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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!

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Robot Beginner KIT V2 – ARDUINO UNO REV3

È un periodo di intensa sperimentazione e come avrete avuto modo di notare sono alle prese con un serie di kit di robot che sto costruendo, a prima vista questa attività potrebbe sembrare un mero esercizio tecnologico che discosta dall’obiettivo, ovvero far didattica, in realtà la ricerca è quella di costruire il giusto robot che “calza” con la didattica che ritengo importante svolgere, quindi non il “super kit robotico” ma oggetti semplici da aggiungere alla cassetta degli attrezzi del docente che vuole svolgere queste attività. Alcuni, privatamente via e-mail mi hanno chiesto se io mai avessi acquistato kit per la costruzione di robot, o se ne avessi fatto uso in classe, o più semplicemente: “Michele non ho una stampante 3D e non riesco a realizzare prototipi, mi consigli kit che poteri acquistare?” Domande di questo genere mi vengono poste spesso da colleghi, genitori, studenti e poiché mi sento soprattutto in debito verso questi ultimi, risponderò prendendo in analisi alcuni robot che posseggo la cui costruzione non richiede, almeno nelle prime fasi, competenze specifiche, sarà sufficiente saper usare un cacciavite e in alcune occasioni essere in grado di effettuare delle semplici saldature a stagno, la fase di costruzione si esaurisce in breve tempo dopo di che ci si potrà concentrare sulla programmazione.

Per ogni kit mostrerò le fasi costruttive passo passo, e proporrò alcuni semplicissimi sketch per il controllo del robot, da questi potrete partire per migliorare ed espanderne le funzionalità.
L’obiettivo è come sempre quello di porre le basi di partenza, semplificare la fase di start up e permettere di avere un tutorial di partenza che potrete impiegare per i vostri scopi a scuola o con i vostri figli, quindi come sempre se questo breve percorso vi soddisferà copiate ed incollate 🙂

Da dove partire?

Prendo in analisi il Robot Beginner KIT V2 – ARDUINO UNO REV3, che mi è stato gentilmente donato da ROBOT DOMESTICI che ringrazio a nome mio e dei miei studenti. Per chi desiderasse acquistarlo, partendo da questo sito, potrà ottenere uno sconto del 5% sul prezzo indicato sul sito utilizzando il codice di sconto: CC-RD-16.

Quindi grazie a ROBOT DOMESTICI che mi ha permesso di aggiungere alla dotazione del laboratorio scolastico un nuovo sussidio didattico.

Il kit che vi segnalo è probabilmente tra i più diffusi a livello didattico, io stesso iniziai a pensare ai miei robot stampati in 3D osservando con attenzione questo kit, caratterizzato dalla semplicità del montaggio e dalla versatilità, infatti permette di aggiungere, secondo le esigenze, ulteriori dispositivi elettronici in modo molto semplice. Sul sito di ROBOT DOMESTICI troverete manuali ben dettagliati (in lingua italiana)  che mostrano le fasi costruttive e sketch di esempio, il tutto potrà essere realizzato in circa 1 ora di lavoro.

Il montaggio non richiede l’acquisto di ulteriori parti, tutto è incluso, addirittura il cacciavite a stella per il montaggio meccanico.

Cosa include il kit

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EduRobot 2 – versione beta 3

11Prima o poi mi deciderò nel renderlo definitivo.

E dopo parecchi mesi di stasi del progetto sono riuscito a portare in beta 3 EduRobot 2, il telaio robot multifunzionale stampato in 3D (materiale PLA), predisposto per fissaggio motorini cc di diversa tipologia e servo a 360. Predisposizione con viti fissaggio per schede: Arduino R3, Arduino Mega, Raspberry Pi 2. Breadboard 400 punti rimovibile. Alloggiamento per servo frontale su cui predisporre sensore ultrasuoni o infrarossi, finecorsa per controlli urti frontali e posteriori. Predisposizione di alloggiamenti per contagiri e sensori per realizzazione segui linea. Possibilità di aggiungere ulteriori piani su cui alloggiare altri circuiti. Fori ad asola sul perimetro della base superiore per fissaggio di elementi di espansioni funzionale del robot. Elementi fissati ad incastro serrati con viti, no collanti. Forma ottagonale per permettere l’appoggio laterale per ispezione area interna.

