Robotik für alle mit Roberta plus

Robotik für alle mit Roberta plus

Roboter und die damit verbundenen Themen wie Technik, Programmieren, Mensch – Maschine, Arbeitsentwicklung und künstliche Intelligenz halten immer mehr Einzug in unseren Alltag und in unsere Gesellschaft. Diese Entwicklung soll von Schülerinnen und Schülern aktiv verfolgt, kritisch hinterfragt und – im Sinne der Wissenschaft der Informatik – verstanden werden. Mit Einführung des Lehrplans 21 in der Deutschschweiz findet die MINT-Bildung, vor allem im Rahmen des Modullehrplans Medien und Informatik, einen verankerten Stellenwert in der Bildung auf Volksschulebene. Diese Neuerungen – insbesondere auf der Kindergarten- und Primarstufe – setzen allerdings voraus, dass Lehrpersonen sich in den geforderten Kompetenzen selbst weiterbilden. Entsprechende Angebote in der Aus- und Weiterbildung sind notwendig, um Lehrpersonen auf dem Weg des Kompetenzerwerbs fachwissenschaftlich und fachdidaktisch zu unterstützen.

Das Projekt «Roberta plus» der PH Luzern unter der organisatorischen Leitung des Vereins IngCH hat zum Ziel, gendersensiblen Informatikunterricht im Bereich Robotik in Zyklus 2 und 3 in der ganzen Deutschschweiz zugänglich werden. Dabei soll die Skalierung ausgehend vom Kanton Luzern zunächst in die Zentralschweiz und anschliessend Deutschschweiz mit mindestens sechs Pädagogischen Hochschulen als Kooperationspartner über eine Projektlaufzeit von 5 Jahren (2025-2029) etappenweise erfolgen. In drei Phasen werden jeweils unterschiedliche inhaltliche und geographische Schwerpunkte gesetzt und eine schrittweise Skalierung des Angebots angestrebt. Direkt sollen mit dem Projekt ca. 4'500 Schüler*innen, über 220 Lehrpersonen aus dem Zyklus 2 und 3 sowie rund 20 Dozierende und Wirtschaftspartner aus unterschiedlichen Regionen der Deutschschweiz erreicht werden. Indirekt sollen mindestens 10'000 Schüler*innen plus 3'000 angehende bzw. amtierende Lehrpersonen erreicht werden. Finanziert wird das Projekt durch Drittmittel folgender Stiftungen finanziert: Dätwyler Stiftung, Ernst Göhner Stiftung sowie Bärbel & Paul Geissbühler Stiftungen.

Das Projekt umfasst folgende Elemente: «Roberta-Workshops» an Schulen von pädagogisch-didaktisch geschultem Personal durchgeführt, «Roberta-Schulungen» für Lehrpersonen, Austausche mit Wirtschaftspartner*innen für relevante Unterrichtsbeispiele aus dem echten Leben sowie sorgfältige Evaluation und Weiterentwicklung des Angebots. Das Projekt basiert auf langjährigen empirischen Erfahrungen in edukativer, gendersensibler Robotik. Es bezweckt, ein schweizweit einsetzbares Unterrichtsangebot zu entwickeln, mit geschultem Personal durchzuführen und dessen Wirksamkeit zu evaluieren. Die Inhalte orientieren sich am Lehrplan 21 und fokussieren auf Kompetenzen, die in Zeiten der Digitalisierung wichtig sind.

In der ersten Projektphase liegt der Fokus unter anderem auf der Durchführung von «Roberta-Workshops» für Schulen der Zentralschweiz (Kantone Luzern, Schwyz, Zug, Uri). Die Roberta-Workshops als evidenzbasierte, gendersensible Lernumgebung sollen das Interesse von Schüler*innen an Technik und Informatik wecken und fördern. Die Kinder erleben, wie sie mit der nötigen Beharrlichkeit ein technisches Projekt realisieren können. In Roberta-Workshops lernen die Schüler*innen, Roboter selbst zu programmieren. Sie lernen, die Roboter mit Hilfe von Motoren zu bewegen und mit Sensoren auf ihre Umwelt reagieren zu lassen. Dabei lösen sie verschiedene spannende Aufgaben. Schüler*innen interagieren somit auf intensive, selbstwirksame Weise mit den Schulrobotern, welche Situationen aus der realen Welt der Kinder spielerisch nachvollziehbar machen können. In den Workshops arbeiten die Schüler*innen u.a. mit folgender Hardware: Bee-Bot, LEGO Education MINDSTORMS / SPIKE. an Schulen der Zentralschweiz.

Schon jetzt ist klar, dass das Angebot so relevant wie beliebt ist: Nach kürzester Zeit und wenig Werbung waren die verfügbaren Plätze für die Urner Schulen weg, und die meisten Plätze für Luzerner Schulen gebucht. Dieses Jahr gibt es nur noch freie Plätze für Schulen im Kanton Luzern. Ab 2026 gibt es wieder Plätze für alle Schulen in den Kantonen der Innerschweiz. Die wichtigsten Infos sowie das Anmeldeformular finden sich auf dieser Seite.

