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Intelligente Kreaturen
Evolution mal digital
Mit ihrem Projekt „EvoSim“ haben Leon Toplak, Jonas Rubeck und Marko Kunic vom Staatlichen Landschulheim Marquartstein eine Simulation programmiert, die den evolutorischen Prozess von Lebewesen in einer digitalen Darstellung zeigt. Die Kreaturen darin verändern sich schrittweise, sodass sie mit der Zeit immer bessere Überlebensstrategien entwickeln. Das anspruchsvolle Projekt haben die drei Schüler komplett in Eigenregie erarbeitet und nun stehen sie damit im Finale des Coding Cups 2018.Im Interview zusammen mit Ihrem Informatiklehrer Christoph Schmid geben uns Leon, Jonas und Marko Einblick in „EvoSim“ und zeigen, wie intelligent ihre Kreaturen sind.
Ihr habt Eure Projektgruppe „Roblox Gang“ genannt. Hat der Name eine besondere Bedeutung?
Jonas: Nee, nicht wirklich. Der ist eigentlich spontan entstanden, weil wir noch einen brauchten für den Coding Cup. Da ist uns „Roblox Gang“ einfach in den Sinn gekommen.
Wie seid ihr dazu gekommen, das Projekt „EvoSim“ zu starten? Habt Ihr es speziell für den Coding Cup entwickelt?
Marko: Die Idee hatten wir schon vorher, mal etwas Größeres in die Richtung zu machen. Da hat sich der Coing Cup natürlich sehr gut angeboten.
Christoph: Ja, ich hatte auf der IT-Newsseite Heise Online etwas über Code your Life gelesen und wie die Initiative Schüler fürs Programmieren begeistern will. Das fand ich interessant und darum haben wir dann auch beim Coding Cup mitgemacht.
Wie seid ihr auf die Idee gekommen, eine Simulation der Evolution zu programmieren?
Marko: Es ist schon etwas länger her, vielleicht zwei oder drei Jahre, da habe ich mal ein ähnliches Konzept gesehen. Da habe ich Lust bekommen, auch mal sowas auszuprobieren und habe den anderen die Idee vorgestellt.
Jonas: Wir haben „EvoSim“ extra für den Coding Cup gestartet. Wir haben uns am Anfang gemeinsam getroffen und entschlossen, dass wir mitmachen wollen und dann haben wir die Ideen zusammengetragen.
Leon: Es hat, um ehrlich zu sein, zwei Gründe, warum wir den Evolutionsprozess dargestellt haben: Auf der einen Seite fanden wir es sehr spannend, wie man das Szenario simulieren könnte. Und auf der anderen Seite hat es sich auch angeboten, neuronale Netzwerke zu programmieren. Das war vom Algorithmus nicht zu komplex und hat uns gut ins Konzept gepasst.
Könnt ihr euer Projekt „EvoSim“ einmal in einfachen Worten beschreiben?
Jonas: Es geht im Endeffekt darum, dass wir verschiedene Kreaturen haben, die über zufällig generierte Felder, die Landmassen, ziehen. Am Anfang tun sie das komplett zufällig. Mit der Zeit und im Laufe des evolutionären Prozesses lernen die Kreaturen, wie sie sich für sie sinnvoll verhalten. Sie müssen beispielsweise Wasser meiden, da sie dort sehr viel Energie verlieren. So lernen sie mit der Zeit sich anzupassen an die Gegebenheiten und Strategien fürs Überleben zu entwickeln.
Und wie habt ihr euch die Fertigkeiten für das Programmieren erarbeitet? Für das Projekt brauchtet ihr sicher viel Wissen aus dem Bereich Informatik.
Marko: Ich mache das mit dem Programmieren schon seit ein paar Jahren, weil ich mich schon seit ich klein war dafür interessiert habe.
Jonas: Bei mir kam das auch aus persönlichem Interesse. Meine Schwester hat mich mal zu einem Kurs zu einer Programmiersprache eingeladen, weil sie dachte, dass das was für mich wäre. So bin ich dazu gekommen.
Jonas: Nee, nicht wirklich. Der ist eigentlich spontan entstanden, weil wir noch einen brauchten für den Coding Cup. Da ist uns „Roblox Gang“ einfach in den Sinn gekommen.
Wie seid ihr dazu gekommen, das Projekt „EvoSim“ zu starten? Habt Ihr es speziell für den Coding Cup entwickelt?
Marko: Die Idee hatten wir schon vorher, mal etwas Größeres in die Richtung zu machen. Da hat sich der Coing Cup natürlich sehr gut angeboten.
Christoph: Ja, ich hatte auf der IT-Newsseite Heise Online etwas über Code your Life gelesen und wie die Initiative Schüler fürs Programmieren begeistern will. Das fand ich interessant und darum haben wir dann auch beim Coding Cup mitgemacht.
Wie seid ihr auf die Idee gekommen, eine Simulation der Evolution zu programmieren?
