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Abstracts

En route vers les planètes

Abegg Gabriel

L’objectif de ce travail était de créer un ensemble de programmes Python permettant de planifier des missions interplanétaires. Parmi ces programmes, on trouve deux simulations : la première permet de trouver des orbites planétaires, et la seconde permet de calculer une trajectoire de fusée balistique à partir de conditions initiales (position, vitesse et temps de départ). Pour ces simulations, les méthodes d’intégration numérique d’Euler, de Runge-Kutta et de Gauss-Jackson ont été testées. J’ai opté pour la dernière. Pour trouver les conditions initiales, j’ai écrit un second programme qui utilise les données planétaires pour réaliser ce qu’on appelle « une approximation par tronçons de coniques ». Même si l’idée de cette méthode est souvent présente dans la littérature, sa mise en œuvre dépend du problème à résoudre et des contraintes de la mission. C’est pourquoi elles ne sont pas entièrement décrites dans les livres consultés. Par conséquent, j’ai complété ces descriptions avec mes propres idées. Pour économiser de l’énergie, un autre programme planifie des trajectoires avec une manœuvre d’assistance gravitationnelle au niveau de Jupiter, si l’on souhaite atteindre des planètes plus lointaines telles que Saturne, Uranus et Neptune. Contrairement au programme sans assistance gravitationnelle, le résultat de ce programme n’est pas assez précis pour une utilisation pratique.

KZU 2.0 – Massgeschneiderte Architektur als Bindeglied zum neuen Rahmenlehrplan für Maturitätsschulen

Haderer Elin und Kluser Anina

Unsere Arbeit beschäftigt sich mit der architektonischen Neugestaltung der Kantonsschule Zürcher Unterland (KZU). Ausgangspunkt war die Reform des Rahmenlehrplans für Maturitätsschulen, die neue pädagogische Ansätze fordert, dazu passende Raumkonzepte jedoch nicht erwähnt. Unser Ziel war es, diese Lücke zu schliessen und eine zukunftsweisende Architektur zu entwerfen, die moderne Lehr- und Lernformen unterstützt. Architekten aus Zürich und Kopenhagen haben unsere Ideen inspiriert. Zudem half uns die Methode Lego® Serious Play®, Bedürfnisse von Lernenden und Lehrpersonen zu analysieren und in den Entwurf einfliessen zu lassen. Unser Modell der KZU ist für 1500 Lernende konzipiert und besteht aus mehreren Gebäuden, die durch Passerellen miteinander verbunden sind und gemeinsam ein flexibles, vernetztes Schulareal bilden. Sie sind gekennzeichnet durch kurze Wege und durchdachte, vielerorts offene Raumkonzepte, die interdisziplinäres Lehren und Lernen ermöglichen. Für die Visualisierung haben wir die CAD-Software SketchUp verwendet, sowie die PlugIns V-Ray für fotorealistische 3D-Renderings und Enscape, um verschiedene «walk-throughs» zu ermöglichen. Unsere Arbeit zeigt, dass Architektur nicht nur Lernprozesse beeinflusst, sondern auch Motivation und Zusammenarbeit fördert. Wir möchten mit diesem Konzept einen Denkanstoss für künftige Schulbauten geben – denn Räume prägen Bildung!

Konkurrenz zwischen Honig- und Wildbienen

Bachmann Seline

Diese Arbeit untersucht die Konkurrenzsituation zwischen Honigbienen und Wildbienen. Zunächst wurden Unterscheidungsmerkmale der Honigbiene im Vergleich zu den heimischen Wildbienenarten bezüglich Anatomie, Nahrungsbedarf und Nahrungsquellen ausgearbeitet. Wichtige Erkenntnisse sind, dass die Wildbienen einen Sporn an den Hinterbeinen haben, oft spezialisiert sind auf wenige Pflanzenarten und somit durch die generalistische Honigbiene unter Druck geraten. Daraus ergaben sich zwei Fragestellungen:

1. Kommen in Gebieten mit hoher Dichte an Honigbienenvölkern weniger Wildbienen vor?

2. Gibt es eine Korrelation zwischen der Blütenanzahl und dem Vorkommen von Wildbienen?

Zur Beantwortung wurden drei vergleichbare Standorte auf extensiven Wiesen ausgewählt, die sich einzig in der Dichte der Honigbienen unterscheiden. An jedem Standort wurden dreimal während dem Frühling und Sommer die Wild- und Honigbienen fotografiert und gezählt sowie das Blütenangebot gemessen. Die Ergebnisse ergaben, dass während den ersten beiden Begehungen der erwartete Zusammenhang von hoher Honigbienendichte mit niedrigem Wildbienenvorkommen auftrat. Eine Korrelation zwischen Blütenzahl und Vorkommen von Wildbienen konnte nicht nachgewiesen werden. Da einige Einflussfaktoren mit dem Experimentdesign nicht ausgeschlossen werden konnten, müssten weitere Daten erhoben werden. Unabhängig davon profitieren alle Bienen, wenn wir ihren Lebensraum und ihre Nahrungsgrundlage durch ein vielfältiges und ganzjähriges Blütenangebot verbessern – so können wir uns langfristig an diesen schönen Bestäubern erfreuen.