 


Monte Rosa Hütte

Update für die Monte-Rosa-Hütte

2883 Meter über Meer, 120 Plätze, 8000 Übernachtungen jährlich, 90 % Eigenversorgung mit Solarenergie: Die Eckwerte der Monte-Rosa-Hütte sind beeindruckend. Seit 14 Jahren in Betrieb hat Siemens ab 2020 den Energiespeicher und eine PV-Anlage ersetzt und das Gebäudemanagement mit Desigo CC und der IoT-Lösung Building X auf den neusten Stand der Technik gebracht.

Autor: Marc Estermann, Siemens
Quelle: Siemens

Wie ein Bergkristall thront die Monte-Rosa-Hütte hoch über Zermatt zwischen imposanten Berggipfeln und Gletschern. Als die futuristische Hightech-Hütte des Schweizer Alpenclubs (SAC) 2010 eröffnet wurde, galt sie als Leuchtturm der Energiezukunft, als Meisterwerk der Technik, das in enger Zusammenarbeit mit der Forschung entwickelt und erstellt wurde. Das Gebäude ist optimal gedämmt, erntet passiv Solarenergie, verfügt über eine Lüftungsanlage und ein biologisches Kleinklärwerk. Photovoltaik-Anlagen integriert in die Südfassade und freistehend unterhalb der Hütte kombiniert mit einem Batteriespeicher liefern den Strom für die gesamte Gebäudetechnik. Das Warmwasser stammt aus solarthermischen Kollektoren. Bei Bedarfsspitzen und im Winterbetrieb, wenn die Hütte zwei Monate im Schatten steht, kommt ein Blockheizkraftwerk zum Einsatz.

Monte Rosa

Voll integriertes Gebäudemanagement

Die komplexe Gebäudetechnik wird seit Beginn von einem Siemens-Gebäudeleitsystem gesteuert. Seit Kurzem ist die neuste Generation, Desigo CC, in Betrieb. «Das System erfasst den Betrieb der Hütte anhand mehrerer Messpunkte», erklärt Hansjörg Sidler von Siemens. «Neu können wir nebst Energie- und Haustechnikanlagen auch den Füllstand des Wassertanks, Betriebsdaten der Abwasserreinigung oder Wetterdaten direkt in der Cloud in Building X integrieren.» Zwischen Mai und September, wenn die Hütte geöffnet ist, kann der Hüttenwart den Betrieb im Gebäudeleitsystem Desigo CC direkt verfolgen und bei Störungen eingreifen. Mitte September schliesst er die Türen und überlässt die Hütte über die Wintermonate sich selbst. Die Gebäudetechnik aber bleibt in Betrieb, damit die Batterie, das Blockheizkraftwerk oder die biologische Kläranlage keinen Schaden nehmen. Zudem dient ein Raum Skitourengängern im Winter als sicherer, temperierter Unterschlupf. Dann kommt Building X von Siemens zum Zug.

Building X

Offene Plattform in der Cloud
Building X ist eine Cloud-basierte Plattform, die laufend Daten von Desigo CC empfängt. «Diese Plattform ist wie ein Betriebssystem, auf dem unterschiedliche Anwendungen laufen, die mit der riesigen Datenbasis arbeiten», so Sidler. Eine solche Anwendung ist der «Operation Manager». Damit kann der Hüttenwart die Anlage bequem per App fernüberwachen. Bei Problemen wird er benachrichtigt und ein virtueller Assistent unterstützt ihn, um die Störung zu beheben. Eine weitere Anwendung, der «Energy Manager», analysiert und visualisiert die Daten auch in der Vergangenheit über beliebige Zeiträume. So werden Ineffizienzen aufgedeckt. Diese Funktionen deckte bereits der «Siemens Navigator», die Vorgängerlösung von Energy Manager, ab. Neu ist alles noch einfacher und nutzerfreundlicher. Der entscheidende Unterschied aber ist, dass die Plattform offen und skalierbar ist, wie Sidler ausführt: «Es ist möglich, neue Anwendungen zu entwickeln und auf Building X zu installieren, nicht nur solche von Siemens.» Dies eröffne völlig neue Möglichkeiten, ähnlich wie Apps auf dem Smartphone.

Neue leistungsstarke Batterie
Die rund um die Uhr aufgezeichneten Energiedaten machten 2020 den Leistungsverlust der ursprünglich installierten Bleibatterie klar ersichtlich. Siemens erhielt den Auftrag, die Batterie zu ersetzen. Im September 2020 wurde eine Lithium-Eisen-Phosphat-Batterie (LFP) mit einer Kapazität von knapp 216 kWh eingebaut. Für diesen Batterietyp sprachen im Vergleich zu einer Nickel-Metallhydrid-Batterie vor allem der tiefere Preis und das geringere Gewicht. Mit einer erwarteten Lebensdauer von 20 Jahren ist der neue Speicher zudem sehr langlebig. Die Regelung der neuen Batterie erfolgt anhand des Ladezustands und des maximal zulässigen Ladestroms. Lithium-Eisenphosphat-Batterien werden optimal im Bereich von 20 % bis 90 % Ladung betrieben, um eine lange Lebensdauer zu erreichen.

