Grün bei Bedarf
Jugend forscht:
AKG-Schüler gewinnen Regionalpreis mit „kluger Ampel“

SCHWABACH – Die Ampel ist rot. Als einziger weit und breit wartet man an der Straße, kein Auto fährt, kein anderer Fuß- gänger läuft, die Ampel bleibt rot. Diese Erfahrung ist nicht ein-malig, stellen Marcel Neunhoeffer, Julian von Mendel und Michele Collodo fest.

Erstens weil sie schon öfter mehrere Minuten an der Schwabacher Kreuzung Ring-straße/Ludwigstraße stehend zugebracht haben. Zweitens weil sich jetzt ganze Trauben von Menschen über ihren Lösungsversuch beugten. „Verbesserte Ampel-
schaltung zur Wartezeitverkürzung“ heißt die Arbeit, die die drei Zehntklässler vom Adam-Kraft-Gymnasium beim Regionalwettbewerb „Jugend forscht“ eingereicht haben – und für die sie im Bereich Technik den Regionalpreis ergattert haben.

Einen Sonderpreis hat die Jury in Erlangen drei weiteren AKG-lern überreicht. Bei „Schüler experimentieren“, dem kleineren Bruder von „Jugend forscht“ für die bis zu 15-Jährigen, waren Patrick Hümmer, Alexander Lehmann und Daniel Bonhag aus der achten Klasse mit dem „Auto-Treibstoff der Zukunft“ erfolgreich.

999 Punkte für Blaulichtwagen
Ärgerlich findet es Marcel jedes Mal, wenn er die Ringstraße zur oder von der Innenstadt überqueren will und die Fußgängerampel ihn einfach ignoriert – „obwohl kein Auto kommt.“ Marcels Idee: Eine kluge Ampel weiß, wann wie viele Autos warten, an welcher Ecke viele Fußgänger über die Straße gehen wollen und schaltet dort auf grün – je nach Bedarf. Marcel und seine beiden Klassenkameraden Julian und Michele begannen, „Ausgangsprioritäten“ festzulegen: ein Auto bekommt zehn Wichtigkeitspunkte, ein Bus 50, der Fußgänger fünf und ein Polizei-, Rettungs- oder Feuerwehrauto im Einsatz 999 Punkte. Dann erhöhten die Jungs die Priorität je nach Wartezeit. Verdoppelung nach zehn Sekunden, allein das Blaulichtfahrzeug bleibt mit 999 Punkten immer Sieger der Liste.
Mit Hilfe einer Software, die die drei am heimischen Computer und in zusätzlichen Nachmittags-Schulstunden extra entwickelt haben, sind aus der Addition der Gesamtprioritäten an einer Ampel und dem Vergleich mit den anderen Ampeln Diagramme entstanden, die laut Julian deutlich machen: „Gerade bei wenig oder einseitigem Verkehr ist unsere Schaltung eindeutig im Vorteil.“
Wie aber erkennt die Ampel die Menge der ungeduldig Wartenden? Zwei Infrarotsensoren vor und an der Ampel könnten die Autos zählen, für Busse und Einsatzfahrzeuge gibt es einen extra Sender (der teilweise schon üblich ist). So lässt sich leicht feststellen, an welchem Signal die Autoschlange gerade am längsten ist, wo also zuerst auf Grün umgeschaltet werden muss.

Schwierige Fußgängermessung
Problematischer ist die Messung bei den Fußgängern. Michele, Marcel und Julian haben über einen Druckknopf an der Ampel nachgedacht. „Der kann aber manipuliert werden.“ Ein Fingerabdruckscanner scheidet ihrer Meinung nach aus Datenschutzgründen aus. Sie haben auch an eine Waage am Straßenrand gedacht, die ab einem bestimmten Gewicht die Notwendigkeit des Umschaltens signalisiert, „aber das ist ziemlich ungenau.“ Und sie haben den RFID-Chip in Betracht gezogen, den elektronische Personalausweise schon intus haben. „Aber nicht jeder besitzt schon einen elektronischen Ausweis“, müssen sie zugeben und haben auch diese Variante ad acta gelegt. Beste Möglichkeit ist nach Meinung der Schüler, die Lichtsignale für Fußgänger weiterhin in einem bestimmten Rhythmus zu schalten.

