in der Luft bleibt. Der Motor muss deshalb sehr viel Leistung besitzen, um das Flugzeug einerseits in der Luft zu halten und andererseits beim Start in kürzester Zeit auf ein sehr hohes Tempo zu beschleunigen.

Auftrieb statt Motor: So funktionieren Segelflieger

Wie kommt es nun aber, dass Segelflieger ganz ohne Motor auskommen? Segelflugzeuge beziehen ihre Energie zum Fliegen aus dem Auftrieb der Luft. Warme Luft dehnt sich aus und steigt deswegen auf. Diese aufsteigende Luft, auch Thermik genannt, nutzen Segelflieger, um aufzusteigen. Durch eine geneigte Bahn kommt der Flieger voran bzw. baut Geschwindigkeit auf. Er fliegt sozusagen “bergab”. Da der Flieger aber kontinuierlich von der warmen Luft nach oben getragen wird, kann er sehr lange in der Luft bleiben oder die ganze Zeit “bergab” fliegen.

Beitragsfoto: Adobe Stock // Jag_cz

Das Internet der Dinge oder Internet of Things, kurz IoT, ist der Begriff für die Entwicklung von intelligenten Gegenständen. Unsere Alltagsgegenstände, wie der Kühlschrank, das Auto oder das Haus sind miteinander vernetzt und können somit untereinander kommunizieren. Kannst du dir das vorstellen? Du schaltest euren Kühlschrank Zuhause auf dem Rückweg vom Sommerurlaub per Smartphone wieder an? Oder: Dein Toaster verweigert dir das Brot zu toasten, weil ein Chip an deinen Sportschuhen ihm signalisiert, dass du heute noch keinen Sport gemacht hast. Verrückt, oder? Aber so sieht die Welt des IoT aus.

Smartwatch
Die Smartwatch: eine Uhr, die mit dem Internet verbunden ist

Notebook, Smartphone, Smartwatch und Siri: Sie alle nutzen wir schon heute ganz selbstverständlich. Diese Geräte gelten als intelligente Gegenstände, auch sie können untereinander kommunizieren. Das Handy übermittelt unseren Standort über das Internet zum Beispiel an Google. Google weiß, wohin du jeden Morgen gehst und denkt sich, dass das dein Schulweg sein könnte. Diese Information gibt Google an dein Handy zurück. Morgens zeigt dein Handy dann an, wie lange dein heutiger Schulweg dauern wird.

Keine Zukunftsmusik

Ihr seht schon, das Internet der Dinge ist schon längst Bestandteil unseres Lebens. Und künftig wird es weiter wachsen: IT-Experten gehen davon aus, dass sich die Zahl der internetfähigen Endgeräte dieses Jahr um rund 31 Prozent auf 8,3 Milliarden erhöhen wird. Bis zum Jahr 2020 sollen geschätzt 13 Milliarden Dinge mit dem Internet verbunden sein. Das sind beinahe doppelt so viele Geräte, wie Menschen auf der Erde wohnen!

Datenspeicher als Gehirn

Chips, Sensoren, Datenspeicher und Softwaresysteme geben Gegenständen im IoT eine eigene Identität – ein Gedächtnis. Sie sorgen dafür, dass Gegenstände Entscheidungen treffen und Informationen austauschen können. Dadurch lernen Dinge und werden immer smarter, also intelligenter.

Realität trifft Virtualität

Ziel des Internet der Dinge ist es, die reale Welt mit der virtuellen Welt zu vereinen. Dadurch soll unsere Welt sicherer, einfacher und wirtschaftlicher werden. Gegenstände werden sich fortan laufend selbst Daten aus ihrer Umwelt beschaffen, um intelligent handeln zu können. Hört sich gut an?

IoT der gläserne Mensch
Der Mensch gibt durch das IoT sehr viele Daten von sich preis

Kritiker bemängeln die Datensicherheit des IoT, denn damit Gegenstände intelligent handeln können, müssen sie enorm viel über uns wissen. Hacker könnten dann ein leichtes Spiel haben, sollten unsere Daten nicht angemessen gesichert sein. Das IoT sicher zu gestalten und vor Hackerangriffen zu schützen, ist die größte Anforderung von uns Menschen an die Entwickler des IoT.

Daimler Trucks

Das IoT beeinflusst nicht nur unseren Alltag sondern auch unsere Arbeitswelt. Eine Vision ist es zum Beispiel, dass intelligente Pakete ihren Weg zum Ziel ganz von selbst finden. Auch Daimler bringt seinen LKW ins Internet. Mithilfe von 400 Sensoren, die Daten aus allen Bereichen des Fahrzeugs sammeln und verwerten, wird aus dem LKW ein smarter Gegenstand.

Benz Trucks
Die drei LKW von Mercedes-Benz sind über das Internet miteinander verbunden / Bild: Daimler AG

Damit soll der Transport radikal verändert werden: Mithilfe der Sensoren können die LKW viel enger beieinander fahren. Dadurch wird Sprit gespart und der Güterverkehr effizienter und leistungsfähiger. Seit 2013 ist diese so genannte Konnektivität fester Bestandteil der Unternehmensstrategie. Weltweit sind über 400.000 Nutzfahrzeuge von Daimler über die Systeme FleetBoard und Detroit Connect vernetzt.

Internet of Everything

Das IoT wird viele Industrien und Branchen nachhaltig beeinflussen. Wissenschaftler sprechen davon, dass die nächste Stufe des IoT das Internet of Everything (IoE) sein wird. Dort werden nicht nur gewisse Gegenstände miteinander verknüpft sein, sondern alle Prozesse, Menschen und Daten zu einem großen Gesamtnetzwerk verschmelzen. Ihr dürft gespannt sein!