Modifiche nella prossima: alloggiamento batterie fisso (stampato) su base con circuito carica batterie incorporato, correzioni allineamenti fori fissaggio conta giri.

… e mentre progettavo mi è venuta in mente una versioni mini, molto tascabile e molto molto IoT 🙂

A scuola di robotica: giovani, imprese, education

robotica-01Ricevo e volentieri pubblico la comunicazione del Rinnovo del Protocollo di Intesa di Torino per lo sviluppo della Robotica e Meccatronica nell’Istruzione Tecnica e Professionale Industriale che mi vede coinvolto in diverse iniziative.

L’evento si svolgerà Venerdì 30 Gennaio 2015, ore 9,00 – 12,30 Centro Congressi Unione Industriale Torino – Via Vela, 17

Il Protocollo di Intesa interistituzionale per lo sviluppo dell’Istruzione Tecnica e Professionale nel campo della Meccatronica e della Robotica, siglato a Torino nel 2010, ha rappresentato in questi anni uno degli esempi più avanzati della collaborazione Scuola/Impresa nel Paese. L’esperienza, spesso citata, ha visto partner pubblici e privati (Regione Piemonte e Ufficio Scolastico Regionale, Provincia, Camera di commercio e Politecnico di Torino, Unione Industriale di Torino con AMMA (Aziende Meccaniche Meccatroniche Associate), IIS “Galilei – Ferrari” di Torino nel ruolo di Scuola capofila di una Rete di altri 15 Istituti scolasti- ci dell’area torinese) condividere obiettivi e progetti, risorse umane ed economiche: aggiornare verso la Robotica (mobile e industriale) e la Meccatronica avanzata i percorsi scolastici di alcuni Indirizzi di specializzazione tecnica (Meccanica/Meccatronica, Elettronica, Informatica) e professionale (Manutenzione); innovare la didattica attraverso l’uso delle nuove tecnologie; curare l’aggiornamento continuo dei docenti; promuovere la partecipazione degli studenti a competizioni didattiche nazionali ed internazionali; innovare l’approccio all’Orientamento scolastico. La “governance” del Protocollo è affidata ad un Comitato di Indirizzo, composto dai partner, e ad un Gruppo di Coordinamento delle Scuole della Rete. L’incontro “A Scuola di Robotica: Giovani, Imprese, Education” sarà l’occasione per il rinnovo dell’Intesa, cui aderiranno, oltre ai partner precedenti, la Città Metropolitana, in sostituzione della Provincia, ed anche l’Università e la CNA (Confederazione Nazionale dell’Artigianato) di Torino. Il convegno darà l’opportunità ad autorità pubbliche, aziende e loro rappresentanze di riflettere sull’esperienza, rinnovarne strategie e modalità di intervento, condividere gli obiettivi con il territorio ed operatori del settore.

Programma

APERTURA DEI LAVORI
Piero Fassino, Sindaco Città Metropolitana di Torino
Fabrizio Manca, Direttore Ufficio Scolastico Regionale per il Piemonte

INNOVARE NEL RAPPORTO SCUOLA/IMPRESA:
l’esperienza del Protocollo di Intesa di Torino per lo sviluppo della Robotica e della Meccatronica nell’Istruzione Tecnica e Professionale Industriale

Interviste ai protagonisti:

  • Vincenzo Ilotte, Presidente Camera di commercio, industria, artigianato e agricoltura di Torino,
    Presidente Comitato di Indirizzo Protocollo Intesa Robotica e Meccatronica Scuole Torino
  • Anna Luisa Chiappetta, Dirigente Scolastico IIS “Galilei – Ferrari” di Torino, Istituto capofila Rete Robotica Scuole Torino
  • Uno studente della Rete Robotica Scuole Torino
  • Un diplomato della Rete Robotica Scuole Torino

ULTIME FRONTIERE DELLA ROBOTICA E COLLOCAZIONE DELL’ITALIA
Introduce agli scenari
Paolo Dario, Direttore Istituto BioRobotica Scuola Superiore Sant’Anna di Pisa
Discussants

Arturo Baroncelli, Presidente IFR – International Federation of Robotics, Dirigente COMAU • Lucy Lombardi, Direttore Innovation & Industrial Relations Telecom Italia

