Autor: Dariu-Admin

In vielen Schulen wird Technologie nach wie vor hauptsächlich als einfache Lernhilfe eingesetzt. Inspiriert von der Industrie-4.0-Revolution hat ein Schülerteam beschlossen, das zu ändern — und einen physischen Roboter mit integriertem KI-Chatbot entwickelt. Der Roboter unterstützt Lehrpersonen und Schüler beim schnellen Zugriff auf unterrichtsrelevante Informationen, macht das Lernen interaktiver und unterhaltsamer und fungiert als freundlicher Klassenbegleiter, der Emotionen erkennen und auf die Stimmung der Nutzer reagieren kann.

FUNKTIONSWEISE UND TECHNOLOGIE

Der Roboter kombiniert KI, IoT und Spracherkennung, um eine natürliche, wechselseitige Kommunikation zu ermöglichen. Er basiert auf dem programmierbaren Yolo:Bit-Board mit WLAN- und Bluetooth-Konnektivität und nutzt eine Chatbot-Engine mit natürlicher Sprachverarbeitung, um Antworten zu verschiedenen Fächern zu generieren — von Mathematik und Naturwissenschaften bis hin zu Englisch. Die Hardware umfasst einen Mini-Computer, ein Touchscreen-Interface, ein 4G-SIM-Modul, ein Power-Board und Sensoren. Das System kann zudem Bedingungen im Klassenzimmer wie Temperatur und Beleuchtung überwachen und lässt sich per Smartphone steuern. Die Schüler programmieren die themenübergreifenden Antworten selbst, was den Roboter zu einem vielseitigen Lernassistenten macht, der bei Hausaufgaben hilft, Fragen beantwortet und auf freundliche, ansprechende Weise interagiert.

Überschwemmungen und Salzwasserintrusion sind wachsende Herausforderungen im Mekong-Delta, insbesondere in der Provinz Hau Giang. Saisonale Überschwemmungen in Kombination mit unregelmässigen Gezeiten und steigendem Meeresspiegel führen zu unvorhersehbaren Wasserstandsschwankungen, die Wohngebiete überfluten und den Alltag der Bevölkerung beeinträchtigen. Während der Trockenzeit bedroht Salzwasserintrusion die Süsswasservorräte in Tanks, Teichen und Haushaltsversorgungssystemen. Manuelle Überwachung ist zeitaufwändig, ungenau und bei sich rasch ändernden Bedingungen wirkungslos. Ein Schülerteam hat dieses automatisierte System entwickelt, um Gemeinden beim Schutz ihrer Süsswasserquellen zu unterstützen, Überschwemmungsrisiken zu reduzieren und schnell auf Umweltveränderungen reagieren zu können.

FUNKTIONSWEISE UND TECHNOLOGIE

Wasserstandssensoren messen kontinuierlich den Pegelstand in Tanks, Teichen oder Entwässerungsbereichen und senden die Daten an einen zentralen Mikrocontroller. Dieser vergleicht die eingehenden Daten mit voreingestellten Sicherheitsschwellenwerten und aktiviert bei Über- oder Unterschreitung automatisch Pumpen oder Entwässerungsventile zur Regulierung des Wasserstands. Indem das System den Wasserstand in einem sicheren Bereich hält, schützt es vor Überschwemmungen bei Flut und verringert das Risiko, dass Salzwasser in die Süsswasserspeicher eindringt. Ein integriertes IoT-Modul (ESP32) überträgt die Daten an eine Web- oder Mobilanwendung, sodass Nutzer den Wasserstand aus der Ferne überwachen und rechtzeitig Warnmeldungen erhalten können. Dieser automatisierte Ansatz gewährleistet kontinuierlichen Schutz, schnellere Reaktionszeiten und ein verbessertes Wassermanagement für Haushalte und hochwassergefährdete Gemeinden.

