DotBot: lo starter kit open source per l’insegnamento del coding e della robotica

DotBot

Finalmente dopo alcuni mesi di lavoro siamo giunti alla versione definitiva dello starter kit di robotica educativa il nome è: DotBot

Questo kit è pensato per essere utilizzato nella didattica, per qualsiasi ordine di scuola, dalle scuole elementari alle superiori ed oltre ed ovviamente per i più piccoli della scuola elementare è necessaria l’assistenza di un adulto.

Ma di cosa si tratta e come è nato questo progetto.

Come più volte detto su queste pagine ho sempre avuto il desiderio di costruire un percorso di robotica che partisse dalla stampa 3D di tutti gli elementi del robot per giungere poi alla programmazione e costruire un kit che ogni scuola potesse autoprodursi nel proprio FabLab scolastico…
d’altronde non stanno arrivando ulteriori finanziamenti per realizzarli nelle scuole del primo ciclo?

Un po’ di storia.

Durante lo scorso anno scolastico ebbi la fortuna di conoscere un brillante dottorando del Politecnico di Torino, Ludovico Russo, che sia per ricerca che per passione si occupa di robotica e nello specifico è un esperto nell’uso di ROS. Nell’anno passato sono stato coinvolto, insieme al collega Maurizio Scebba, ad un ciclo di formazione su ROS presso il Joint Open Lab Crab di Telecom Italia, centro ricerche che ha sede presso il Politecnico di Torino, uno dei formatori era appunto Ludovico, da allora è nata un’amicizia, entrambi ci occupiamo di ricerca lui sulle tecnologie robotiche al Politecnico ed io di robotica ed automazione industriale alle superiori, quindi entrambi “super-appassionati” di robotica e maker incalliti 😃

Spesso ci siamo confrontati sull’idea di insegnare robotica in una maniera totalmente diversa rispetto a quanto viene svolto attualmente a scuola ed abbiamo una nostra, credo originale proposta sulla didattica della robotica. Per sviluppare la didattica, così come la stiamo progettando, abbiamo pensato ad un kit di base che lo studente potesse portare con se durante tutto il suo percorso formativo, dalle medie alle superiori, per imparare coding in maniera assolutamente attiva interagendo con il mondo esterno.
A me piace pensare alla mascotte robotica che lo studente porta con se e personalizza di anno in anno, più le competenze dello studente aumentano maggiore sarà il livello di interazione dell’automa con il mondo esterno.
Quindi non più il tablet ma un robot su cui è collocato un computer che lo studente potrà utilizzare sia per fare coding e robotica ma anche per utilizzarlo come semplice computer per altre attività didattiche.
Immaginate ad una valigetta che si trasforma alla bisogna in robot o computer desktop (non è una fantasia ma un progetto che espande DotBot) 😉

Ma come realizzare uno strumento di questo genere?

Prima di ogni cosa abbiamo pensato alla “nostra realtà scolastica”, la realtà delle scuole italiane, ma non dei grandi istituti tecnici nelle grandi città, ma al restante 99% delle scuole che non dispongono di budget enormi.

Quindi è indispensabile disporre di una struttura relativamente economica e semplice da assemblare, ma soprattutto facile da espandere, uno starter kit robotico da costruirsi a casa o in laboratorio, pensato per essere stampato in 3D in PLA o tagliato a laser realizzandolo in compensato.
Durante i nostri incontri, tra pizzerie, chiacchierate ad ore impensabili via skype, nei ritagli di tempo, abbiamo incominciato a progettare, io ho mostrato a Ludovico le mie sperimentazioni con EduRobot e lui le sue creazioni, da questi incontri è nato DotBot.

A che punto siamo?

Io mi sono occupato della progettazione dello struttura e Ludovico sta progettando l’IDE di programmazione basato su ROS e programmabile, per i ragazzi più grandi in C++ e Python già funzionante in versione beta su qualsiasi versione di RaspberryPi. E’ nostra intenzione, tempo ed energia fisica permettendo, implementate versioni con interfaccia grafica semplificata “alla Scratch” per gli studenti di scuola elementare e media.

Il kit robotico ovviamente permette anche un controllo con Arduino ed è proprio questo che io intendo utilizzare nel breve con i miei studenti.

Tutto il progetto dallo struttura meccanica al software è sotto licenza Creative Commons, quindi utilizzabile da tutto “l’universo conosciuto” in maniera assolutamente gratuita, ovviamente non è permessa la commercializzazione.
Ritengo quindi che questo lavoro possa essere di estremo interesse per molti, soprattutto colleghi ed allievi che non dispongono nelle proprie scuole di finanziamenti importanti per fare un “coding creativo” 🙂

Spero quindi che questo nostro lavoro possa essere utile, soprattutto per far didattica, quindi copiate, incollate e modificate, sia l’hardware che il software ed ovviamente se avete necessità di supporto per questo kit su Arduino, RaspberryPi e ROS chiedete pure a me e Ludovico, saremo ben lieti di aiutarvi.

Vi preannuncio già che questo kit con il relativo software saranno utilizzati da me e da Ludovico per implementare corsi su ROS e Arduino sia all’università che nelle scuole superiori ed in prossimi eventi pubblici.

Ovviamente di tutto ciò che abbiamo prodotto ne abbiamo fatto un test con i ragazzi ed è nostra soddisfazione dirvi che l’oggetto, nella sua semplicità, funziona e piace, spero quindi che possiate darcene anche voi riscontro (sia positivo che negativo) e grazie in anticipo se farete adottare DotBot ai vostri allievi.