Die Zukunft der Stadt Zürich

Berger Eric

Mit einer Leerwohnungsziffer von 0.07 Prozent herrscht in der Stadt Zürich eine akute Wohnungsnot. Immer wieder liest man in den Zeitungen von komplett überlasteten Wohnungsbesichtigungen. Der Fall ist klar: Zürich braucht mehr Wohnungen. Die Raumplanung fordert eine Siedlungsentwicklung nach innen. Es soll neuer Wohnraum entstehen, ohne dass neues Land verbaut wird. Wie geht das? Und wie wird Zürich in Zukunft aussehen? Mit diesen Fragen habe ich mich in meiner Maturitätsarbeit befasst.

Mein Ziel war es, Lösungen zu finden, die genügend neuen Wohnraum entstehen lassen und gleichzeitig mit dem Charakter Zürichs vereinbar sind. Jede Stadt hat ihren eigenen Charakter. Dieser darf nicht verloren gehen, denn er ist das, was ihre Eigenheit ausmacht.  Mit diesen Gedanken kam ich auf meine Fragestellung: «Wie kann neuer Wohnraum entstehen und gleichzeitig der Charakter der Stadt Zürich erhalten bleiben?»

Ich musste dieses komplexe Problem abstrahieren und eine möglichst kleine untersuchbare Einheit finden. Dazu wählte ich für die verschiedenen Stadteile repräsentative Gebäude aus. Diese untersuchte ich zusammen mit qualifizierten Architekten auf ihre mögliche Verdichtung.

Aus meinen Untersuchungen leitete ich das Verdichtungspotenzial der Stadt Zürich ab. Nach meinen Berechnungen besteht ein Potenzial von 20’000-30’000 Vierzimmer-wohnungen. In einer Bevölkerungsprognose der Stadt Zürich wird von 80’000 Zuzüger*innen bis 2040 ausgegangen. Dieser Wohnbedarf könnte mit dem von mir berechneten Potenzial abgedeckt werden. Dafür ist eine schrittweise Anpassung der Bau- und Zonenordnung notwendig.

«Merry-Go-Round of Life» für zwei Klaviere

Bergmann Jannik

Welche Arrangiermöglichkeiten eignen sich für die Übertragung eines orchestralen Filmmusik-Stücks auf zwei Klaviere? Inwiefern lassen sich eigene Kompositionen anhand einer Filminterpretation mit musikalischen Parametern fertigen? Auf Basis dieser Leitfragen sind zwei Produkte hervorgegangen: ein Arrangement des Stücks Merry-Go-Round of Life aus dem Film Das Wandelnde Schloss und drei Variationen zum Hauptthema des Stücks; beide für zwei Klaviere.

Für das Arrangement wurde die Orchesterpartitur von Merry-Go-Round of Life in formale Abschnitte gegliedert und der Referenz-Aufnahme, dem Original, angeglichen. Während des Prozesses wurde klar, dass neben klavierspezifischen Anpassungen wie z.B. Akkordbrechungen auch die Sinnhaftigkeit, Einheit und bewusste Funktionenzuteilung der einzelnen Stimmen beachtet werden musste. Festzuhalten war deshalb, dass Arrangieren als eine Übersetzung von einer Sprache in eine andere zu verstehen ist.

Für die Komposition des Variationenwerks wurden nach erfolgter Filminterpretation Klangbilder definiert, die anschliessend in drei Variationen vertont wurden. Dafür mussten einerseits die Kompositionsweisen der Gattung Variation studiert und andererseits die zu variierenden Parameter ausgemacht werden. Die Variationen verarbeiten, entwickeln bzw. dekonstruieren das Thema und bilden klangästhetisch ein breites Spektrum ab – von durmolltonal bis atonal.

Diese beiden Werke mit unterschiedlichem Schwerpunkt sind das Ergebnis einer Maturitätsarbeit, die das Schaffen von Musik als Balanceakt zwischen kognitiver Planung und impulsgeleiteter Improvisation erfahrbar gemacht hat.

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Hydrologisches Modell für das Einzugsgebiet der Simme

Braun Aline

In dieser Arbeit ging es darum, für das Einzugsgebiet eines Flusses aus Niederschlagsdaten Abfluss zu berechnen. Dafür wurde ein hydrologisches Modell verwendet und auf das Gebiet der Simme, eines Flusses im Berner Oberland, angepasst. Hydrologische Modelle werden eingesetzt, um Hochwasserprognosen zu erstellen oder um die Auswirkungen des Klimawandels auf ein Gewässer abzuschätzen.

Im verwendeten Modell fehlte die Schneeroutine, also der Teil, der alles berechnet, was mit Schnee zu tun hat. Den Code habe ich unter Zuhilfenahme von Formeln und aufgrund einer bestehenden Struktur in der Programmiersprache R selbst geschrieben. Dann ging es darum, das Modell auf das Einzugsgebiet der Simme anzuwenden und an die örtlichen Bedingungen anzupassen. Ich habe untersucht, welche Faktoren wichtig sind, damit das hydrologische Modell ein möglichst gutes Abbild der Natur wird. Vor allem interessierte es mich, wie Hochwasser (Spitzenabflüsse) möglichst gut berechnet werden können. Bei den Schneefall-Niederschlagsdaten stellte ich fest, dass diese wegen Ablenkung durch Wind teilweise Messfehler enthielten. Mit einem Korrekturfaktor gelang es, diese Ungenauigkeiten zu reduzieren. Wichtig war auch die Kalibrierung. Darunter versteht man die Anpassung der Parameter des Modells an das konkrete Einzugsgebiet. In der Arbeit wurden drei Parameter herausgearbeitet, welche sich als besonders wichtig für die Spitzenabflussmodellierung erwiesen. 

