Ozobot Editor – Grundlagen: Bilderkennung

Ablauf der Lektion

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   Schritt 1: Einführung

   Heute erkunden wir die Bilderkennung: wie ein Computer Bilder von einer Kamera „sehen“ und verstehen kann. Du schließt eine Kamera an, schreibst eine Frage in den Textblock und nutzt den LLM-Block, um das Bild zu analysieren. Die Antwort erscheint in der Konsole.

   Begriffe

   Bilderkennung: Ein Computer oder Programm nutzt eine Kamera, um Bilder oder Videos zu sehen und zu verstehen.

   Eingabe: Die Informationen oder Daten, die du einem Computer oder Programm zur Verarbeitung gibst.

   Ausgabe: Das Ergebnis, das ein Computer oder Programm nach der Verarbeitung der Eingabe liefert.

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   Schritt 2: Vorbereitung

   Hilf den Schüler*innen, sich mit dem Ozobot Editor zu verbinden:

   Diese Lektion kannst du ohne Roboter durchführen.

   Die Schüler*innen fügen das LLM über Geräte > LLM_Bot hinzu.

   Zeige, wie du die Kamera einrichtest.

   1. Schließe die Kamera an das Gerät an, auf dem du programmierst. Wir empfehlen eine USB-Dokumentenkamera, die du an einen Laptop anschließt.
   2. Klicke im Ozobot Editor auf Geräte > +Camera und wähle deine Kamera aus.
   3. Richte die Kamera von oben auf das Papier. Überprüfe die Kameravorschau im Editor. Achte darauf, dass die Kamera das Papier aus derselben Richtung sieht wie die Schüler*innen an ihrem Tisch. Ist das nicht der Fall? Drehe das Papier oder ändere den Winkel oder die Position der Kamera, bis links und rechts übereinstimmen.
   4. Erkläre, dass die KI die Kamerabilder nicht als Video verfolgt. Sie nimmt genau in dem Moment, in dem dein Programm den LLM-Block ausführt, ein einzelnes Foto auf. Die Antwort basiert nur auf diesem einen Foto, nicht auf einer Liveübertragung oder bewegten Bildern.
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   Schritt 3: Interesse wecken

   Beginne mit der Frage: „Hast du dein Handy schon einmal entsperrt, indem du es nur angesehen hast? Woher weiß dein Handy deiner Meinung nach, dass du es wirklich bist?“ Lass die Schüler*innen ihre Ideen teilen.

   Frage dann: „Und wie funktioniert es, wenn du einen QR-Code scannst, um eine Speisekarte anzusehen? Oder wenn eine app sofort eine Tierart erkennt, auf die du deine Kamera richtest? Wie geht das?“

   Erkläre, dass dies alles Beispiele dafür sind, wie Bilderkennung und KI zusammenarbeiten. Die Kamera ist wie die „Augen“ und nimmt auf, was sich vor ihr befindet. Die KI ist wie das „Gehirn“: Sie erkennt Muster, Text, Farben oder Gegenstände und ermittelt, was sie bedeuten.

   Nenne weitere Beispiele aus dem Alltag, um die Neugier zu wecken:

   • Selbstfahrende Autos können Fußgänger*innen, Ampeln und andere Fahrzeuge erkennen.
   • Kassensysteme in Supermärkten erkennen Obst und Gemüse ohne Strichcode.
   • Spielkonsolen erfassen die Bewegungen einer Person, um das Spiel zu steuern.
   • Hilfsmittel zur medizinischen Bildanalyse helfen Ärzt*innen, Anzeichen von Krankheiten auf Röntgenbildern oder Scans zu erkennen.
   • Roboter in Fabriken prüfen Produkte auf Mängel, bevor sie versendet werden.

   Sag den Schüler*innen: „Heute probierst du selbst Bilderkennung aus. Du lässt eine KI ‚sehen‘, was auf einem Blatt Papier steht, und Fragen dazu beantworten.“

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   Schritt 4: Erkunden

   Zeig, wie du ein einfaches Programm erstellst. (Share Code: 4ht75bp)

   1. Füge einen Ausgabeblock hinzu.
   2. Verbinde den LLM-Block und wähle den passenden Ausgabetyp. Wähle Text, wenn du eine Antwort als Text, Wort oder Satz möchtest. Wähle Zahl, wenn die Antwort eine Zahl sein soll. Wähle Boolesch, wenn du „wahr“ oder „falsch“ als Antwort möchtest.
   3. Achte darauf, dass „camera“ im Block aktiviert ist.
   4. Schreib in den Textblock eine klare Aufgabe oder Frage, zum Beispiel: „Welche Farbe hat der Kreis?“
   5. Führe das Programm aus und sieh dir die Antwort in der Konsole mit dem Titel „Eingabe/Ausgabe“ an.

