Dodo il coccodrillo alato

 
Dipartimento di studi umanistici

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         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

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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.

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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.

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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.

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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.

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