Analoge Fotografie – Portraits über Träume

Dennler Tamara

Im Mittelpunkt meiner Arbeit stehen lebenserfahrene Menschen, die ich mit einer analogen Mittelformat-Kamera porträtiert habe. Ihre Gesichter erzählen Geschichten – geprägt von Erinnerungen, Hoffnungen und gelebtem Leben. Mich fasziniert, wie sich ihre Erfahrungen in Ausdruck und Gestik widerspiegeln. Um diesen Momenten noch näher zu kommen, habe ich sie nach ihren Träumen und Wünschen gefragt und versucht, die dabei entstehenden Emotionen im Bild festzuhalten. 

Mein Ausgangspunkt war die Frage, wie sich Lebenserfahrungen in Portraits festhalten lassen und welchen Einfluss der analoge Prozess auf die Bildwirkung hat. Durch die entschleunigte Arbeitsweise der analogen Fotografie wollte ich einen bewussteren Umgang und eine tiefere Verbindung zur Fotografie schaffen. Dafür habe ich mit einer Mittelformat-Kamera gearbeitet, verschiedene Lichtsetzungen ausprobiert und die Bilder in der Dunkelkammer selbst vergrößert. Der bewusste Umgang mit Film, Chemikalien und Belichtungszeiten hat mich nicht nur viel gelehrt, sondern auch die emotionale Wirkung der Aufnahmen verstärkt. Das Ergebnis ist eine Ausstellung und ein Buch, in dem die Portraits zusammen mit einem handgeschriebenen Zitat der jeweiligen Person präsentiert werden. 

Die analoge Fotografie ist für mich mehr als nur eine Technik – sie ist ein bewusster, langsamer Prozess, der den Moment in seiner ganzen Tiefe einfängt. Ohne sofortige Kontrolle über das Resultat wird jedes Bild einzigartig und unwiederbringlich. Die handwerkliche Arbeit mit Film und Dunkelkammer vertieft meine Verbindung zu den Portraitierten und zum Medium selbst.

Zwischen Konsens und Zerwürfnis

Domenig Kimiya

Diese Arbeit ist zum Schutz der interviewten Personen nicht online verfügbar

Im Herbst 2022 wurde die 22-jährige kurdische Iranerin Jina Mahsa Amini aufgrund ihres angeblich nicht korrekt getragenen Kopftuches von der iranischen Sittenpolizei gewaltsam aufgegriffen und erlag kurze Zeit später ihren Verletzungen. Ihr Tod löste eine landesweite Protestbewegung aus, die unter dem Slogan „Frau, Leben, Freiheit“ einen Regimewechsel forderte. Exiliraner:innen weltweit, auch in der Schweiz, schlossen sich der Bewegung an, um die Stimme der iranischen Bevölkerung international zu vertreten. Trotz des gemeinsamen Ziels kam es jedoch schon bald zu Konflikten. In meiner Arbeit analysiere ich die Ursachen für diese Spannungen anhand von neun qualitativen Leitfadeninterviews mit Exiliraner:innen in der Schweiz, die in oppositionellen Gruppierungen aktiv sind. Viele der Konflikte wurzeln in der Islamischen Revolution von 1979, als die Schah-Monarchie gestürzt wurde. Bis heute bereuen viele innerhalb der Exilopposition, damals die Revolution unterstützt zu haben, und sehen in einer konstitutionellen Monarchie das beste Modell für die Zukunft. Andere halten hingegen daran fest, dass der Sturz der Monarchie notwendig gewesen sei. Diese unterschiedlichen Sichtweisen auf die Revolution und die Zukunft Irans sowie tiefes Misstrauen, das durch die gezielte Einflussnahme des iranischen Geheimdienstes weiter geschürt wird, erschweren ein geeintes Vorgehen.

Gospelmusik im 21. Jahrhundert

Erné Leandro

In meiner Maturitätsarbeit habe ich mich mit der faszinierenden Verbindung von Gospel- und Jazzmusik beschäftigt. Im Zentrum steht meine eigene Komposition eines Jazz-Gospel-Stücks für Klavier, in der ich sowohl die historischen Wurzeln als auch moderne Entwicklungen der Gospelmusik widerspiegeln wollte. Ergänzend dazu habe ich einen kurzen historischen Überblick erarbeitet und zwei bekannte Gospellieder – jeweils in einer älteren und einer modernen Version – harmonisch analysiert. So konnte ich die stilistische Entwicklung der Gospelmusik und insbesondere den Einfluss des Jazz nachvollziehen. Die gewonnenen Erkenntnisse liess ich direkt in meine Eigenkomposition Take This Weight off My Shoulders einfliessen. Ich begann mit einem einfachen Leadsheet und entwickelte daraus Schritt für Schritt ein arrangiertes, annotiertes und analysiertes Stück. Dabei setzte ich gezielt jazztypische Reharmonisationen, improvisatorische Elemente und stilistische Mittel ein. Besonders viel habe ich im Umgang mit Notationssoftware, in der detaillierten Analysearbeit und beim strukturellen Aufbau eines vollständigen Werks gelernt. Meine zentrale Frage – wie man eine Jazz-Gospel-Komposition schreibt, die sowohl harmonische Komplexität als auch das typische Gospel-Feeling enthält – konnte ich erfolgreich beantworten. Theorie, Analyse und Kreativität sind dabei zu einem persönlichen musikalischen Werk verschmolzen.