   Die Schüler*innen beginnen mit einfachen, klaren Aufgaben und Fragen zu Inhalten, die die Kamera leicht analysieren kann. Sie können die Inhalte auf ein Blatt Papier oder ein kleines Whiteboard schreiben. Achte darauf, dass das Blatt oder Whiteboard direkt unter der Kamera liegt.

   • Rechenaufgaben – „Was ist das Ergebnis dieser Aufgabe?“ (Schreib zum Beispiel „5 + 10 =“ auf.)
   • Formen – „Welche Form ist das?“ (Zeichne zum Beispiel ein Dreieck.)
   • Farben – „Welche Farbe hat der Kreis?“ (Male zum Beispiel einen Kreis grün aus.)
   • Strichlisten – „Wie viele Striche sind auf dem Papier?“ (Zeichne zum Beispiel 17 Striche.)
   • Buchstaben – „Welchen Buchstaben siehst du?“ (Schreib zum Beispiel den Buchstaben „W“.)
   • Zahlen – „Welche Zahl ist das?“ (Schreib zum Beispiel „1.523“.)
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   Schritt 5: Erklären

   Lass die Schüler*innen die folgenden Fragen mit einer anderen Person aus der Klasse oder gemeinsam in der Klasse besprechen:

   1. Welche Aufgabe oder Frage hast du geschrieben?
   2. Welche Antwort hat die KI gegeben?
   3. Welche verschiedenen Ausgabetypen hast du für deine Fragen gewählt?
   4. Woher weiß dein Programm genau, was auf dem Papier steht?

   Erinnere die Schüler*innen an Lektion 15: KI arbeitet nach dem Prinzip Eingabe → Verarbeitung → Ausgabe. Frage, wie dieser Ablauf funktioniert, wenn sie mit der Kamera eine Frage stellen.

   1. Eingabe: Was du der KI gibst: eine Anweisung oder Frage und das Bild, das die Kamera aufnimmt.
   2. Verarbeitung: Die „Denkarbeit“ der KI. Sie analysiert sowohl die Wörter deiner Frage als auch das Kamerabild.
   3. Ausgabe: Das Ergebnis, das die KI zurückgibt, zum Beispiel eine Zahl, ein Wort oder wahr/falsch. Es hängt davon ab, was die KI auf dem Bild „gesehen“ hat und wie du die Frage gestellt hast.
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   Schritt 6: Vertiefung

   Die Schüler*innen entwickeln schwierigere Aufgaben und Fragen. Damit testen sie, wie gut das LLM Informationen versteht und Schlussfolgerungen ziehen kann:

   • Wörter – „Welches Wort steht auf dem Papier?“
   • Einfache Sätze – „Was steht in dem Satz?“ (Schreibe zum Beispiel den Satz „Ich mag Deutschland“.)
   • Wahr-oder-falsch-Fragen – „Ist diese Aussage wahr?“ (Schreibe zum Beispiel „Der Himmel ist grün“.)
   • Rechnen in mehreren Schritten – „Multipliziere diese Zahl mit 3.“ (Schreibe zum Beispiel die Zahl 7.)
   • Vergleiche – „Welche Form ist größer?“ (Zeichne zum Beispiel zwei unterschiedlich große Formen. Gib ihnen verschiedene Farben, damit die Antwort genauer wird.)
   • Verschiedene Gegenstände – „Welche Gegenstände sind auf dem Papier zu sehen?“ (Zeichne zum Beispiel eine Sonne, eine Wolke und einen Baum.)
   • Schlussfolgern – „Ist das Obst oder Gemüse?“ (Zeichne zum Beispiel eine Banane.)
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   Schritt 7: Auswerten

   Lass die Schüler*innen ihr überraschendstes oder lustigstes Ergebnis mit der Klasse teilen. Besprecht, warum klare Anweisungen und gut erkennbare Bilder mit hohem Kontrast für eine genaue Antwort wichtig sind.