Der Klimawandel, die endlichen Ressourcen unserer Erde und die digitale Transformation werden unsere Zukunft gravierend verändern. Gerade erleben wir die Auswirkungen der künstlichen Intelligenz (KI). Mit ChatGPT, einer texterzeugenden KI. gehören Hausarbeiten, Referate und Aufsätze der Vergangenheit an. Innerhalb weniger Wochen müssen nun neue Lehr- und Lernmethoden Einzug in die Schule halten.

Design-Thinking und Making trainieren die kreativen Fähigkeiten die uns Menschen von der Maschine unterscheiden. Genau das ist das Ziel der IoT2-Werkstatt (Internet of Things andThinking, IoT2).

Wir möchten Euch das Werkzeug und die Motivation an die Hand geben, um die Probleme der Zukunft zu bewältigen. „Einfach machen, beschäftigt euch mit MINT, verändert die Welt mit Euren Ideen“.

Dazu haben wir ein  Büchlein  geschrieben, welches Euch Mut machen soll, die Dinge selbst in die Hand zu nehmen:

Die CO2-Ampel und der Schimmelwarner zur intelligenten Innenraumlüftung, eine smarte Steckdose, die elektrische Verbraucher nur dann anschaltet, wenn erneuerbare Energie aus der heimischen Steckdose kommt, dem Balkonkraftwerk, welches plötzlich Strom IN die Steckdose speist oder dem Starkregenpegel, der uns vor hohem Wasserstand im Dorfbach warnt. All diese Ideen stehen für tragfähige MINT-Konzepte, die wir als Graswurzel in der Gesellschaft und dem Bildungssystem ad hoc umsetzen können und deren Realisierung wir am Umwelt-Campus Birkenfeld der Hochschule Trier seit Jahren durch vielfältige Initiativen propagieren und fördern.

Technisch ist ein IoT-Device nicht viel anders aufgebaut als ein Smartphone oder ein PC aus dem Internet der Menschen. Nur alles viel kleiner, leistungsärmer und vor allem billiger. Ein Mikrocontroller (das ist die intelligente Komponente, quasi die CPU) kostet in großen Stückzahlen nur wenige Cents. Da eine Maschine typischerweise auch kein grafisches Benutzerinterface (Display, Touchscreen) benötigt, ist so ein System erfreulich einfach aufgebaut. Oft ist nicht mal ein Betriebssystem vorhanden. Trotzdem ist der Internetzugang (z. B. WLAN) als wesentliche Komponente zwingend dabei - sonst wäre es schließlich ein schnöder Mikrocontroller und kein IoT-Kit.  Folglich eignet sich so ein IoT-Kit ideal, um erste Gehversuche beim Programmieren und erforschen des Internets zu unternehmen.

Um spielerisch in die Welt des IoT² einzutauchen haben wir für Dich unter dem Reiter "Mach mit" verschiedene Szenarien vorbereitet. Hier lernst Du:

• Die Plattform Octopus (so heißt unser IoT-Kit) kennen
• Erste Algorithmen grafisch formulieren (vielleicht kennst Du das bereits von Scratch, Calliope & Co.)
• Wie ein WLAN aufgebaut und was ein Accesspoint ist und wie sich ein Client dort anmeldet
• Wie das Internet der Menschen funktioniert, d.h. wir bauen einen eigenen kleinen Web-Server
• Wie Sensoren funktionieren und wie Du erste Messdaten in die Cloud (d.h. die digitale Plattform) schicken kannst

Am Ende hast Du dein eigenes IoT-Device gebaut und kannst z.B. die Umweltdaten in Deinem Zimmer direkt im Internet speichern und anderen zur Verfügung stellen. Damit besitzt Du plötzlich viele tolle Möglichkeiten, eigene Ideen zu realisieren. Lass Dich von weiteren Mitmach-Projekten und unseren 100 Ideen inspirieren.

Alle Mitmach-Projekte bestehen aus einem allgemeinen Theorieteil zur Einführung und einem Praxisteil direkt zum Nachbauen mit dem Octopus oder einem anderen ESP8266 kompatiblen Microcontroller (Schaltplan und Nachbauanleitung). Softwaregrundlage ist die Arduino - Programmierplattform. Zielgruppe Oberstufe, Studierende, Maker.

Nachdem wir nun die ersten Gehversuche erfolgreich absolviert haben, sollten wir einen Moment innehalten und schauen, welche Möglichkeiten und Gefahren diese Technologie bietet. Auch hier finden wir praktische Beispiele im Mitmach-Teil:

• Luftgütemessung als Citizen-Science Projekt
• LoRaWAN als Kommunikationsmedium in der Smart-City
• Klimawandel mit Vorhersagemodellen und Monitoring
• Privatsphäre - was sendet mein Smartphone?
• Künstliche Intelligenz - wie funktioniert eine künstliche Nase

Und noch viel mehr für den Schulunterricht (Handy-Spektrometer für die Chemie, Lichtsensor für die Physik, CO₂-Kolibri für Kunst) und ... Encoder, Schrittmotoren, DC-Motoren, MQTT, Luftdaten.info, Blynk, ... lass  Dich überraschen.

Wo kann ich mehr über künstliche Intelligenz, verteilte Systeme, IoT und Nachhaltige Software erfahren? Wo finde ich Studiengänge mit Nachhaltigkeits-Gedanken? Was kann ich damit später machen? Am Umwelt-Campus findest Du viele Bachelor-Studiengänge mit Bezug zu MINT-Themen.