Gerne lade ich Sie dazu ein, sich mein Stück anzuhören.

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بلادي, Meine Heimat

Fardjaoui Noura

Die Maturaarbeit untersucht die Lebensrealität algerischer Jugendlicher anhand eines Dokumentarfilms. Die zentrale Fragestellung lautet: Welche historischen Ereignisse, gesellschaftlichen Spannungen und Herausforderungen prägen das Leben junger Algerier*innen? Ziel war es, ihre Identität, ihre Beziehung zu Tradition und Moderne sowie ihre Zukunftsperspektiven zu erfassen. Dafür wurden qualitative Interviews mit Jugendlichen mit unterschiedlichen Hintergründen geführt. Ergänzt wurden diese durch Experteneinschätzungen und historischen Analysen.

Dabei wurde deutlich, dass die algerische Jugend von gegensätzlichen Haltungen geprägt ist: Einerseits besteht ein starker Nationalstolz, der aus dem Erbe des Unabhängigkeitskriegs resultiert, andererseits eine spürbare Unzufriedenheit mit der aktuellen Lebenssituation. Zwischen dem Wunsch auszuwandern und der Hoffnung auf Veränderung im eigenen Land zeigen sich unterschiedliche Wege im Umgang mit Zukunftsperspektiven. Die Jugend stellt somit keine homogene Gruppe dar, sondern vereint vielfältige, teils widersprüchliche Lebensrealitäten.

Der Dokumentarfilm «بلادي, Meine Heimat» ist eine Erkundung von Erinnerung, Identität und Wünschen dieser Generation. Er setzt sich aus persönlichen Erzählungen, geschichtlichen Erläuterungen und Einblicken in das alltägliche Leben zusammen und bietet so einen vielschichtigen Blick auf die Hoffnungen und Herausforderungen junger Algerierinnen, die zwischen Vergangenheit und Zukunft navigieren.

1944: Die Tragödie von Escholzmatt - Eine musikalische Erzählung

Fischer Masha

Mich fasziniert die Art und Weise, wie Musik Stimmungen transportieren und Geschichten ohne Worte erzählen kann. In meiner Arbeit wollte ich genau dies selbst umsetzen und komponierte ein Stück der Programmmusik. Da ich sehr musikbegeistert bin und verschiedene Instrumente spiele, setzte ich mir auch das Ziel, alle Stimmen selbst einzuspielen und das ganze Stück eigenständig zu produzieren. Meine Komposition erzählt eine Tragödie, die sich 1944 in der Innerschweiz ereignete: Anlässlich der Hochzeit von Pia Portmann und Gottfried Studer aus Escholzmatt fährt man mit einem Motorboot über den Vierwaldstättersee. Nach einem Zusammenstoss sinkt das Boot innert kürzester Zeit – 20 Menschen, darunter auch die Braut, verlieren ihr Leben. Die emotionale Tiefe dieses Ereignisses musikalisch einzufangen, war eine grosse Herausforderung. Dabei setzte ich mich mit vielen musikalischen Stilmittel auseinander und arbeitete mit verschiedenen Tonarten und Taktarten, dynamischen Kontrasten und Leitmotiven, um die unterschiedlichen Stimmungen zu gestalten. Mein Arbeitsprozess umfasst die historische Recherche, das Komponieren des Stücks, das Einspielen verschiedenster Instrumente sowie Aspekte des Producing wie den Mix und die Nachbearbeitung. Als Endresultat entstand eine 22-minütige Komposition, die sich durch verschiedene Stile bewegt und in sieben Sätzen die Tragödie von Escholzmatt erzählt.