Höhere Autarkie dank neuer Solaranlage
Zwei Jahre nach der Batterie wurde auch die freistehende Photovoltaik-Anlage ersetzt, weil 9 von 27 Modulen beschädigt waren, obwohl sie speziell für den hochalpinen Einsatz angefertigt wurden. Die Witterungsbedingungen sind extrem: Die Temperatur in den Modulen kann innert weniger Stunden von -10°C auf 140°C steigen, die Konstruktion muss hohen Schneelasten und starken Winden trotzen. Da keine baugleichen Ersatzmodule mehr erhältlich waren, musste die gesamte Anlage ausgetauscht werden. «Auf dem bestehenden, robusten Eisengestell konnten wir grössere Module installieren, sodass die Leistung mit 14,7 kWp fast verdoppelt werden konnte», so Sidler. Auch die meisten elektrischen Komponenten einschliesslich der Wechselrichter wurden ersetzt und an Desigo CC angeschlossen. Und das Team von Sidler hat vorgesorgt: «Wir haben sechs Reservepanels produzieren lassen, falls es wieder einmal zu einem Schaden kommen sollte.» Peter Rudin, Hüttenchef der Monte-Rosa-Hütte, ist zufrieden mit den Lösungen von Siemens: «Die Implementierung von Desigo CC und Building X haben die Energieeffizienz und Autarkie der Hütte auf ein neues Niveau gehoben.» In Kombination mit der früheren Erneuerung der Batterie und der PV-Anlage konnten die Betriebsstunden des Notstromaggregats drastisch reduziert werden. «Dies hat signifikant zu einer noch nachhaltigeren Hütte beigetragen und unterstreicht das Engagement der SAC Sektion Monte Rosa für innovative und umweltfreundliche Lösungen», so Rudin.


SwissTecLadies

Swiss TecLadies Feriencamp Chur, 4.-8. August 2025 

Swiss TecLadies Feriencamp Chur, 4.-8. August 2025 

Diesen Sommer findet erneut das Swiss TecLadies Feriencamp für Mädchen im Alter von 12 bis 15 Jahren statt – ein spannendes Angebot mit Fokus auf Informatik und Technik, das zum Tüfteln, Coden und Entdecken einlädt. Auf dem Programm stehen:

  • Workshops zu Programmieren, Künstlicher Intelligenz, Virtual Reality und Technik
  • Projektarbeit im Bereich Videoproduktion
  • Lehrreiche Ausflüge (das Ziel bleibt eine Überraschung)
  • Einblick in ein internationales Technologieunternehmen
  • Begegnungen mit Mentorinnen der Swiss TecLadies und IT-Profis
  • Zeit für Spass, Bewegung und neue Freundschaften

Das Camp wird in Zusammenarbeit mit der Bündner Kantonsschule BKS organisiert und durch die Hasler Stiftung unterstützt. Dadurch kann es zu folgenden Konditionen angeboten werden:

  • CHF 250.- inklusive Unterkunft im Mehrbettzimmer
  • CHF 100.- ohne Unterkunft

Die Verpflegung, Exkursionen und Workshops sind inbegriffen, die An- und Abreise erfolgt individuell. Es stehen 40 Plätze zur Verfügung, die nach Eingangsdatum der Anmeldung vergeben werden. Weitere Informationen und Anmeldung: https://www.tecladies.ch/de/camps

 

 


Knochen reagieren positiv auf Kraft von aussen

Forschende wollen mit Vibrationen das Wachstum von Knochen anregen. Eine neue Studie liefert nun die Grundlagen für die Entwicklung von neuen Therapien. Dereinst könnten Patienten nach Knochenbrüchen und mit altersbedingtem Knochenschwund profitieren.

Autor: Fabio Bergamin, Hochschulkommunikation
Quelle: ETH News

Bild einer Vibrationstherapie
Die Zellen in den Knochen reagieren auf äussere Kräfte. Forschende wollen dies nutzen. Anders als auf diesem Symbolbild gezeigt, steht die Vibrationstherapie im Zentrum. (Bild: Lauren Kaylor / Adobe Stock)

Knochen wachsen nicht einfach irgendwie. Vielmehr reagieren die Knochenzellen auf äussere Kräfte. Heilt ein Knochen nach einem Bruch unter gezielter mechanischer Belastung, wird er unter Umständen grösser, dichter und stabiler als er vor dem Bruch war. Forschende unter der Leitung von Ralph Müller, Professor am Departement Gesundheitswissenschaften und Technologie, zeigten dies vor drei Jahren bei Mäusen. Die Wissenschaftler:innen verwendeten damals zur Fixierung von Knochenbrüchen spezielle Platten. Diese ermöglichten es, die beiden heilenden Knochenteile mehrmals pro Woche während einigen Minuten in einer Vibrationstherapie rhythmisch aneinanderzupressen.