Der KI-Smart-Stuhl für Senioren und Menschen mit Behinderung wurde von Huynh Minh Trong und Nguyen Hoang Huy, Schülerinnen der Tra On High School in der Provinz Vinh Long, unter Anleitung ihres Physiklehrers Herrn Tran Trong Huu entwickelt. Das Projekt gewann den 1. Preis beim Wissenschafts- und Technologiewettbewerb der Provinz Vinh Long 2025–2026 für den innovativen Einsatz von Künstlicher Intelligenz (KI) und Internet of Things (IoT) zur Verbesserung von Mobilität, Gesundheitsschutz und Sicherheit für vulnerable Gruppen.
Mit der rasch alternden Bevölkerung Vietnams steigen die täglichen Herausforderungen für ältere und körperlich beeinträchtigte Menschen: eingeschränkte Beweglichkeit, Sturzrisiken und die Abhängigkeit von Pflegepersonen. Bestehende Smart-Stuhl-Lösungen sind oft teuer und nicht auf die lokale Körperphysiognomie ausgelegt. Dieses Projekt hatte das Ziel, eine leistbare, intelligente und benutzerfreundliche Lösung zu schaffen, die Unabhängigkeit, Komfort und Sicherheit fördert.

FUNKTIONSWEISE UND TECHNOLOGIE

Der KI-Smart-Stuhl kombiniert smarte Sensorik, motorisierte Funktionen und KI-gestützte Steuerung in einem integrierten System:
• Anpassbare Sitzhaltung: Eine motorisierte Rückenlehne ermöglicht ein sanftes Heben und Neigen des Sitzes, um Ermüdung zu reduzieren und Druckstellen vorzubeugen.
• Echtzeit-Gesundheitsüberwachung: Sensoren erfassen Herzfrequenz, Blutsauerstoff (SpO₂), Körpertemperatur sowie die Raumtemperatur und Luftfeuchtigkeit. Ein ESP32-Mikrocontroller überträgt die Daten an die Firebase Realtime Database, wo sie kontinuierlich gespeichert und synchronisiert werden. Wird ein Grenzwert überschritten, sendet die React-Native-App automatisch eine Warnmeldung an Betreuungspersonen.
• Vielseitige Steuerungsmöglichkeiten:
• Tastensteuerung: Einfache Tasten mit mehrfachen Funktionen, etwa zum Einschalten oder zur Namensansage.
• Sprachsteuerung: Integration mit Google Gemini AI und Google Home über IFTTT ermöglicht eine berührungslose Bedienung.
• Augen- und Kopfsteuerung: Mithilfe von CameraX und Google ML Kit erkennt die App Blinzel- und Kopfbewegungen (z. B. zwei Blinzler für einen Notruf, drei für Hygieneschutz-Anfragen). Kopfbewegungen steuern zudem eine virtuelle Maus für einfache Interaktionen.

WIRKUNG

Der KI-Smart-Stuhl zeigt, wie junge Entwicklerinnen und Entwickler mithilfe von Technologie gesellschaftliche Herausforderungen lösen können. Durch die Kombination aus KI, IoT und praxisorientiertem Design verbessert das Projekt die Lebensqualität von älteren und behinderten Menschen in Vietnam und entlastet gleichzeitig Pflegekräfte – ein inspirierendes Beispiel für technologische Innovation mit sozialem Nutzen.

Der Durian-Ernteroboter wurde entwickelt, um Sicherheits- und Effizienzherausforderungen in der Durian-Landwirtschaft zu bewältigen. In Provinzen wie Vinh Long, Tien Giang und Ben Tre ist die Durian-Ernte noch stark von manueller Arbeit abhängig, was Arbeiter Sicherheitsrisiken aussetzt, wenn sie hohe Bäume erklettern und schwere, stachelige Früchte handhaben müssen. Herkömmliche Maschinen sind für Durians ungeeignet, da diese besondere Anforderungen an Gewicht, Schutz und behutsame Handhabung stellen. Das Team entwickelte ein Bluetooth-gesteuertes automatisiertes System, das körperliche Belastung reduziert, die Sicherheit der Arbeiter erhöht und die Fruchtqualität während des gesamten Ernte- und Transportprozesses schützt.