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Das Gilgamesch-Epos

Fuhrer Tim

Die Arbeit hatte zwei Ziele: Die Übersetzung der ersten und elften Tafel des Gilgamesch-Epos einerseits und andererseits eine präzise Darlegung des historischen Hintergrunds und einer umfassenden Inhaltsangabe. Ich begann mit der Übersetzung, noch bevor ich ausgiebige Recherchen zum Epos selbst und dem Gebiet Mesopotamien angestellt hatte. Ich verwendete verschiedene Wörterbücher, lehnte jedoch jegliche Übersetzungsprogramme oder KI-Systeme vehement ab. Schwierige Passagen übersetzte ich und präsentierte sie dann meiner Betreuungslehrerin, um die Formulierungen zu verfeinern. Nachdem die Übersetzungsarbeit vollbracht war, setzte ich mich an die Recherchen zum alten Mesopotamien. Dazu verwendete ich Bücher von professionellen Altorientalistinnen, Assyriologen und anderen Spezialisten, was mir mehrheitlich die Unannehmlichkeiten, die mit Internetquellen einhergehen, ersparte. Als ich sowohl mit der Inhaltsangabe, in die ich all mein Schreibtalent gesteckt hatte, als auch mit der Erläuterung der Historie fertig war, die ich angesichts der schieren Informationsmenge noch weiter eingeteilt hatte, machte ich mich an ein zusätzliches Projekt. Ich schrieb einer bekannten Altorientalistin und bat um Auskünfte über mesopotamische Kleidung. Sie leitete mich weiter an eine Assyriologin, die auf antike Gegenstände spezialisiert ist, welche mir drei Papers mit einer Gesamtlänge von etwa 1500 Seiten schickte. Diese las ich (teilweise zugunsten der Effizienz auch nur partiell), erstellte ein Schnittmuster und stellte für den Vortrag zu meiner Arbeit ein rekonstruiertes Wickelgewand samt Sandalen her.

Und hätte mein Vater getanzt, so gäbe es mich nicht …

Gerber Anouk

Was würde es für mich bedeuten, wenn mein Vater Träger der Huntington-Krankheit wäre? Diese Frage und die damit verbundene Verantwortung motivierten mich, eine Reportage zu schreiben, die ich anschliessend in Buchform drucken liess. 

Die Reportage folgt einer doppelten Suche: Der Suche meines adoptierten Vaters nach seiner Ursprungsfamilie und meiner eigenen, zwanzig Jahre später, nach derselben Familie, in der die Erbkrankheit Chorea Huntington zunehmend auftritt.

Der erste Teil meiner Reportage basiert auf einem Gespräch mit meinem Vater. Seine Erzählungen helfen, verschiedene Aspekte seines Lebens im Zusammenhang mit seiner Herkunft und der Krankheit seiner Familie zu beleuchten. Im zweiten Teil mache ich mich daran, diese Familie kennenzulernen. Die Erzählungen meiner Tante und Cousine ergänzen das Bild und vertiefen die Familiengeschichte, stets mit dem Fokus auf Chorea Huntington.

Die Auswirkungen dieser Krankheit auf eine Familie sind für Aussenstehende kaum vorstellbar. Sie sind geprägt von Unsicherheit, Verlust und Trauer.

Noch tragischer ist, dass trotz intensiver Forschung der Ausbruch und das Fortschreiten der Huntington-Krankheit weder gestoppt noch geheilt werden können. Eine Tatsache, die betroffene Familien in ihrer Verzweiflung allein lässt. Daher ist es umso wichtiger, die Gesellschaft über solche Erbkrankheiten aufzuklären. Mit meiner Reportage möchte ich einen wichtigen Beitrag dazu leisten.

Irritation

Kehl Julie

Was ist Irritation? Wie entsteht sie, was löst sie aus – und wie kann man sie bewusst in der Kunst einsetzen? Diese Fragen stehen im Zentrum meiner Maturitätsarbeit. Durch umfassende und vielfältige Recherche untersuchte ich Irritation als Empfindung, pädagogisches Werkzeug und künstlerisches Stilmittel. Ziel war es, die Vielschichtigkeit dieses oft negativ konnotierten Begriffs zu beleuchten und sein kreatives Potenzial sichtbar zu machen. Methodisch habe ich mich mit Literatur, wissenschaftlichen Texten, Kunst- und Tanzperformances, Interviews und eigenen Beobachtungen auseinandergesetzt. Im theoretischen Teil analysiere ich verschiedene Erscheinungsformen von Irritation – von ihrer Bedeutung in Sprache und Medizin bis hin zur bewussten Anwendung in der bildenden Kunst, Musik und im Tanz. Ich zeige anhand von Künstlerinnen wie Pipilotti Rist, Ebecho Muslimova, Pina Bausch und Anna Halprin sowie Tanzformen wie Butoh oder Gaga, wie Irritation als Ausdrucksform dient, um Tabus zu brechen und gesellschaftliche Konventionen zu hinterfragen. Im praktischen Teil habe ich eine eigene Choreografie entwickelt, inspiriert durch diese Recherchen. Durch die intensive Auseinandersetzung mit dem Phänomen Irritation habe ich gelernt, wie wertvoll es ist, Unbehagen auszuhalten – denn darin liegt das grösste Potenzial für persönliches und gesellschaftliches Wachstum. Die Arbeit zeigt: Irritation ist nicht nur Störung, sondern auch Einladung – zur Reflexion, zur Veränderung und zur Kunst.

Können Computer CAPTCHAs lösen?

