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Den Computer zum Denken gebracht

25. Nov 2020


Großer Erfolg: Die Königsbacher Gymnasiastin Annika Nassal hat den Publikumspreis im Bundeswettbewerb Künstliche Intelligenz gewonnen, Direktor Hartmut Westje-Bachmann (hinten) gratuliert. (Foto: Nico Roller) Komplexe Zusammenhänge allgemeinverständlich erklären: Für Annika Nassal ist das kein Problem. Egal, wie kompliziert das Thema ist: Die Königsbacher Schülerin schafft es, die richtigen Worte zu finden. Am Wochenende stand sie unter mehr als150 Teilnehmern als eine der zehn besten im Finale des Bundeswettbewerbs Künstliche Intelligenz – und räumte dort den Publikumspreis ab: Mehr als 20 Prozent der Zuschauer haben für sie gestimmt. „Damit hätte ich nicht gerechnet“, sagt Annika, die derzeit das Königsbacher Lise-Meitner-Gymnasium besucht. Dort freut man sich über ihren Erfolg: „Annika ist eine tolle Botschafterin für unsere Schule“, sagt Direktor Hartmut Westje-Bachmann: „Wir begleiten und unterstützen sie schon lange bei ihren Interessen.“

Die Teilnahme am Wettbewerb hat Annika großen Spaß gemacht. Als sie sich am Samstag im Finale der hochkarätig besetzten Jury stellte, war sie zunächst etwas aufgeregt. „Aber die Jury war so nett, dass das gleich verflogen war.“ Die Schülerin präsentierte ihren Wettbewerbsbeitrag: einen Algorithmus, mit dem Grundrisspläne automatisch analysiert werden können. Eine hochkomplexe Anwendung, an der Annika etwa ein Jahr lang gearbeitet hat, unterstützt von ihrer Familie und vom Deutschen Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz in Kaiserslautern. Sie sorgt dafür, dass Computer etwas können, das sie sonst nicht können: Gibt man ihnen eine Grafik, dann erkennen sie darauf zwar verschiedenfarbige Pixel. Aber sie wissen nicht, was sie darstellen. Deswegen hat Annika mit einem neuronalen Netz gearbeitet, bei dem mit mathematischen Verkettungen eine Art Nervensystem simuliert wird. Ihm hat Annika beigebracht, Möbelsymbole auf Grundrissplänen zu erkennen. Für Menschen ist das eine leichte Übung, aber für Computer nicht, denn Möbelsymbole sehen auf jedem Plan ein bisschen anders aus. „Menschen können Ähnlichkeiten erkennen, aber Computer nur, ob etwas gleich oder nicht gleich ist“, erklärt Annika.

Deshalb hat sie den Computer mit unzähligen Möbelsymbolen gefüttert – aber nicht mit allen, die möglich sind. Ziel war es, dass das neuronale Netz von allein die Merkmale erkennt, die für ein bestimmtes Möbelstück charakteristisch sind. „Ich zeige ihm zum Beispiel ganz viele verschiedene Tische und irgendwann weiß das Netz, was Tische ausmacht.“ Mit Annikas Anwendung sollen Grundrisspläne in Zukunft einfacher digitalisiert werden können: Man macht ein Foto von ihnen und das neuronale Netz analysiert die Objektstrukturen und macht daraus nutzbare Daten. Denkt man das Ganze zu Ende, könnte man irgendwann auf der Basis von Grundrissen dreidimensionale Wohnungspläne erstellen. Oder man könnte bei öffentlichen Gebäuden auf Basis der Raumstruktur den Brandschutz optimieren. Denkbar wäre auch, dass Computer anhand von Möbeln planen, wo in einer Wohnung die Leitungen liegen sollen.

Derzeit besucht Annika das Königsbacher Gymnasium. Wenn sie dort 2022 ihr Abitur gemacht hat, will sie in Karlsruhe Informatik studieren. Anschließend könnte sie sich vorstellen, einen Master in Bioinformatik zu machen. Aktuell nimmt sie bereits an einem Schülerstudium teil und hört bei Vorlesungen des ersten Semesters zu. An der Informatik gefällt der Gymnasiastin, dass sie eine Kombination aus Analysieren und Verstehen auf der einen und dem Lösen von Problemen auf der anderen Seite bietet. Ihren ersten Kontakt mit dem Thema hatte sie im Grundschulalter: in Form eines aus Bauklötzen bestehenden Roboters. Seit der sechsten Klasse nimmt sie am Hector-Seminar teil, bei dem Schüler gefördert werden, die in Mathematik, Naturwissenschaften und Technik begabt sind. Annika hat schon Roboter programmiert, Sinnestäuschungen analysiert und Bakterienkulturen angesetzt. Auch das Projekt für den Bundeswettbewerb KI hat sie im Rahmen des Hector-Seminars erstellt. „Ich finde es toll, dass der Wettbewerb das Thema für Jugendliche zugänglich macht“, sagt Annika, die ihre Teilnahme keine Sekunde bereut hat: „Ich glaube, ich habe selten anhand eines Projekts so viel gelernt wie bei diesem.“ – Text und Foto: Nico Roller