A questo punto… costruiamo!

Dove trovate tutti i sorgenti?

  • I file per la realizzazione dello chassis per la stampa in 3D li trovate su: thingiverse
  • Il software, basato su ROS, lo trovate su GitHub

Oltre all’implementazione in ROS, io mostrerò in prossimi articoli un utilizzo con l’uso del solo Arduino rilasciando il codice di base da cui partire per implementare le vostre sperimentazioni.

Ovviamente il tutto è in versione beta e suscettibile di modifiche in ogni momento, quindi la frase di rito è: “nessuna responsabilità nostra su errori di progettazione… d’altronde progettandolo nella notte qualcosa può scappare” 🙂

Le versione di cui vi illustro il montaggio è stata stampata in PLA spessore di ogni elemento 2 mm ad esclusione del supporto della breadoboard che è di spessore 1 mm.

Il robot è a base esagonale in quanto nel caso di taglio laser su compensato affiancando gli elementi riduce gli sprechi di materiale, in questo caso alcune modifiche dovranno essere apportate per i supporti dei motori, ma anche in questo caso fornirò la versione definitiva per il taglio laser su compensato.

Materiali

  • n. 13 giunti 25 mm x 3mm
  • n. 30 viti M3 da 10 mm (oppure 5 mm)
  • n. 4 viti M3 da 30 mm
  • n. 10 bulloni M3
  • n. 2 biglie di vetro
  • n. 2 motorini CC
  • n. 2 ruote
  • n. 1 contenitore per batterie (6 batterie da 1,5 V AA)
  • n. 1 breadboard da 400 fori

Gli elementi da stampare sono n. 12

Alla lista bisognerebbe poi aggiungere l’elettronica di controllo, ma questa parte sarà frutto di un prossimo articolo.

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Passo 1: montaggio dei motori

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Passo 2: montaggio delle ruote ominidirezionali realizzate con delle biglie di vetro

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Passo 3: inserimento distanziali esagonali per secondo livello

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Passo 4: montaggio del contenitore per batterie

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Passo 5: passaggio cavi motori

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Passo 6: fissaggio breadboard

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Passo 7: supporti per schede di controllo

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Lo chassis è stato progettato per ospitare le schede: Arduino UNO R3, tutti i modelli RaspberryPi incluso il Pi Zero.

Passo 8: blocco batteria

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Passo 9: passaggio cavi motori a livello superiore

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Passo 10: fissaggio del piano superiore e passaggio cavi motore e batteria

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Nei prossimi giorni inserirò ulteriori articoli che vi guideranno passo passo alla realizzazione del robot.

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Buona sperimentazione a tutti.

 

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17 risposte a DotBot: lo starter kit open source per l’insegnamento del coding e della robotica

  1. fabrizio emer scrive:

    grazie per il tuo progetto, da replicare senza dubbio.

  2. laura scrive:

    Grazie!
    Da provare subito….

  3. Giovanni scrive:

    Grazie per i tuoi interessanti post e auguri di una serena Pasqua.

  4. Andrea scrive:

    Ottimo complimenti

  5. Ivan Venuti scrive:

    Progetto molto interessante.

    Io sto sperimentando l’uso del robot mBot (progetto non open source) e dell’ottimo mBlock, editor open source derivato da Scratch 2.0.
    Perché non partite da quest’ultimo anche per il vostro progetto?

    Complimenti e buon lavoro

    • admin scrive:

      Ciao Ivan, grazie.
      In realtà sì stiamo già provando mBlock. L’idea è proprio quella di far usare agli studenti più giovani (medie/elementari) qualcosa alla Scratch con un “motore” ROS dando la possibilità, per gli studenti più grandi (superiori), di espandere/modificare il sistema su codice scritto in C++ o Python.

  6. Valerio scrive:

    Complimenti per le vostre iniziative. Questa è vera didattica

  7. Paolo Mauri scrive:

    Grazie per questo preziosa risorsa. Vedrò di utilizzarlo anche nella mia scuola appena possibile.
    Seguo con interesse tutte le novità che pubblichi. Grazie!!!

  8. CLAUDIO scrive:

    SE VOLESSI ACQUISTARE IL KIT ?

    • admin scrive:

      Ciao Claudio.
      Effettivamente non sei il primo che mi chiede questo e sto organizzando la modalità per accontentare tutti. Ti chiederei la cortesia di inviarmi una mail privata a michele@maffucci.it in modo che possa aggiornarti puntualmente.

      Saluti.

  9. angelo scrive:

    Ciao,
    inutile dire che mi piace molto il progetto,
    forse ti può essere utile la mia domanda come feedback, molti come me non sono capaci di reperire i materiali necessari prendendoli da vecchi giocattoli telecomandati e non hanno la competenza per andare su un sito cinese o simile per acquistare il materiale.
    se dovessi fare l’ordine per acquistare tutto il necessario, potresti segnalare un sito per mantenere bassi i costi, anche aspettando un po per la spedizione? potresti fare un facsimile di ordine? Se non dovessi ritenere opportuno la pubblicazione di tale ordine, potresti mandarlo su richiesta direttamente all’email del richiedente? Grazie, angelo

    • admin scrive:

      Grazie Angelo per la precisazione ed hai perfettamente ragione.
      Provvedo a creare una lista della spesa precisa con indicazione di dove reperire i materiali.
      Inserirò un post dedicato sul questo sito con indicazioni precise su dove reperire i materiali.

      Un caro saluto.

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