Kümmerle Jan

Die Fortschritte der künstlichen Intelligenz (KI) waren in den letzten Jahren so gross, dass Schlagzeilen wie „Experten bewerten die Gefahren durch KI ähnlich hoch wie bei Pandemien oder einem Atomkrieg“ (Deutschlandfunk, 2023), keine Seltenheit mehr sind. Gerade aufgrund der Fortschritte mächtiger KI-Tools stellte ich mir die Frage, ob Computer CAPTCHAs lösen können, die speziell dazu konzipiert sind, nur von Menschen gelöst werden zu können. Um diese Frage zu beantworten, beschäftigte ich mich zunächst mit dem Aufbau verschiedener Objekterkennungsmethoden, um sie dann praktisch an CAPTCHA Bildern zu testen. Ich be schränkte mich dabei auf die Lösung von CAPTCHAs, welche Fussgängerstreifen enthalten, da es mir v.a. um das Konzept ging. Das beste Computermodell konnte schliesslich jedes zweite CAPTCHA richtig lösen. Da auch Menschen CAPTCHAs nicht fehlerfrei lösen können, untersuchte ich auch, wie gut Menschen CAPTCHAs lösen. Überraschenderweise wurden von den Menschen im Durchschnitt nur 51.88% der CAPTCHAs identisch gelöst, was das Resultat des Computermodells noch eindrücklicher macht. Dieses Resultat zeigt zwar einerseits, dass mit Computern sehr viel möglich ist, was vor kurzem noch für unmöglich gehalten wurde, es stellt aber auch eine massive Gefahr dar. Webseiten verlassen sich auf CAPTCHAs, um sich vor Angriffen von Bots zu schützen. In der Zukunft werden also neue Sicherheitsmassnahmen erfunden und getroffen werden müssen, um das Internet frei von Bots zu halten.

Die optimale Ernährung bei einer Typ-2-Diabetes-Erkrankung

Kunz Vivien

Typ-2-Diabetes ist eine weit verbreitete Stoffwechselkrankheit, welche durch eine gestörte Insulinwirkung gekennzeichnet ist und oft mit Insulinspritzen in Verbindung gebracht wird. Doch könnte eine gezielte Ernährung die Insulinwirkung verbessern? Diese Fragestellung begleitete mich durch meine gesamte Maturitätsarbeit - von der Entstehung der Krankheit über Risikofaktoren und Behandlungsmethoden bis hin zur molekularen Erklärung des Insulinsignalwegs. Schliesslich konnte ich die Brücke zwischen Theorie und Praxis schlagen. Im Hinblick auf den Ernährungsaspekt durfte ich mit Alexandra Kellenberger ein Experiment an der ETH Zürich durchführen. Wir untersuchten, ob die verschiedenen Nahrungsbestandteile Epigallocatechingallat (Grünteeextrakt), Docosahexaensäure (Omega-3-Fettsäure) und Resveratrol (Polyphenol) die Insulinsensitivität in Fett- und Muskelzellen verbessern und somit für eine mögliche Diabetes-Therapie eingesetzt werden könnten. Hierzu wurden Zellkulturen mit den entsprechenden Substanzen behandelt und mittels Western Blot und qPCR auf die Expression der Schlüsselproteine und -gene AKT, GLUT4, PPAR-γ und PGC-1α im Insulinsignalweg analysiert. EGCG führte zu einer signifikant erhöhten Expression von AKT und GLUT4 in den Muskelzellen. Somit könnte es die Insulinsensitivität verbessern und als potenzieller Wirkstoff in Frage kommen. EGCG stellt also nicht nur eine mögliche gesunde Alternative für einen besseren Lebensstil dar, sondern bietet auch wertvolle Ansatzpunkte für weitere Forschungen.

Kognitive Veränderungen in den Wechseljahren - Der Einfluss der Sexualhormone auf das kurzfristige Erinnerungsvermögen

Mona Shakina

Das Ziel dieser Maturaarbeit war es, die Leistungsfähigkeit des kurzfristigen Lernens und Erinnerns bei menopausalen Frauen im Vergleich zu noch fruchtbaren Frauen zu untersuchen. In diesem Zusammenhang sollte ein Verständnis über den Einfluss der Sexualhormone auf die relevanten Hirnareale, vor allem den Hippocampus, erlangt werden. 

Dazu wurde ein Fragebogen entworfen, der sich bezüglich der Aufgabestellungen am Numerus Clausus für Medizin orientiert. Dieser Fragebogen wurde jeweils sowohl von Frauen als auch Männern in den Altersklassen 20 bis 30 und 45 bis 55 Jahre ausgefüllt. 

Es liess sich kein signifikanter Unterschied zwischen den beiden Frauen-Gruppen feststellen. Eine Begründung hierfür könnten mehrere Störfaktoren wie die Frauen mit Hormonersatztherapie sein. Eine weitere Möglichkeit ist, dass der Einfluss der Sexualhormone sich nicht so stark auf die Neuroprotektion ausgewirkt hat, wie es zuvor angenommen wurde. Es ist aufgefallen, dass die Erinnerungen von textvermittelten Informationen am stärksten unter dem Einfluss der Sexualhormone zu sein schienen. Für die ähnlichen Resultate zwischen den Geschlechtern wurde die Wirkung von Testosteron auf das Gehirn als Erklärung angenommen. Testosteron scheint zudem die Entscheidungsfähigkeit positiv zu beeinflussen. Die Unterschiede zwischen den Altersgruppen könnten eine Folge von neuronaler Degeneration sein.

Fluiddynamik und Impulserhaltung am Beispiel einer Waserrakete

Pfaffinger Jonas

Zielsetzung dieser Maturarbeit an der Kantonsschule Limmattal war es, eine zuverlässige und sichere Wasserrakete zu konstruieren und zu bauen, mit der die Berechnungen zum Flugverhalten verifiziert werden können. 