Die Mechanismen hinter dem Einfluss von mechanischen Reizen auf die Knochen blieben lange verborgen. «Erst wenn wir diese Mechanismen verstehen, können wir basierend darauf neue Therapien entwickeln», sagt Neashan Mathavan, Wissenschaftler in Müllers Gruppe und Erstautor einer neuen externe Studie. Er denkt dabei nicht nur an die Heilung von Knochenbrüchen, sondern auch, wie sie sich verhindern lassen, insbesondere bei älteren Personen. Im Alter nimmt die Knochendichte ab, und die Knochen werden anfälliger für Brüche. «Neue Therapieansätze, um den Knochenabbau im Alter zu verzögern, wären wünschenswert.»

Genaktivität für jeden Punkt entschlüsselt

Mathavan, Müller und ihre Kolleginnen und Kollegen untersuchten nun sehr detailliert, wo in einem heilenden Knochen welche Gene aktiv sind. Sie machten dies wiederum bei Mäusen mit einem gebrochenen Oberschenkelknochen, dessen Heilung sie mit einer Vibrationstherapie unterstützten. Mit hoher räumlicher Auflösung bestimmten sie für jeden Punkt im Knochen, welche Gene dort aktiv sind und welche nicht. Diesen dreidimensionalen Atlas zur Genaktivität kombinierten sie mit Informationen zu Kräften, die am jeweiligen Ort wirkten. Die Forschenden errechneten diese Kräfte mit Computersimulationen. «Wir wissen nun von jeder einzelnen Stelle im Knochen, welche mechanischen Bedingungen dort herrschen, wo Knochen gebildet und wo Knochen abgebaut wird», erklärt ETH-Professor Müller.

Die verheilte Bruchstelle eines Mäuse-Oberschenkelknochens im Querschnitt.
Die verheilte Bruchstelle eines Mäuse-Oberschenkelknochens im Querschnitt. Die Forschenden bestimmten die Genaktivität in Zellen hochaufgelöst im ganzen Knochen. Die Kreise stehen für je ein bestimmtes Gen und die Farbe für dessen Aktivität. (Abbildung: Mathavan et al. Science Advances 2025)

So konnten die Forschenden zeigen, dass bestimmte Gene spezifisch in den Bereichen des Knochens aktiv sind, die mechanisch stark belastet werden. Darunter sind Gene, welche zur Bildung der Kollagen-Grundstruktur des Knochens beitragen, und solche, die die Knochenmineralisierung fördern. Umgekehrt sind Gene, die die Knochenbildung hemmen, an diesen Stellen nicht aktiv, jedoch in Bereichen, die mechanisch nicht belastet werden.

Die Wissenschaftler:innen werden ihre detaillierten Erkenntnisse nun nutzen, um neue Therapieansätze vorzuschlagen, damit Knochenbrüche besser heilen und Knochen auch im Alter stark bleiben. Speziell dem Thema Knochenalterung werden sie sich in ihrer Forschung bei Mäusen nun verstärkt widmen.

Denkbar wäre der gezielte Einsatz von Medikamenten, die gewünschte Gene aktivieren oder hemmen. Müller könnte sich aber ebenso eine Vibrationstherapie oder eine Kombination von beidem vorstellen. «In welche Richtung es geht, werden wir sehen», sagt er. Der Forscher erwartet von der Vibrationstherapie Vorteile: «Bei der Vibrationstherapie rechne ich mit weniger Nebenwirkungen als bei einer Behandlung mit Medikamenten.»

Literaturhinweis
Mathavan N, Singh A, Correia Marques F, Günther D, Kuhn GA, Wehrle E, Müller R: Spatial transcriptomics in bone mechanomics: Exploring the mechanoregulation of fracture healing in the era of spatial omics. Science Advances, 1. Januar 2025: doi: 10.1126/sciadv.adp8496

Anmeldung für Meitli-Technik-Tage ab sofort offen

Anmeldung für die Meitli-Technik-Tage im Frühling geöffnet

Diesen Frühling organisieren wir wieder in Zusammenarbeit mit verschiedenen Firmen Meitli-Technik-Tage für Schülerinnen der 1. und 2. Sekundarstufe I (7. + 8. Klasse)

Die Anmeldungen für die ersten Schnuppertage bei Feller, MAN Energy Solutions und IBM sind ab sofort auf der Projektseite unter Downloads publiziert. Ausserdem finden Sie dort auch alle Termine sowie weitere Informationen und Unterlagen.

 

 


Der building Matura Award geht in die zweite Runde!

Der building Matura Award geht in die zweite Runde!

2024 hat die Stiftung bilding den Building-Matura-Award Bauingenieurwesen ins Leben gerufen. Mit dem Award werden Engagement und ausserordentliche Leistungen von Maturand:innen in den Bereichen des Bauingenieurwesens gewürdigt. Die Auszeichnung trägt dazu bei, das Interesse am Bauingenieurwesen zu fördern und eine neue herausragende Generation von Ingenieur:innen für die erfolgreiche Gestaltung der Zukunft zu gewinnen. Auch dieses Jahr wieder, können interessierte Maturand:innen ihre Matura-Arbeit einreichen und attraktive Preise gewinnen sowie die Möglichkeit erhalten, ihr Projekt in Publikationen vorzustellen.

