Dipartimento di studi umanistici --------------------------------------------------------------------------------------Corso di laurea in Scienze della formazione primaria Report scientifico: Dodo il coccodrillo alato Professoressa Eleonora Bilotta Chimento Giuseppe 142945 Donato Marina Gerarda 143560 Falcone Giorgio 143525 Vanni Francesca 144157 1 Il nostro lavoro ha previsto la realizzazione della struttura e della programmazione di un robot.  I materiali che abbiamo utilizzato sono : Il kit mind storms robotics invention, fornito dall’università. Il kit Lego Mindstorms combina mattoncini programmabili con motori elettrici, sensori, mattoncini LEGO, pezzi di LEGO Technic (come ingranaggi, assi e parti pneumatiche) per costruire robot e altri sistemi automatici e/o interattivi. LEGO Mindstorms può essere usato per costruire un modello di sistema integrato con parti elettromeccaniche controllate da computer. Il kit Lego Mindstorms è costruito intorno ad un mattone programmabile conosciuto come RCX. L'RCX viene programmato scaricando un programma (che può essere scritto in vari linguaggi di programmazione) da un PC sulla sua RAM attraverso una speciale interfaccia ad infrarossi. Quando l'utente avvia il programma, la creazione Mindstorm può funzionare in completa autonomia, in base alle istruzioni del programma. Inoltre, due o più creazioni possono comunicare tra loro attraverso la porta ad infrarossi e collaborare o gareggiare tra di loro. Oltre alla porta ad infrarossi, ci sono anche tre porte di ingresso per i sensori e tre porte di uscita per i motori. C'è anche uno schermo LCD che mostra lo stato della batteria, lo stato delle porte, il programma in esecuzione e altre informazioni. Grazie a questo kit, l’insegnante riuscirà a coinvolgere i bambini e rendere l’apprendimento più efficace attraverso la risoluzione di problemi della vita quotidiana. Grazie al computerino RCX riusciamo a programmare il comportamento del nostro robot ; più in particolare i singoli movimenti che insieme vanno a costituire l’azione completa. Dovendo rappresentare un animale a 4 zampe ci è sembrato simpatico rappresentare un coccodrillo, considerando anche il suggerimento dell’insegnante che ci aveva consigliato di costruire un animale con arti corti, per agevolare la stabilità e il movimento del robot. 2 Il nostro lavoro ha previsto due fasi importanti, che sono la progettazione, e quindi la struttura vera e propria del robot, e la programmazione. Naturalmente le due fasi sono strettamente correlate, in quanto già nella progettazione, si deve prevedere quella che sarà successivamente la programmazione. Una stessa programmazione dunque, potrebbe non essere adeguata a dei robot con una struttura fisica diversa. Una volta effettuata la programmazione, trasferiamo gli input all’ RCX centrale che ci darà la risposta desiderata. Si potrebbe paragonare questo procedimento al paradigma stimolo – risposta. Così come il computer ricevendo un input, ovvero un’informazione in entrata, ci da una risposta in output, anche il bambino, ricevendo un input, che corrisponde concretamente ad uno stimolo, ci darà un’informazione in output ovvero una risposta. Riflettere su come ci muoviamo trasforma il bambino in un epistemologo, così come affermava Piaget, fondatore dell’epistemologia genetica. PROGETTAZIONE: Il primo passo nella realizzazione del nostro progetto è stato cercare di costruire un modello base di robot. Durante il primo giorno infatti, seguendo le istruzioni abbiamo realizzato un modello base. Una volta acquisita manualità abbiamo deciso di progettare un robot che rappresentasse un coccodrillo. Abbiamo quindi disposto i lego in modo da conferire al robot una forma allungata orizzontalmente, al di sopra dell’ RCX, mentre al di sotto abbiamo montato i 2 motori base in modo da muovere le zampe che inizialmente erano composte da 2 astine nere (cm6) sulle quali ruotavano 2 pezzi lego gialli a L. Ma subito abbiamo riscontrato i primi problemi in quanto le zampe del nostro coccodrillo, così strutturate, non erano in grado di sollevare la struttura, troppo pesante. 