Marko: Es ist schon etwas länger her, vielleicht zwei oder drei Jahre, da habe ich mal ein ähnliches Konzept gesehen. Da habe ich Lust bekommen, auch mal sowas auszuprobieren und habe den anderen die Idee vorgestellt.
Jonas: Wir haben „EvoSim“ extra für den Coding Cup gestartet. Wir haben uns am Anfang gemeinsam getroffen und entschlossen, dass wir mitmachen wollen und dann haben wir die Ideen zusammengetragen.
Leon: Es hat, um ehrlich zu sein, zwei Gründe, warum wir den Evolutionsprozess dargestellt haben: Auf der einen Seite fanden wir es sehr spannend, wie man das Szenario simulieren könnte. Und auf der anderen Seite hat es sich auch angeboten, neuronale Netzwerke zu programmieren. Das war vom Algorithmus nicht zu komplex und hat uns gut ins Konzept gepasst.
Könnt ihr euer Projekt „EvoSim“ einmal in einfachen Worten beschreiben?
Jonas: Es geht im Endeffekt darum, dass wir verschiedene Kreaturen haben, die über zufällig generierte Felder, die Landmassen, ziehen. Am Anfang tun sie das komplett zufällig. Mit der Zeit und im Laufe des evolutionären Prozesses lernen die Kreaturen, wie sie sich für sie sinnvoll verhalten. Sie müssen beispielsweise Wasser meiden, da sie dort sehr viel Energie verlieren. So lernen sie mit der Zeit sich anzupassen an die Gegebenheiten und Strategien fürs Überleben zu entwickeln.
Und wie habt ihr euch die Fertigkeiten für das Programmieren erarbeitet? Für das Projekt brauchtet ihr sicher viel Wissen aus dem Bereich Informatik.
Marko: Ich mache das mit dem Programmieren schon seit ein paar Jahren, weil ich mich schon seit ich klein war dafür interessiert habe.
Jonas: Bei mir kam das auch aus persönlichem Interesse. Meine Schwester hat mich mal zu einem Kurs zu einer Programmiersprache eingeladen, weil sie dachte, dass das was für mich wäre. So bin ich dazu gekommen.
Leon: Bei mir was das ähnlich wie bei Marko: Ich habe einfach früh angefangen, mir Einiges schon selbst beizubringen.
Christoph, du bist der Informatiklehrer der Drei. Wie konntest du ihnen bei der Entwicklung helfen oder zur Seite stehen?
Christoph: Meine Hilfe war da, ehrlich gesagt, überhaupt nicht notwendig. Anfangs bin ich schon davon ausgegangen, dass es etwas zu besprechen geben würde. „EvoSim“ wurde zwar sehr schnell recht komplex, aber die Jungs haben weitestgehend alles allein gemacht. Wir haben uns zwar ausgetauscht, letztlich haben sie aber wie gesagt alles selbst organisiert und programmiert. Ich habe mich vor allem um die Organisation der Wettbewerbsteilnahme gekümmert, Einhaltung der Anmeldefristen und Einreichung des Projekts.
Wie steht es um die Lehre von technisch-naturwissenschaftlichen Themen bei Euch an der Schule?
Christoph: Informatik als eigenständiges Fach gibt es in Bayern nur im mathematisch-naturwissenschaftlichen Zweig in der 9. und 10.Jahrgangsstufe. Grundlagenwissen wird in der 6. und 7. Klasse im Rahmen des Faches Natur und Technik vermittelt, jedoch nur eine Stunde pro Woche. Die drei Jungs haben sich selbständig und parallel zum Unterricht schon Einiges an Mehrwissen angeeignet und waren daher im regulären Unterricht der 10. Klasse ziemlich unterfordert. Klar, man müsste eigentlich deutlich früher anfangen mit dem Programmieren. Ich finde, dass man Informatik von der 5. bis 10. Klasse durchgängig als eigenständiges Schulfach etablieren und interessierten Schülern hier Wahlmöglichkeiten bieten sollte. In Großbritannien beispielsweise, haben seit einigen Jahren alle Schüler schon ab der ersten Klasse eine Art Informatikunterricht, wo sie lernen, einfache Programme zu entwickeln und sich mit logischen Konzepten beschäftigen. Bislang mit sehr positiven Erfahrungen. Davon sind wir leider weit entfernt. „EvoSim“ haben die Jungs zusätzlich zum Informatikunterricht in ihrer Freizeit entwickelt.
Und wie habt ihr drei euch organisiert, wenn ihr das Projekt in Eigenregie hochgezogen habt?
Leon: Wir haben es so gemacht, dass wir uns einmal in der Woche getroffen haben. Dann haben wir uns ausgetauscht, was wir schon Neues gemacht haben und über die Online-Plattform GitHub haben wir die Codes der Software immer hochgeladen. So konnten wir jeder von zu Hause arbeiten und uns gut organisieren. Und nach drei Monaten war die Simulation dann fertig programmiert.
