Laboratori didattici innovativi e robotica educativa - CampuStore
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Laboratori didattici innovativi
e robotica educativa
Benvenuti
Pierluigi Lanzarini
Fondatore e CEO di Media Direct – CampuStore
Email: p.lanzarini@mediadirect.it
Twitter @PLLanzarini
Contenuti • Introduzione • Il bando e le risorse • LEGO MINDSTORMS Education EV3 • mBot • Arduino CTC 101 • Industria 4.0 • Sistemi industriali Fischertechnik • Braccio robotico Dobot • Robotica umanoide con Nao e Pepper
Chi siamo
• Fondata nel 1994, con più di 20 anni di esperienza nel
portare innovazione negli ambienti didattici e
d’apprendimento
• Più di 40.000 clienti
• Più di 7.700 scuole e 800 dipartimenti universitari
• Presente sul Mercato Elettronico della Pubblica
Amministrazione (MEPA)
• Il maggior e-commerce per l’education in Italia
CampuStore Academy CampuStore Academy è il progetto CampuStore per la formazione di docenti ed educatori Si sviluppa su 3 fronti: • Scuole • Eventi • Digitale L’unica in Italia a fornire formazione certificata LEGO Education I nostri formatori sono formati e certificati da grandi nomi internazionali e riconosciuti tra i professionisti più innovativi nel mondo education Garantiamo formazione su: • LEGO Education • Robotica ed elettronica educativa • Tinkering • Storytelling • FabLab • Stampa 3D • Lavagne e proiettori interattivi • BYOD
La nostra esperienza al tuo servizio Un catalogo dedicato in continuo aggiornamento Copia cartacea in arrivo in questi giorni in tutte le scuole aggiudicatarie
Laboratori didattici innovativi
Da questo A questo
Le finalità del bando
• Realizzazione o aggiornamento
in chiave innovativa e digitale
dei laboratori professionalizzanti
• Integrazione della scuola con il
sistema produttivo
• Acquisizione di strumentazioni
all’avanguardia che possano
favorire e potenziare
l’apprendimento delle
competenze professionali
Da dove si parte Fonte: ‘The future of work’’ – Paolo Falco OECD – LEGO Conference 2017
Da dove si parte Fonte: ‘The future of work’’ – Paolo Falco OECD – LEGO Conference 2017
Trend del mondo del lavoro
Robotica educativa: il futuro del mondo del lavoro Fonte: ‘The future of work’’ – Paolo Falco OECD – LEGO Conference 2017
Il futuro è STEAM
Europa
• La Comissione Europea stima una crescita media
costante di 112mila nuovi posti di lavoro nel settore ICT
all’anno da qui al 2020*
• Nel 2012, le donne nella tecnologia erano solo il 25%*
• Solo il 31,71% delle donne italiane, contro il 68,9% degli
uomini, sono impegnate nel settore delle STEM*
USA
Il 65% degli attuali studenti americani faranno un lavoro che
oggi non esiste (Dipartimento del Lavoro USA)
* Dati dalla ricerca della Commissione Europea Women active in the ICT sectorIl futuro è STEAM Il lavoro diventa tecnologico, ma i giovani studiano lettere Solo il 24% degli studenti si iscrive alle facoltà scientifiche anche se nei prossimi 10 anni il 70% delle professioni evolverà in ambito digitale. Gli esperti di InTribe: “Se non colmiamo la lacuna nelle competenze in 3 anni potremmo avere 3 milioni di posti di lavoro vacanti” Link
Nelle puntate precedenti… Tutte le videoregistrazioni disponibili a questo link: www.campustore.it/pon- scuola-2014-2020/laboratori-didattici-innovativi.html 7 marzo: realizzazione di un laboratorio sull'innovazione nell'agroalimentare 27 febbraio: laboratori linguistici 26 febbraio: webinar con il co-fondatore di Arduino Massimo Banzi, che ha presentato la piattaforma programma CTC 101 9 febbraio: robotica umanoide 6 febbraio: laboratori per le competenze di base: robotica, matematica, scienze e lingue 1 febbraio: gli step necessari per la presentazione della propria candidatura sulla piattaforma GPU 30 gennaio: FabLab e laboratori di creatività, arte, grafica, disegno tecnico e moda 22 gennaio: laboratori per le competenze di base di robotica e laboratori professionalizzanti di robotica, elettronica e automazione 17 gennaio: introduzione al bando con gli step necessari per presentare la propria candidatura e una serie di suggerimenti pratici per realizzare nuovi laboratori professionalizzanti o per rinnovare, in chiave digitale, quelli già esistenti (anche i più tradizionali)