Zielgruppe: Der Building-Matura-Award richtet sich an Maturand:innen, die ihre Matura-Arbeit in einem Bereich des Bauingenieurwesens verfasst haben.

Die teilnahmeberechtigten Matura-Arbeiten können von der zuständigen MINT-Gymnasiallehrperson bis am 31. März 2025 auf der Webseite des Building-Matura-Awards eingereicht werden.


Visualisierung

AI-Racer: mit VR- und KI-Technologie auf das Podest bei alpinen Skirennen

Die Fachhochschule Graubünden, geleitet von Professor Martin Bünner, hat gemeinsam mit Swiss-Ski eine VR- und KI-Technologie entwickelt, die Athleten in die Lage versetzt, alpine Strecken virtuell und risikofrei zu trainieren. Der "AI-Racer" berechnet die Ideallinie und ermöglicht ein immersives Training, das Effizienz und Sicherheit vereint. Die FHGR führt damit den Skisport in eine innovative Zukunft.

Autoren: Prof. Corsin Capol, Prof. Dr. Martin Bünner, Fachhochschule Graubünden
Dieser Artikel wurde ursprünglich am 27.11.2024 auf ICT Berufsbildung veröffentlicht.

Virtuelle Geschwindigkeit: Die Fachhochschule Graubünden setzen neue Standards im Skisport mit VR und KI

Die Fachhochschule Graubünden (FHGR) hat in Zusammenarbeit mit Swiss-Ski und anderen Partnerhochschulen die Zukunft des alpinen Skisports grundlegend verändert. Dank Virtual Reality (VR) und Künstlicher Intelligenz (KI) können Athletinnen und Athleten nun Strecken immersiv erleben und die Ideallinie mit nie dagewesener Präzision und Sicherheit einstudieren. Federführend dabei ist Professor Martin Bünner von der FHGR, ein Pionier auf dem Gebiet der Sporttechnologie, der mit seinem Team eine VR-Lösung entwickelt hat, die den Trainingsalltag der Skirennfahrer revolutioniert.

Methode
Bild 1: Methode

Der AI-Racer: Präzise Linienführung durch künstliche Intelligenz

Der Kern der Innovation liegt im „AI-Racer“, einem KI-basierten Simulator, der den Athleten die ideale Fahrlinie berechnet und sie mittels VR in diese Welt eintauchen lässt. Professor Bünner erklärt: «Diese Ideallinie wird durch ein aufwändiges mathematisches Modell berechnet». Dabei wird jede Rennstrecke vermessen und in eine präzise 3D-Karte umgewandelt, die in die virtuelle Realität integriert wird.

Zur Erstellung dieser virtuellen Welt setzt die FHGR modernste Technologien ein: Mit Hilfe von LIDAR-Scans und Drohnenaufnahmen werden die Strecken im Vorfeld vermessen. Diese Daten fließen in ein 3D-Modell ein, das exakt die Gegebenheiten der Strecke, inklusive Bäumen und Felsen, wiedergibt. Dies ist ein wichtiger Aspekt, da viele Athleten natürliche Orientierungspunkte benötigen, um sich auf der Strecke zurechtzufinden.

Visualisierung
Bild 2: Visualisierung der optimalen Fahrlinie und der Umgebung der gemessenen Rennstrecke

Detailgetreu und immersiv: Die Technologie im Einsatz

Die Technologie hinter dem AI-Racer ist beeindruckend. In einem virtuellen Raum setzen die Athleten eine VR-Brille auf und können die Strecke beliebig oft befahren. Die Möglichkeit, jeden Abschnitt der Strecke im eigenen Tempo zu erkunden, verschafft den Athleten einen enormen Vorteil. Passagen können in Zeitlupe durchfahren oder auch beliebig oft wiederholt werden. Dies ist besonders für technische Abschnitte und die anspruchsvolle Linienwahl von großer Bedeutung. Der Simulator erlaubt es zudem, bestimmte Streckenteile zurückzuspulen und schwierige Passagen nochmals zu üben.

Seit 2022 ist die VR-Technologie im Weltcup im Einsatz und hat sich als wertvolle Ergänzung zum Training auf Schnee etabliert. In einem Sport, in dem es oft um Hundertstel geht, bietet der AI-Racer den Athleten eine unschätzbare Möglichkeit, sich auf die wichtigsten Rennsituationen optimal vorzubereiten.