Eine Wasserrakete funktioniert so, dass ein Druckbehälter teilweise mit Wasser gefüllt und anschliessend die Luft im Tank unter Druck gesetzt wird. Wird dann der Verschluss geöffnet, so wird das Wasser aus dem Drucktank gepresst. Es entsteht ein Rückstoss, der die Rakete nach oben beschleunigt. 

Um das Ziel dieser Arbeit zu erreichen, wurden zunächst Berechnungen zur Stabilität des Drucktanks durchgeführt. Auf der Basis dieser Berechnungen wurde dann der Drucktank aus Kohlefasern hergestellt. Die restlichen Komponenten der Rakete wurden zunächst einzeln konstruiert und getestet, um allfällige Probleme bereits in der Entwicklungsphase zu erkennen und zu eliminieren. Viele dieser Komponenten wurden mit 3D-Druck produziert. Mit einer Excel-Simulation wurde die theoretische Flughöhe mittels der Daten der Rakete ermittelt. Schliesslich wurde in einem Flug mit diesen exakten Parametern die effektive Höhe gemessen. Diese war leicht tiefer, als dies die Simulation vorausgesagt hatte. Da die Simulation allerdings von idealen Strömungen ausgeht, wird die Übereinstimmung als gut eingeschätzt. Anhand dieser Messdaten werden mögliche Fehlerquellen diskutiert, die zu den Abweichungen beigetragen haben. Am Ende der Arbeit werden verschiedene Vorschläge für weitergehende Untersuchungen gemacht.

Verborgene Zyklen und der Einfluss der NAO in Klimadaten: Eine Fourier-Analyse

Saravanaperumal Aarvalan

Diese Maturitätsarbeit untersucht verborgene Zyklen in Klimadaten und den Einfluss der Nordatlantischen Oszillation (NAO) mithilfe der Fourier-Analyse. Die Leitfragen befassen sich mit der Identifikation von Zyklen in Temperatur- und Niederschlagsdaten sowie dem NAO-Index, der Korrelation ihrer Frequenzspektren und der Interpretation möglicher Zusammenhänge. Ziel ist es, den komplexen Einfluss der NAO auf unser Wettergeschehen aufzuzeigen.

Als Methode wird die Fourier-Analyse angewendet, um Zyklen in den Daten der Messstation Zürich-Fluntern und im NAO-Index zu identifizieren sowie die Korrelation ihrer Frequenzspektren zu überprüfen. Die Daten werden vorverarbeitet, um Verzerrungen zu minimieren, und Signifikanztests basierend auf Red Noise durchgeführt.

Die Resultate zeigen, dass Temperatur, Niederschlag und NAO von Zyklen unterschiedlicher Länge geprägt sind. Die Korrelationen belegen, dass die NAO die Temperatur stärker beeinflusst als den Niederschlag. Zudem konnte gezeigt werden, dass die NAO im Winter die Temperatur am stärksten beeinflusst, während dieser Effekt beim Niederschlag fehlt. In niedrigen Frequenzbereichen ist die Korrelation tendenziell höher. Die Ergebnisse stimmen grösstenteils mit der Fachliteratur überein, weichen jedoch in Details ab.

Die Arbeit unterstreicht die Bedeutung der Fourier-Analyse für die Forschung, speziell der Klimaforschung.

Einfluss der weiblichen Zyklusphasen auf die körperliche Leistungsfähigkeit

Schaffner Nina

In dieser Maturitätsarbeit wurde der Einfluss der weiblichen Zyklusphasen auf die körperliche Leistungsfähigkeit von jugendlichen Leistungssportlerinnen untersucht. Dabei wurde der weibliche Fortpflanzungszyklus in fünf Phasen (abgekürzt mit Ph1-5) unterteilt. Die frühe Follikelphase (Ph1), die späte Follikelphase (Ph2), die Ovulationsphase (Ph3), die frühe/mittlere Lutealphase (Ph4) und die späte Lutealphase (Ph5). Zur Bestimmung der Ovulationsphase wurde ein LH-Test durchgeführt. Zusätzlich wurde die Basaltemperatur gemessen. 

Die Leistungsfähigkeit wurde in Form eines 100-Meter-Sprints im Schwimmen, also einer anaeroben Leistung gemessen. Teilgenommen haben fünf Leistungssportlerinnen aus dem Schwimmsport. 

Diese Maturitätsarbeit ergab, dass die Zyklusphasen bei Betrachtung aller Probandinnen keinen signifikanten Einfluss auf die Leistungsfähigkeit haben (p = 0,085). Dennoch ist die Leistungsfähigkeit in der frühen/mittleren Lutealphase (Ph4) signifikant höher als in der späten Lutealphase (Ph5) (p = 0,042). Wurden die Schwimmzeiten jeder Probandin einzeln ausgewertet, so hatten die Zyklusphasen bei einer Probandin einen signifikanten Einfluss auf die Leistungsfähigkeit (p = 0,0105). Da die Resultate der einzelnen Probandinnen stark unterschiedlich ausfielen, zeigte sich, dass der weibliche Fortpflanzungszyklus einen individuellen Einfluss auf die Leistungsfähigkeit hat. 