FUNKTIONSWEISE UND TECHNOLOGIE

Das System wird über eine Smartphone-Schnittstelle gesteuert, die via Bluetooth-Modul (BT18) verbunden ist. Im Kern verarbeitet ein UNO R3 Mikrocontroller die Befehle und steuert DC-Motoren über BTS7960 Motortreiber auf drei Kanälen:

• Ferngesteuerte Positionierung: Der Bediener nutzt eine Smartphone-App, um die Maschine unter Durian-Bäumen zu navigieren, wodurch das Klettern entfällt.
• Sichere Ernteplattform: Arbeiter schneiden Durians von einer stabilen Plattform, während die Früchte sanft in einen gepolsterten Auffangkorb fallen und so vor Beschädigung geschützt werden.
• Kontrolliertes Absenken: Der Korb senkt sich langsam in den Hauptbehälter, um Fruchtqualität und -integrität zu schützen.
• Automatischer Transport und Entladung: Sobald der Behälter voll ist, navigiert die Maschine zum Sammelplatz und kippt den Korb, um die Früchte mühelos auf Lastwagen zu übertragen.

Das System funktioniert nahtlos vom Obstgarten bis zum Sammelplatz. Im Feld positionieren Bediener die Maschine unter hohen Durian-Bäumen, schneiden die Früchte und beobachten, wie sie sicher im Korb landen. Während der Sammlung fährt die Maschine automatisch zum Abholbereich und kippt, um Früchte auf Transportfahrzeuge zu laden – zeitsparend und mit reduziertem manuellem Aufwand.

WIRKUNG

Der Durian-Erntehelfer kombiniert Automatisierung, IoT und Agrartechnologie zu einer praktischen Lösung für reale Bedürfnisse. Er zeigt, wie Schüler Programmierkenntnisse, technisches Wissen und Problemlösungsfähigkeiten einsetzen können, um bedeutsame Herausforderungen ihrer Gemeinschaft zu bewältigen – von der Verbesserung der Arbeitssicherheit bis zur Modernisierung traditioneller landwirtschaftlicher Praktiken im Mekong-Delta Vietnams.

Das AutoSense Bed-Projekt wurde mit der Vision entwickelt, Technologie zur Verbesserung von Gesundheitsversorgung und Pflege einzusetzen. In vielen vietnamesischen Familien, insbesondere mit älteren oder kranken Angehörigen, die allein leben, kann die kontinuierliche Betreuung eine Herausforderung darstellen. Das Team hat sich zum Ziel gesetzt, ein automatisiertes System zu entwickeln, das Gesundheitszustände überwacht, die Arbeitsbelastung von Pflegekräften reduziert und sicherstellt, dass Patienten rechtzeitig Aufmerksamkeit erhalten – besonders wenn professionelle medizinische Unterstützung begrenzt ist.

FUNKTIONSWEISE UND TECHNOLOGIE

Das AutoSense Bed integriert Gesundheitsüberwachung, Mobilitätshilfe und Fernsteuerung in einem umfassenden System. Im Kern sammelt und verarbeitet ein ESP32 ESP-WROOM-32 Mikrocontroller Gesundheitsdaten von mehreren Sensoren:

• Ein GY-MAX30100 Sensor misst kontinuierlich Herzfrequenz und Blutsauerstoffwerte.
• Ein Oberarm-Blutdruckmessgerät erfasst Blutdruck und Puls.
• Ein GY-906 MLX90614 Infrarot-Temperatursensor misst die Körpertemperatur kontaktlos und gewährleistet so Komfort und Hygiene für den Patienten.

Alle Messwerte werden auf einem lokalen Bildschirm angezeigt und über WLAN oder Bluetooth an eine mobile Anwendung übertragen, sodass Pflegekräfte den Zustand des Patienten von überall aus überwachen können.

Zusätzlich ermöglicht das mechanische System des Bettes – angetrieben von einem Schrittmotor und einer T20-Gewindespindel – das sanfte Anheben, Absenken und Umpositionieren des Patienten. Pflegekräfte können diese Einstellungen über die mobile App vornehmen, wodurch Sicherheit und Komfort auch bei physischer Abwesenheit gewährleistet sind.

WIRKUNG

Das AutoSense Bed kombiniert Automatisierung, IoT und Gesundheitstechnologie, um eine praktische Lösung für reale Bedürfnisse zu schaffen. Es zeigt, wie Schüler Programmier-, Ingenieurs- und Problemlösungsfähigkeiten einsetzen können, um bedeutsame gesellschaftliche Herausforderungen anzugehen – von der Unterstützung der Altenpflege bis zur Verbesserung von häuslichen Gesundheitssystemen in Vietnam.