Simulation am Computer
Wie das Ganze funktioniert und dass es funktioniert, haben die jungen Forscher beim Regionalentscheid in Erlangen nicht nur mit einem riesigen Plakat in leuchtendem Orange angepriesen und mit der Simulation am Computer deutlich gemacht, sondern auch ein Modell mit fahrenden und stoppenden Autos auf einer drei Quadratmeter großen Sperrholzplatte dazu aufgebaut. Auch wenn die Elektronik noch nicht jeden Wagen ordentlich zum Halten brachte, wie Julian schmunzelnd zugesteht.
Sieben Monate lang haben sie getüftelt, sieben Monate lang stand die Platte bei Julian im Zimmer. Und dort wird sie jetzt noch länger stehen. Denn der Regionalpreis bedeutet, dass die Wartezeit-Verkürzungsanlage auch am Landeswettbewerb vom 3. bis 6. April in München dabei ist. Bis dahin wollen sie an der elektronischen Steuerung noch feilen, damit in München die Modellautos auch bei rot halten und bei grün fahren. Bis April bleibt ja noch Zeit.

Alternative Treibstoffe
Ein bisschen mehr Zeit können sich die drei Achtklässler Daniel, Alexander und Patrick jetzt nehmen. Ihre Untersuchung von alternativen Treibstoffen, die das immer teurer werdende Benzin ablösen könnten, hat im Wettbewerb „Schüler experimentieren“ zwar schon den Sonderpreis bekommen, aber im nächsten Jahr treten die drei noch einmal mit diesem Thema an und wollen dann noch genauere Messergebnisse liefern. Herausgefunden haben sie schon einmal, dass unter den fünf untersuchten Stoffen Alkohol, Wasserstoff, Erdgas, Aceton und Petrolether der Alkohol die besten Chancen als Alternative zum Benzin hat. „Aber nur, wenn es im Massenbetrieb verwendet wird.“
Getestet haben sie die Wirksamkeit mit einer Explosion im Tablettenröhrchen. Aus dem schleudert dabei ein Pfropfen, der gegen eine aufgehängte 300 Gramm schwere Metallkugel saust. Deren Ausschlag wird gemessen.

Bestnote für Alkohol aus Früchten
Aber nicht nur die reine Kraft, sondern auch Herstellung, Preis und Aufwand in Relation zur Ökologie haben Patrick, Daniel und Alexander verglichen. Fazit: Der Alkohol, der auf natürliche Weise zum Beispiel aus Früchten hergestellt werden kann, bekommt die besten Noten für die Tankstelle der Zukunft.

„Eine Portion Glück“
Froh waren alle sechs, als sie mit ihren Preisen gekürt und wieder abziehen durften. Denn die Konkurrenz schläft nicht. Selbst einparkende Autos oder eine Methode, um beim „Mensch-ärgere-dich-nicht-Spiel“ endlich nicht mehr zu verlieren, verzückten beim Wettbewerb nicht nur das Publikum, sondern auch die kritischen Juroren. Dass der Forscherfleiß der AKG-ler trotzdem so reich belohnt wurde, hat für Julian einen ganz einfachen Grund: „Es gehört halt eine Portion Glück dazu.“

Carola Scherbel



Mit ihrem Plakat für die Ampelschaltung zeigen sich Marcel Neunhoeffer, Michele Collodo und Julian von Mendel (stehend von links), unten sitzen die Chemie-Sonderpreisträger von „Schüler experimentieren“ (von links): Daniel Bonhag, Patrick Hümmer und Alexander Lehmann. Foto: Scherbel