Jenseits

Sege Jasmine

Aus Urheberrechtlichen Gründen darf diese Arbeit nicht online zur Verfügung gestellt werden

Als Maturitätsarbeit wollte ich nichts Abstraktes, sondern etwas Persönliches machen. Ich wusste, dass mein jüdischer Grossvater im Zweiten Weltkrieg von Kroatien in die Schweiz geflüchtet ist. Man hat jedoch nie offen darüber gesprochen. Zum Glück war mein Opa trotzdem bereit, mit mir darüber zu reden, und so ist mein historischer Roman entstanden. 

Erzählt wird er aus der Perspektive meines dazumal Sechs- bis Neunjährigen Grossvaters. Zusätzlich gibt es eine Rahmengeschichte, welche Gesprächsfetzen zwischen meinem Grossvater und mir enthält. Diese stammen aus den drei Interviews, die ich mit ihm geführt habe. Da er sich nicht mehr an jedes Detail erinnern konnte, sind einige Passagen und Dialoge erfunden. Dank meiner Recherche passt jedoch alles in den historischen Kontext.

Ich bin sehr dankbar, im letzten Augenblick die Chance für diese Arbeit gehabt zu haben, denn mitten im Prozess ist mein Grossvater plötzlich verstorben. Über jemanden zu schreiben, der nicht mehr lebt, und mir das Audioband mit seiner Stimme anzuhören, war sehr schwer. Trotzdem habe ich es geschafft, die Arbeit zu Ende zu bringen, und erhoffe mir, Menschen mit dem Buch berühren zu können.

Ich habe gelernt, dass das Leben nicht selbstverständlich ist. Es ist auch nicht planbar, weshalb man jede Gelegenheit nutzen sollte, das zu tun, was man immer schon tun wollte. 

RämiHub

Thiersch Maximilian

In einer zunehmend digitalisierten Welt informieren sich Schüler:innen vorwiegend online, während schulische Kommunikationswege oft hinterherhinken. Informationen über ausserschulische Programme und Veranstaltungen gelangen häufig nur über fragmentierte und veraltete Kanäle zu den Schüler:innen, was eine geringe Partizipation am Schulleben zur Folge hat.

Diese Maturitätsarbeit beschäftigt sich mit der Entwicklung von RämiHub –  einer zentralisierten Kommunikationsplattform für das MNG Rämibühl. Ziel ist es, alle Informationen über ausserschulische Angebote zentral zugänglich zu machen. Kernfunktionen wie ein Clubverzeichnis, ein Ankündigungsfeed sowie ein Eventkalender ermöglichen es Schüler:innen, sich schnell und unkompliziert über Angebote zu informieren, während Organisator:innen ihre Veranstaltungen effizient bewerben können. 

Die Arbeit dokumentiert den vollständigen Entwicklungsprozess: von der Ideenfindung über die Umsetzung der Webseite mithilfe von Webtools und Plugins bis hin zur Einführung eines begleitenden Microsoft-Teams-Kanals mit Push-Benachrichtigungen. Dabei wurden Herausforderungen, Rückschläge und Lösungen ausführlich reflektiert, um wertvolle Erkenntnisse für zukünftige digitale Schulprojekte zu liefern.

RämiHub hat sich seit seiner Einführung als Erfolgsmodell etabliert und fördert die Vernetzung und Teilnahme am Schulleben. Diese Maturitätsarbeit zeigt auf, wie durch innovative digitale Lösungen ein Mehrwert für die Schulgemeinschaft geschaffen werden kann.

www.rämihub.com

 

Schlank durch Wissenschaft

Widmeier Yael

Adipositas ist eine weltweite verbreitete chronische Krankheit, die rasant wächst und dringend nach einer effektiven Lösung verlangt. Mit der Erfindung der Abnehmspritze erzielte Novo Nordisk einen bedeutenden Durchbruch. Doch wie funktioniert „Schlank durch Wissenschaft“ tatsächlich? Diese Arbeit hat das Ziel, die neurobiologischen induzierten Mechanismen in unserem Körper durch die Abnehmspritze, sowie die biochemischen Prozesse des natürlichen GLP-1 verständlicher zu machen. Dazu habe ich mich mit einer umfassenden Studie über GLP-1 auseinandergesetzt, im Internet nach weiteren Quellen recherchiert und mich ebenfalls mit weiteren Studien befasst. Zudem soll ein Einblick in die therapeutische Verwendung von Wegovy durch die persönlichen Erfahrungen einer Patientin gegeben werden. Die Erkenntnis, dass sich unser Gehirn ebenfalls an der Kontrolle der Nahrungsaufnahme beteiligt, ist von grosser Bedeutung. Insbesondere die Verbindung zwischen dem mesolimbischen Belohnungszentrum und den GLP-1 produzierende Neuronen im Nucleus tractus solitarii unterstreicht die zentrale Rolle von GLP-1. Dies reduziert das Verlangen nach schmackhafter und fettreicher Nahrung. Die innovative Entwicklung verspricht eine meistens erfolgreiche Gewichtsabnahme. Jedoch ist auch Vorsicht geboten, denn schwerwiegende Nebenwirkungen auf lange Sicht können noch nicht sicher ausgeschlossen werden, für das ist die Dauer der Therapie noch zu kurz.