Bild 3: Realitätsnahe Darstellung aus Sicht des Athleten
Bild 3: Realitätsnahe Darstellung aus Sicht des Athleten

Sicherheit und Effizienz durch VR-Training

Ein entscheidender Vorteil des AI-Racers ist die erhöhte Sicherheit. Durch das Training in der VR-Umgebung können die Sportler risikofrei üben. Gerade in einem Sport wie dem Skirennfahren, in dem Verletzungen nicht selten sind, ist dies ein bedeutender Fortschritt. Tatsächlich gibt es in der VR keine physischen Barrieren, und selbst schwierige Manöver können ohne Risiko trainiert werden. Dies hilft den Athleten auch dabei, mentale Blockaden zu überwinden, da sie im virtuellen Raum ohne die sonst übliche Verletzungsangst agieren können. Bünner sagt, dass rund drei Viertel der Fahrenden, die mit dem KI-Simulator gearbeitet haben, auch in Zukunft auf die Hilfe dieser Technologie setzen werden. «Unsere Erfahrungen zeigen, dass die Sportlerinnen und Sportler stark darauf reagieren», so Bünner.

Ein weiterer Vorteil ist die Effizienz: Der Simulator ermöglicht es, Strecken mit minimalem Aufwand beliebig oft zu befahren, was Zeit und Kosten spart. Dies gilt besonders für junge Athleten, die sich auf die Herausforderungen der Weltcupstrecken vorbereiten möchten. Die Technologie ist eine perfekte Ergänzung zu den traditionellen Trainingseinheiten und wird von Swiss-Ski als flexible und kostengünstige Lösung geschätzt.

Wissenschaftliche Präzision: Die Arbeit der FHGR hinter den Kulissen

Die Entwicklung und Feinabstimmung des AI-Racers ist das Ergebnis jahrelanger Forschung. Die 3D-Modelle der Rennstrecken werden durch präzise Vermessungstechniken erstellt, die auf den Grundprinzipien der Physik und Geomatik basieren. Diese Modelle fließen in den Simulator ein und ermöglichen eine realitätsnahe Nachbildung der Strecken. Mithilfe von Berechnungen aus der optimalen Steuerungstheorie wird die ideale Fahrlinie generiert, die den Athleten das effizienteste und schnellste Durchfahren der Strecke ermöglicht.

Neben der FHGR sind auch die Ostschweizer Fachhochschule und die Hochschule für Wirtschaft und Ingenieurwissenschaften des Kantons Waadt beteiligt, wodurch ein Netzwerk aus Experten geschaffen wurde, das die Forschung kontinuierlich vorantreibt und optimiert. Die Schweizer Hochschulen haben sich durch dieses Projekt eine führende Rolle im Bereich der Sporttechnologie erarbeitet und setzen Standards, die weltweit beachtet werden.

Die Zukunft des Skisports – angeführt von der FHGR mittel KI und VR

Die Fachhochschule Graubünden unter der Leitung von Martin Bünner hat es mit dieser Technologie geschafft, die Schweiz in der Entwicklung des modernen Skisports an die Spitze zu bringen. Der AI-Racer ist mehr als nur ein Hilfsmittel: Er ist ein Beispiel für die erfolgreiche Verbindung von Wissenschaft und Praxis im Sport. Die FHGR zeigt, wie innovative Technologien dabei helfen können, Sportler zu unterstützen und gleichzeitig neue Maßstäbe für Präzision und Effizienz zu setzen.

Diese Kombination aus Künstlicher Intelligenz und Virtual Reality ist ein wesentlicher Schritt, der nicht nur den Skisport revolutioniert, sondern auch die Art und Weise, wie zukünftige Athletengenerationen trainieren. Die Schweiz und die FHGR haben hier eine klare Vorreiterrolle übernommen und beweisen, dass technologische Fortschritte und sportliche Leistung sich gegenseitig beflügeln können. Die Zukunft des Skisports sieht vielversprechend aus – und die Fachhochschule Graubünden hat maßgeblich dazu beigetragen, diese Entwicklung möglich zu machen.

 

Die Fachhochschule Graubünden bietet verschiedene IT-Studiengänge an:


Mieux protéger le vote électronique contre la coercition

Auteur: Tanya Petersen
Source: EPFL

Alors que la moitié de la population mondiale s’est rendue aux urnes cette année, des scientifiques de l’EPFL ont développé et testé sur le terrain une nouvelle technologie permettant de lutter contre la coercition et l’achat de votes lors de votations en ligne.

En 2024, des élections nationales ou régionales se sont déroulées dans des pays abritant près de la moitié de la population mondiale. Celles-ci ont eu lieu dans un contexte marqué par des défis géopolitiques de plus en plus complexes et de préoccupations croissantes quant à la liberté, l’équité et la transparence du vote dans de nombreux pays.

À l’échelle mondiale, les bulletins de vote papier marqués et déposés en personne sont de loin la forme de vote la plus courante. Le vote en personne n’est pas parfait, mais c’est la norme actuelle en matière de résistance à la coercition. L’électrice ou l’électeur présente sa pièce d’identité, entre dans un isoloir, marque son bulletin de vote papier et le dépose dans l’urne, tandis que l’ensemble du processus est normalement surveillé par des observatrices et observateurs indépendants.

