Projektkurs Informatik stellt KI-Vorhersagesoftware für die Parkplatzsuche in Paderborn vor

Bereits im dritten Durchlauf führte das Team des Projektes Data Science und Big Data in der Schule (ProDaBi) der Universität Paderborn auch in diesem Schuljahr wieder einen Projektkurs “Data Science und Künstliche Intelligenz” in Kooperation mit dem THEO durch. 

Das Ziel dieses Projektkurses war dabei die Vermittlung von in der heutigen Zeit immer bedeutsamer werdenden Kenntnissen in den Bereichen Statistik, Datensammlung, Datenanalyse, maschinelles Lernen, Decision Trees und Künstliche Neuronale Netze sowie die Anwendung dieses Wissens zur Entwicklung einer KI-gestützten Webanwendung zur Vorhersage von freien Parkplätzen in Paderborn im Kontext „Data Science for Social Good“.
Die dabei mit einem KI-Modell verarbeiteten Parkplatzdaten aus insgesamt 12 Jahren wurden freundlicherweise von den Firmen ASP und RTB zur Verfügung gestellt.

Die Schüler lernten während des Projektkurses verschiedene Tools (Jupyter Notebooks und CODAP) und Programmier-/Skriptsprachen (Python, JavaScript, HTML und PHP) kennen und nutzten diese bei der Entwicklung der Webanwendung und der zugrundeliegenden KI-Modelle. Dabei folgten sie einem selbstgesteuerten Lern- und Arbeitsprozess im Team nach dem Vorbild agilen Projektmanagements und agiler Softwareentwicklung im Sinne des Vorgehensmodells SCRUM, welches in vielen Softwareprojekten zum Einsatz kommt.

Zu den regelmäßigen Aufgaben der Schüler gehörten dabei:

• das Bereinigen, Auswerten und Visualisieren von Daten,

• das Konfigurieren und Trainieren datengetriebener Machine Learning Modelle,

• die Dokumentation und Präsentation der Datenverarbeitung und Modellierung in Form von Computational Essays, die einen Einblick in den Entwicklungsprozess der Datenanalyse und der Künstlichen Intelligenz sowie in die entsprechenden Ergebnisse ermöglichen

• die Integration der Ergebnisse des Machine Learning Modells in eine eigene Webanwendung

Am 18.03. stellten die Schüler des Projektkurses ihr Produkt der Öffentlichkeit im Rahmen einer Online-Produktpräsentation vor. Nach einem Grußwort der beiden ProDaBi-Projektleiter Prof. Dr. Rolf Biehler (Mathematikdidaktik, Universität Paderborn) und Prof. Dr. Carsten Schulte (Informatikdidaktik, Universität Paderborn) sowie dem Projektkursteam bestehend aus Annika Löhr (Gymnasium Theodorianum Paderborn), Yannik Fleischer (Mathematikdidaktik, Universität Paderborn) und Sven Hüsing (Informatikdidaktik, Universität Paderborn) stellten die drei Schüler des THEOs Maarten Liphardt, Karl Schneidewind und Luis Wengenmair den Zuschauer*innen Ihre KI-gestützte Webapp zur Vorhersage von freien Parkplätzen in Paderborn vor. Darüber hinaus präsentierten sie auf verständliche Weise tiefergehende Informationen über den genutzten Datensatz, den Aufbau der zugrundeliegenden KI-Modelle sowie über die Gestaltung der Nutzungsoberfläche. Auch gab es an dieser Stelle Gelegenheit, um Fragen an die „Webapp-Entwickler“ zu stellen und mit ihnen in Austausch zu treten. Auf die Frage, was sie am Projekt am spannendsten fanden antworteten die Schüler: “Es war besonders spannend zu sehen, was sich hinter Künstlichen Intelligenzen verbirgt, mit denen man sonst nur oberflächlich in Berührung kommt. Besonders interessant waren dabei die Fragen: Wie erstellt man eine Künstliche Intelligenz selbst, wie aufwändig ist das und wie kann man sie nachvollziehen?” und “Ich fand außerdem die Teamarbeit sehr gut, die wir nach einer speziellen Methode organisiert haben.”

Weiterhin wurden im Anschluss an die Vorstellung der Webapp noch weitere Anwendungsmöglichkeiten wie auch potentielle Wege zur Adaption und Verbesserung der KI diskutiert.

Die Zuschauer*innen verließen die Online-Konferenz mit neuem Wissen über eine konkrete Anwendung von Data Science und Künstlicher Intelligenz und mit der Hoffnung, die von den Schülern vorgestellte Webapp in naher Zukunft selbst bei der Parkplatzsuche nutzen zu können.

Das Ergebnis kann unter https://parkpb.maar10media.de aufgerufen werden.