Marko: Mit GitHub hatten wir alle vorher noch nicht gearbeitet, aber das ging recht schnell, sich da einzuarbeiten.
Christoph, warum hat „EvoSim“ in ihren Augen verdient, den Coding Cup in diesem Jahr zu gewinnen?
Christoph: Nun, ich kenne die anderen eingereichten Projekte jetzt nicht im Detail. Man muss das auch für jede Altersstufe betrachten. Ich denke, dass „EvoSim“ einen sehr großen Tiefgang hat und es darum verdient hätte, gekürt zu werden. Wichtiger ist aber, dass wir sehr zufrieden sind mit dem Projekt und die Jungs interessante Erfahrungen gemacht haben. Ein Preis dafür wäre nur das i-Tüpfelchen dafür. Und alle anderen Teilnehmer haben sich sicher mit genauso viel Elan in ihre Projekte reingehangen wie Marko, Jonas und Leon.
Christoph, du bist der Informatiklehrer der Drei. Wie konntest du ihnen bei der Entwicklung helfen oder zur Seite stehen?
Christoph: Meine Hilfe war da, ehrlich gesagt, überhaupt nicht notwendig. Anfangs bin ich schon davon ausgegangen, dass es etwas zu besprechen geben würde. „EvoSim“ wurde zwar sehr schnell recht komplex, aber die Jungs haben weitestgehend alles allein gemacht. Wir haben uns zwar ausgetauscht, letztlich haben sie aber wie gesagt alles selbst organisiert und programmiert. Ich habe mich vor allem um die Organisation der Wettbewerbsteilnahme gekümmert, Einhaltung der Anmeldefristen und Einreichung des Projekts.
Wie steht es um die Lehre von technisch-naturwissenschaftlichen Themen bei Euch an der Schule?
Christoph: Informatik als eigenständiges Fach gibt es in Bayern nur im mathematisch-naturwissenschaftlichen Zweig in der 9. und 10.Jahrgangsstufe. Grundlagenwissen wird in der 6. und 7. Klasse im Rahmen des Faches Natur und Technik vermittelt, jedoch nur eine Stunde pro Woche. Die drei Jungs haben sich selbständig und parallel zum Unterricht schon Einiges an Mehrwissen angeeignet und waren daher im regulären Unterricht der 10. Klasse ziemlich unterfordert. Klar, man müsste eigentlich deutlich früher anfangen mit dem Programmieren. Ich finde, dass man Informatik von der 5. bis 10. Klasse durchgängig als eigenständiges Schulfach etablieren und interessierten Schülern hier Wahlmöglichkeiten bieten sollte. In Großbritannien beispielsweise, haben seit einigen Jahren alle Schüler schon ab der ersten Klasse eine Art Informatikunterricht, wo sie lernen, einfache Programme zu entwickeln und sich mit logischen Konzepten beschäftigen. Bislang mit sehr positiven Erfahrungen. Davon sind wir leider weit entfernt. „EvoSim“ haben die Jungs zusätzlich zum Informatikunterricht in ihrer Freizeit entwickelt.
Und wie habt ihr drei euch organisiert, wenn ihr das Projekt in Eigenregie hochgezogen habt?
Leon: Wir haben es so gemacht, dass wir uns einmal in der Woche getroffen haben. Dann haben wir uns ausgetauscht, was wir schon Neues gemacht haben und über die Online-Plattform GitHub haben wir die Codes der Software immer hochgeladen. So konnten wir jeder von zu Hause arbeiten und uns gut organisieren. Und nach drei Monaten war die Simulation dann fertig programmiert.
Marko: Mit GitHub hatten wir alle vorher noch nicht gearbeitet, aber das ging recht schnell, sich da einzuarbeiten.
Christoph, warum hat „EvoSim“ in ihren Augen verdient, den Coding Cup in diesem Jahr zu gewinnen?
Christoph: Nun, ich kenne die anderen eingereichten Projekte jetzt nicht im Detail. Man muss das auch für jede Altersstufe betrachten. Ich denke, dass „EvoSim“ einen sehr großen Tiefgang hat und es darum verdient hätte, gekürt zu werden. Wichtiger ist aber, dass wir sehr zufrieden sind mit dem Projekt und die Jungs interessante Erfahrungen gemacht haben. Ein Preis dafür wäre nur das i-Tüpfelchen dafür. Und alle anderen Teilnehmer haben sich sicher mit genauso viel Elan in ihre Projekte reingehangen wie Marko, Jonas und Leon.
So geht Evolution
Felder, Kreaturen und neuronale Netzwerke – aus diesen Teilen besteht „EvoSim“. In ihrem Video erklären Leon, Jonas und Marko in eigenen Worten, wie sie den evolutorischen Prozess simuliert haben und zeigen in einigen Beispielen, dass sich die Lebewesen im Laufe der Zeit an ihre Umwelt angepasst haben.Weitere Finalisten
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