Le vote électronique à distance est attrayant en raison de sa commodité et de son taux de participation potentiellement accru. La technologie de pointe d’aujourd’hui peut rendre le vote électronique universellement vérifiable – de sorte que n’importe qui, pas seulement les fonctionnaires électoraux et les observatrices et observateurs, peut vérifier que les votes ont été comptabilisés correctement. Cependant, la plupart des systèmes de vote en ligne sont plus exposés que le vote en personne à l’achat de votes et à la coercition, par exemple quand une autre personne assise à côté de l’électrice ou de l’électeur lui dit comment voter.

De faux justificatifs pour un vote électronique plus sûr

Aussi étrange que cela puisse paraître, une stratégie prometteuse pour remédier à cette vulnérabilité à la coercition est la falsification numérique officiellement approuvée. Des systèmes expérimentaux de vote électronique permettent aux électrices et électeurs de créer de faux identifiants de vote qu’ils peuvent donner – ou vendre – à un «intimidateur», qui n’a aucun moyen de détecter s’ils sont valables ou non. Les votes exprimés à l’aide de faux identifiants de vote sont silencieusement ignorés et ne sont pas pris en compte dans l’élection.

Toutefois, des questions importantes subsistent. Les électrices et électeurs ordinaires comprennent-ils la menace de la coercition lorsqu’il s’agit de voter en ligne? Pensent-ils que c’est important? Comprendraient-ils et appliqueraient-ils correctement une technologie d’atténuation utilisant de faux identifiants?

Pour tenter de répondre à ces questions, des chercheuses et chercheurs de la Faculté informatique et communications de l’EPFL ont mené une étude systématique à Boston, aux États-Unis, auprès de 150 participantes et participants qui se sont inscrits et ont voté lors d’une élection simulée. Dans leur article, présenté lors du 45e symposium de l’IEEE sur la sécurité et la confidentialité, les chercheuses et chercheurs décrivent comment 120 des participantes et participants ont été exposés à de faux identifiants tandis que les autres ont formé un groupe témoin.

«Dans notre système, les gens doivent encore créer en personne leurs identifiants de vote légitimes et falsifiés afin d’établir une communication fiable entre l’électrice ou l’électeur et l’autorité de supervision – c’est le point de départ de la confiance», explique le professeur Bryan Ford, responsable du Laboratoire des systèmes décentralisés et distribués (DEDIS). «Mais les électrices et électeurs n’ont besoin de le faire qu’une fois toutes les quelques années, pas à chaque fois qu’il y a une élection», poursuit-il. «Dès que les électrices et électeurs ont créé leurs identifiants, ils peuvent les utiliser sur n’importe quel appareil avec lequel ils veulent voter et ils peuvent voter où ils le souhaitent.»

Technologie cryptographique de pointe

Pour créer leurs identifiants de vote, les participantes et participants ont utilisé TRIP, un système prototype de vote en ligne résistant à la coercition. Développé par Bryan Ford et son équipe, ce système utilise une technologie cryptographique bien établie appelée «preuve à divulgation nulle de connaissance», pour créer un vrai identifiant et un ou plusieurs identifiants falsifiés. Ainsi, l’électrice ou l’électeur sait quel identifiant est réel mais il ne peut le prouver à personne d’autre.

«Grâce au système TRIP, les électrices et électeurs peuvent imprimer à la fois un identifiant réel et un nombre quelconque de faux identifiants qui utilisent des QR codes. Chacun d’entre eux comprend une preuve à divulgation nulle de connaissance, qui est valide dans les identifiants réels et non valide dans les faux. Seul l’électrice ou l’électeur qui a créé ces identifiants est en mesure de reconnaitre la différence en observant l’ordre des étapes d’impression. À la sortie de l’isoloir, les identifiants ne peuvent être distingués les uns des autres», affirme Louis-Henri Merino, assistant-doctorant au DEDIS et principal auteur de l’article de recherche.

Une technologie qui reste à adopter

Sur les 120 participantes et participants à l’étude exposés à de faux identifiants, presque tous ont compris leur utilisation (96 %), tandis qu’un peu plus de la moitié a déclaré qu’ils créeraient de faux identifiants dans un scénario de vote réel, si l’opportunité en était donnée. Cependant, 10 % des participantes et participants ont voté par erreur avec un faux identifiant.

22 % des personnes qui ont participé à l’étude ont déclaré avoir vécu personnellement des incidents de coercition ou d’achat de votes ou avoir été directement au courant de ces incidents. Ces dernières ont estimé que le système résistant à la coercition était globalement aussi fiable que le vote en personne au moyen de bulletins de vote papier marqués à la main.

Dans l’ensemble, sur les 150 participantes et participants qui ont utilisé le système, 87 % ont réussi à créer leurs identifiants sans aide et 83 % ont réussi à les créer et à les utiliser correctement. Les participantes et participants donnent un score de 70,4 sur l’échelle de convivialité du système, ce qui est légèrement supérieur au score moyen de 68 de l’industrie.