 

Damit sind Emma und Nick die ersten Kinder weltweit, die mit einem solchen LKW der Zukunft mitgefahren sind. „Das war sehr interessant und aufregend! Als Enrico plötzlich die Hände vom Steuer auf der Autobahn nahm und der LKW ganz von alleine fuhr, war das zuerst ein komisches Gefühl“, berichtet Emma. „Aber wir haben uns trotzdem die ganze Zeit sehr sicher gefühlt“, erzählt Nick.

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Und weil Enrico während der Fahrt nicht steuern musste, hatte er sehr viel Zeit, den beiden Schülern alles genau zu erklären. Schau dir die Genius-Reportage mit der Probefahrt von Emma und Nick in dem Video an, wie sie mit Enrico und seinem besonderen LKW über die Autobahn fahren. Für Emma und Nick ist nach der Reportage klar: Enrico hat einen aufregenden Job als Ingenieur. Am liebsten würden auch Emma und Nick später moderne Fahrzeuge für die Zukunft entwickeln.

Foto: Maren Breinich

Klicken, drücken, wischen: ganz klassisch steuert man ein Computerspiel ja mit der Maus in der Hand, per Touchscreen oder man lenkt mit einem Steuerkreuz auf dem Gamepad. Aber einige Computerspiele lassen sich auch steuern, ohne dass man dabei einen Controller in der Hand hält: mit der so genannten Gestensteuerung.

Der Computerkonzern Microsoft hat ein solches System bereits vor drei Jahren das erste Mal auf einer Spielemesse vorgestellt. Heute ist die Kinect-Steuerung eine der populärsten Gestensteuerungen für Videokonsolen. Wichtigster Bestandteil: eine Kamera, die an die Spielekonsole Xbox 360 angeschlossen wird. Ein darin eingebauter Sensor tastet das Wohnzimmer ab und ein Mikrofon nimmt auf, was der Spieler für Sprachbefehle gibt. Während sich der Spieler frei im Raum bewegt, beobachtet ihn die Kamera. Der Spieler muss dann nur noch mit den Armen wedeln, auf der Stelle rennen oder mit dem Kopf wackeln – und schon macht die Computerfigur auf dem Bildschirm die Bewegungen nach. Ganz ohne Gamepad.

Gestensteuerung 1

Und das funktioniert so: Das Kameraobjektiv ist direkt auf den Spieler gerichtet. Es erkennt die klassischen Merkmale eines Menschen: den Kopf, die Augen, den Mund, die Arme und Beine. Bewegt der Spieler dann den linken Arm, dann erkennt das die Kamera und gibt die Körperbewegung an die Xbox weiter. Die Bewegungen werden in Bruchteilen einer Sekunde per Software in Daten umgewandelt und schließlich auf die Spielfigur übertragen.
Der Pixelcharakter hebt dann beinahe zeitgleich mit dem Spieler den linken Arm auf dem Bildschirm. So wird das Wohnzimmer ganz schnell zum Stadion: Denn die Bewegungen lassen sich vor allem für Sportspiele nutzen. Golf spielen etwa, Fußball oder Tennis. Und selbst Autos lassen sich steuern, wenn der Spieler vor sich in die Luft greift und ein imaginäres Lenkrad hin und her bewegt. Dann ist allerdings Schluss mit Bequem-auf-dem-Sofa-Sitzen und das Spiel mit dem Controller steuern: Der Körpereinsatz kann ganz schön anstrengend sein.
Dass die Freiheit vor dem Bildschirm Spaß macht, hat auch die Konkurrenz erkannt und ganz ähnliche Steuerungen entwickelt. Move nennt Sony sein System für die Gestensteuerung der Playstation 3. Auch hier nimmt eine Kamera die Bewegungen auf, allerdings benötigen die Spieler für die meisten Spiele einen Controller, einen Plastikstab mit einer Leuchtkugel darauf.

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Gestensteuerung für Gebärdensprache

Und nicht nur bei Videospielen wird die Gestensteuerung eingesetzt. Forscher übertragen die Möglichkeiten der Kamera auf ganz andere Bereiche des Alltags. Etwa die Mitarbeiter des Georgia Institute of Technology, einer Technischen Hochschule im US-Bundesstaat Georgia. Die Forscher haben die Kinect-Steuerung Xbox neu programmiert. Sie haben die Software so manipuliert, dass das System sogar Gebärdensprache erkennt. Eine Zeichensprache, die Gehörlose verwenden, um sich ohne gesprochene Worte zu auszudrücken. Die Sprache besteht vor allem aus Gestiken und Mimik, viele Zeichen werden mit den Händen geformt. Mit einer selbst programmierten Software haben es die Forscher geschafft, die Gebärdensprache als Text auf dem Bildschirm anzuzeigen. Gehörlose Kinder können damit auf spielerische Weise die Sprache lernen. Ein Video der Forscher zeigt, wie es funktioniert. Noch mehr Infos dazu findet ihr hier.
Doch in Zukunft erwartet uns noch viel mehr. Der nächste Schritt der Gestensteuerung ist, dass künftig ganz gewöhnliche Schreibtischplatten oder ein Stück Papier wie ein Touchscreen benutzt werden können. Möglich macht das ein Projekt mit dem Namen Omnitouch. Ein Gerät, das aus einem kleinen Beamer und einer Kamera besteht. Wenn der Apparat geschultert wird, dann verwandelt sich die Handfläche in ein Bedienfeld. Der Projektor wirft dann ein Leuchtbild auf die Hand der Versuchsperson, beispielsweise das Bild einer Computertastatur. Sobald der Nutzer die Projektion einer Taste berührt, registriert das die Kamera. Die Information wird berechnet und gespeichert. So kann die Testperson eine E-Mail auf seiner Handfläche tippen – und muss dafür nicht einmal eine Tastatur dabei haben.