Nicola Scarlatelli, Amministratore Unico SAMEC, Presidente CNA di Torino
Conduce: Claudio Demartini, Politecnico di Torino

TAVOLA ROTONDA: EDUCATION E COMPETITIVITÀ
Gianmaria Ajani, Rettore Università di Torino; Marco Gilli, Rettore Politecnico di Torino; Giovanna Pentenero, Assessore Istruzione, Lavoro e Formazione Professionale Regione Piemonte; Stefano Serra, Amministratore Delegato TESEO, Presidente ITS per la Mobilità sostenibile, Aerospazio e Meccatronica; Gabriele Toccafondi, Sottosegretario MIUR.
Conduce: Claudio Gentili, Vice Direttore per l’Education Confindustria;

Conclude: Alberto Dal Poz, Presidente AMMA, Vice Presidente Unione Industriale Torino

FIRMA DEL PROTOCOLLO DI INTESA ROBOTICA SCUOLE TORINO 2014/2017

Per informazioni: Unione Industriale Torino – Area Scuola e Università – tel. 011.5718524 – e-mail: uniscuola@ui.torino.it

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FabLab a Scuola: Un aiuto che viene dal cielo

Ricevo e volentieri pubblico la segnalazione dell’amico Daniele Pauletto che con gli studenti IPSIA Galileo Galilei di Castelfranco Veneto sono partiti con la campagna di crowdfunding per la realizzazione di droni per il trasporto di farmaci salvavita in situazioni di emergenza.

Un Aiuto dal cielo from mentelab on Vimeo.

Siamo gli studenti dell’IPSIA Galileo Galilei di Castelfranco Veneto e ci stiamo specializzando nella realizzazione di droni. Quelli che abbiamo creato finora sono capaci di fare da guida turistica, di realizzare riprese video di Venezia galleggiando sulle acque della laguna e di trasportare grappa come novelli sommelier. Ora vogliamo concentrarci su un drone che sia in grado di trasportare farmaci salvavita in situazioni di emergenza, e per farlo abbiamo bisogno di voi.

Negli ultimi anni ci avete conosciuto per le iniziative che abbiamo dedicato a tutti gli abitanti del territorio che circonda la nostra scuola. Vi abbiamo aiutato a installare i decoder per la ricezione del digitale terrestre, abbiamo organizzato corsi per spiegarvi cosa fossero internet e Facebook e abbiamo aiutato le imprese della zona ad affacciarsi sul web.

Siamo gli studenti dell’IPSIA Galileo Galilei di Castelfranco Veneto, e questa volta siamo noi ad avere bisogno di voi.

Insieme ai nostri professori abbiamo sviluppato droni capaci di svolgere tantissime funzioni, dalle guide turistiche a quelli in grado di realizzare riprese video di Venezia galleggiando sull’acqua, sino a quelli che riescono a trasportare la grappa di Cartizze come veri sommelier.

Ora vogliamo però concentrarci su un altro e più ambizioso progetto, ovvero costruire e sviluppare un drone che possa trasportare medicinali salvavita anche in situazioni di emergenza.

Per riuscirci abbiamo bisogno di aumentare le potenzialità del nostro Makerlab.

Cos’è il Makerlab? È un laboratorio di prototipazione rapida, nel quale sviluppiamo e impariamo ad utilizzare le nuove tecnologie, in un clima di condivisione e collaborazione.

Abbiamo deciso di raccogliere le risorse necessarie per il nostro progetto tramite il crowdfunding. In questo modo chiunque può partecipare alla realizzazione di strumenti di ausilio per le persone in difficoltà, ma anche alla crescita del nostro territorio. Grazie al lavoro che porteremo avanti nel nostro Makerlab acquisiremo infatti abilità che potremo spendere nei nostri futuri posti di lavoro o che ci permetteranno di inventarci un lavoro che al momento nemmeno esiste.

In proporzione al tuo contributo ti ringrazieremo con gadget, possibilità di partecipare ai nostri corsi e persino con droni e stampanti 3D.

Aiutaci a migliorare il nostro Makerlab, un’opportunità di crescita per noi studenti ma anche per tutto il nostro territorio.

Per maggiori informazioni e sostenere il progetto seguite il link: Un aiuto dal cielo