Renforcer la démocratie

«Je m’intéresse au vote électronique car la démocratie est une préoccupation de longue date pour moi. Elle doit garantir une participation plus régulière tout en assurant la confiance et la confidentialité. Pour améliorer le fonctionnement de la démocratie, nous ne pouvons pas vraiment tirer parti des technologies actuelles si nous ne résolvons pas les problèmes de transparence et de coercition», déclare Bryan Ford. «Nos résultats semblent confirmer l’importance du problème de la coercition en général et confirment que de faux identifiants pourraient être un moyen d’atténuation possible. Néanmoins, les taux d’erreur des utilisatrices et utilisateurs restent un défi important en termes de convivialité pour les travaux futurs.»

Bien que l’étude ait été menée aux États-Unis, les chercheuses et chercheurs de l’EPFL estiment que cette technologie pourrait être utilisée en Suisse. Selon eux, le système de vote par correspondance helvétique, tout comme les systèmes de vote électronique, ne satisfait pas à l’exigence d’absence de coercition à l’égard des électrices et électeurs, puisqu’ils votent également dans un environnement non contrôlé.

«L’attitude de la Suisse consiste essentiellement à dire que la coercition est illégale et que les Suisses respectent la loi, donc que cela ne se produit pas. J’aimerais bien voir une étude sur ce que les Suisses pensent de la coercition et sur leur perception des solutions potentielles. Enfin, j’aimerais vraiment que des approches plus participatives de la démocratie soient développées en plus de ce genre de plateforme. Pouvons-nous fondamentalement renforcer la démocratie avec un système vraiment sûr à utiliser?», conclut Bryan Ford.

 

Comment TRIP fonctionnerait-il en pratique ?

Andrea (nom fictif), qui vient d'avoir 18 ans, vote pour la première fois. Son pays organise un vote en ligne : la première étape pour Andrea est de se rendre en personne dans un espacedédié, équipé de cabines de confidentialité et du système TRIP, pour créer ses identifiants de vote.

Andrea choisit de créer deux fauxidentifiants en plus de son vrai identifiant de vote. Pour créer chacun de ceux-ci, Andrea utilise un kiosque dans la cabine de confidentialité pour imprimer un reçu papier et l'insérer dans une enveloppe spéciale, qu'elle obtient également dans la cabine. Alors qu'elle se trouve encore dans la cabine, Andrea utilise un stylo pour marquer l'enveloppe contenant son véritable justificatif, d'une manière qu'elle seule connaît et dont elle se souviendra plus tard. Lorsqu'elle quitte l'isoloir, elle a trois enveloppes, chacune contenant l'un de ses identifiants - mais seule Andrea sait quelle enveloppe contient le vrai identifiant, qui lui permettra de voter lors de l'élection. Ses deux fauxidentifiants permettront de voter, mais ces votes ne compteront pas.

Andrea vit avec ses parents, qui l'ont poussée à voter pour le parti politique qu'ils soutiennent. Le jour des élections, Andrea doit voter en ligne aux côtés de ses parents, comme le veut la tradition familiale. Pour ce vote, elle utilise toutefois l'un de ses faux identifiants. Le vote qu'elle a émis sous la supervision de ses parents sera plus tard supprimé lors du décompte des voix parce qu'il a été émis avec un faux identifiant, sans qu'il soit possible de remonter jusqu'à elle. Afin de voter librement pour le parti politique de son choix, à l'insu de ses parents, Andrea utilise son vrai identifiantpour voter en ligne à un autre moment, lorsqu'elle rend visite à un ami proche en qui elle a confiance. Seul ce vote réel est pris en compte lors de l'élection.

Entwicklung an Schweizer Universitäten

Spannende Entwicklung in der Hochschulwelt

Die aktuellen Zahlen auf dem IngCH-Dashboard zeigen: MINT-Studiengänge an Schweizer Universitäten sind auf Wachstumskurs. Seit 2017 ist sowohl die Zahl der Eintritte als auch der Abschlüsse in naturwissenschaftlichen, medizinischen und technischen Fachbereichen gestiegen.

Entdecken Sie die aktuellen Zahlen in unseren Dashboard.

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Meitli-Technik-Tage im Frühling 2025

Meitli-Technik-Tage im Frühling 2025

Diesen Frühling finden wieder mehrere Meitli-Technik-Tage bei unterschiedlichen Firmen statt:

  • MAN Meitli-Technik-Tage in Zürich (7. und 8. Schuljahr): Dienstag, 13. Mai und Mittwoch, 14. Mai 2025 (zwei eintägige Programm)
  • Feller AG by Schneider Electric Meitli-Technik-Tag in Horgen (7. und 8. Schuljahr), Donnerstag, 22. Mai 2025 (eintägiges Programm)
  • IBM Meitli-Technik-Tag in Zürich (7. und 8. Schuljahr), Mittwoch, 11. Juni 2025 (eintägiges Programm)
  • Login Journée technique des filles à Yverdon, date en Mai 2025 à confirmer

Die Informationen und Anmeldemöglichkeiten der Tage werden jeweils zwei bis drei Monate auf der Projektwebseite publiziert.

Meitli-Technik-Tag


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