3 Abbiamo dunque riprogettato le zampe utilizzando 4 ingranaggi che fanno ruotare i vari pezzi lego assemblati per raffigurare una zampa, permettendo al nostro robot di muoversi fluidamente nello spazio. A questo punto abbiamo arricchito il nostro robot di particolari come le ali, la coda, gli occhi, la bocca, 2 marmitte e la cresta. Questi elementi irreali sono stati scelti volutamente per promuovere la fantasia che, come sappiamo, è indispensabile soprattutto nella prima infanzia. PROGRAMMAZIONE: Questa è stata la fase nella quale il nostro gruppo di lavoro, ha riscontrato più problemi e difficoltà, problemi che sono stati riscontrati anche nella progettazione, in quanto era la prima volta che utilizzavamo questa tecnologia. Mentre nella progettazione i problemi sono stati da subito risolti in maniera divertente, perché prevedeva più che altro delle abilità creative e manipolative, nella programmazione è stato necessario provare e riprovare più volte, per riuscire a elaborare un programma che riuscisse a soddisfare le nostre aspettative, e quindi a svolgere i compiti che ci eravamo prefissati. Questa fase ha avuto come obiettivo la realizzazione di quattro programmi. 1. Essendo questa la nostra prima esperienza con questo software, il primo programma è stato per lo più un’esplorazione di tutte le possibili funzioni e comportamenti da assegnare al nostro robot. Proprio per questo motivo il primo programma è risultato il più semplice e lineare : si è posto come unico obiettivo quello di seguire la linea nera del percorso in dotazione ma solo ed esclusivamente in senso antiorario. PRO : velocità molto elevata CONTRO : riusciva a procedere solo in senso antiorario; una volta fuori dalla linea nera non era più in grado di ritrovarla. 2. Con maggiore esperienza abbiamo poi elaborato il secondo programma che prevedeva di seguire la linea nera (obiettivo perfettamente raggiunto). L’elemento rilevante del secondo programma è l’aggiunta di un “optional”: l’elica. Nel momento in cui il sensore di luce percorreva la linea nera l’elica si attivava girando velocemente. PRO: segue perfettamente la linea nera; trova velocemente la strada smarrita. CONTRO: velocità ridotta causa peso eccessivo del robot. 4 3. Nella realizzazione del terzo programma, abbiamo acquisito sempre più dimestichezza nell’utilizzo del software. Il programma prevedeva che il robot mentre seguiva la linea nera, apriva la bocca automaticamente. Dotato del sensore di tatto, incontrando un ostacolo, indietreggiava, si girava e riprendeva la strada nel senso opposto. PRO : velocità molto elevata CONTRO : riusciva a procedere solo in senso antiorario; una volta fuori dalla linea nera non era più in grado di ritrovarla. 4. Il quarto ed ultimo programma, è stato realizzato in modo tale che il robot seguiva perfettamente la linea nera come i modelli precedenti, e in più al rilevamento di un ostacolo, apriva e chiudeva la bocca ( il nostro intento è stato quello di simulare una scena di caccia: il coccodrillo, avvistata la sua preda, apriva la bocca e la mangiava). La modalità di soluzione che abbiamo adottato è stata quella per prove ed errori. Infatti sia nella progettazione che nella programmazione, nel momento in cui riscontravamo un problema, utilizzando dei feedback, ripercorrevamo il lavoro svolto fino a quel momento, modificandone i vari passaggi, per arrivare ad una soluzione ottimale. La modalità di lavoro adottata dal nostro gruppo di lavoro è stata di tipo collaborativo. Ogni step del nostro lavoro è stato frutto della nostra stretta intercollaborazione. 5