Robotica educativa, automazione,
robot umanoidi
Pietro Alberti
Robotica e automazione per la scuola secondaria
Email: p.alberti@mediadirect.it
#luomochesussurraairobotLEGO MINDSTORMS Education EV3
LEGO MINDSTORMS Education EV3
Cos’è
Un kit di robotica educativa composto da una parte tangibile e
assemblabile (mattoncini LEGO Technic) e una parte digitale per la
programmazione vera e propria
A cosa serve
È uno strumento molto motivante, perfetto per prevenire fenomeni
come l’abbandono scolastico e per aumentare i risultati scolastici di
tutti gli studenti, soprattutto nelle materie STEAM
Come funziona
Nel software LEGO MINDSTORMS Education EV3 sono presentate
attività didattiche passo-dopo-passo
Linguaggi di programmazione
Proprietario (visuale a icone), LabVIEW, Java, C/C++, Basic, Swift
Playground e molti altri
Compatibilità
Windows, Mac, iOS, Chrome OS, Android
www.campustore.it/robotica-educativa-elettronica-coding/lego-education/mindstorms-ev3.htmlLEGO MINDSTORMS Education EV3
Incluso nel set:
www.campustore.it/robotica-educativa-elettronica-coding/lego-education/mindstorms-ev3.htmlMattoncino EV3 programmabile
• Processore ARM9 con kernel Linux
• Quattro uscite (motori)
• Quattro ingressi (sensori)
• USB, Bluetooth o connessione Wi-Fi
• Schermo LCD 178x128 pixel
• Memoria flash da 16 MB
• RAM da 64 MB
• Porta scheda SD: 32 GB
• Più utilità integrate
• 1.000 campioni al secondo
• Illuminazione pulsanti mattoncino EV3
• Suono
www.campustore.it/robotica-educativa-elettronica-coding/lego-education/mindstorms-ev3.htmlSoftware di programmazione LEGO Education
www.campustore.it/robotica-educativa-elettronica-coding/lego-education/mindstorms-ev3.htmlPossibile simulazione di applicazioni industriali
www.campustore.it/robotica-educativa-elettronica-coding/lego-education/mindstorms-ev3.htmlLEGO MINDSTORMS Education EV3
LEGO MINDSTORMS Education EV3
LEGO Education con Arduino
EVShield
• Permette ad una scheda Arduino di utilizzare motori e
sensori LEGO MINDSTORMS Education EV3 o NXT
• Consente di unire la facilità di assemblaggio e modifica
dei componenti LEGO Education alla programmazione
avanzata e altamente personalizzabile garantita dal
linguaggio C/C++ di Arduino
• 4 motori / 4 sensori LEGO
• Header per collegare in stacking altri shield Arduino,
I2C, pin per collegare fino a 6 servomotori aggiuntivi
• Pulsanti e led RGB, controllabili nell’IDE di Arduino
• Compatibile con la scheda Arduino UNO, 101, e altre
con fattore di forma simile
www.campustore.it/robotica-educativa-elettronica-coding/lego-education/mindstorms-ev3.htmlLEGO Education con Raspberry
PIStorms
• Rende possibile governare i robot LEGO
Education utilizzando nuovi ambienti di
programmazione (es. Scratch e Python)
• Il display touchscreen rende facile
interagire col robot
• Consente di collegare 4 sensori e 4
motori LEGO Education
• Compatibile con Raspberry Pi Modello Pi
A+, B+, Pi 2 e Pi 3
www.campustore.it/robotica-educativa-elettronica-coding/lego-education/mindstorms-ev3.htmlMicrosoft MakeCode
for LEGO ® MINDSTORMS® Education EV3
• makecode.mindstorms.com
• Ideale per il Set Base LEGO Education EV3
• Nessuna installazione richiesta (si usa il browser)
• Programmazione grafica a blocchi, stile Scratch/Blockly
Javascript
• Simulatore interattivo
• Tutorial ed esempi
• Il programma può essere scaricato e salvato nel brick EV3Microsoft MakeCode
for LEGO ® MINDSTORMS® Education EV3
Simulatore interattivo BlocchiJavascriptmBot
mBot
Cos’è
Un robot a basso costo, facile da montare, ideale perché i bambini
inizino a fare esperienza con la programmazione grafica,
l'elettronica e la robotica
A cosa serve
E’ una soluzione tutto in uno per l'apprendimento della robotica e
delle materie STEM
www.campustore.it/robotica-educativa-elettronica-coding/mbot-makeblock.htmlmBot
Come funziona
• Facile da montare: bastano 10 minuti
• Libero dai fili grazie alla connessione wireless (Bluetooth
o WiFi a 2,4 GHz)
• Progetti diversi come il robot segui linea o il robot evita
ostacoli
Come si programma
• Elettronica basata sulla piattaforma open-source Arduino
• Due strumenti di programmazione: mBlock (strumento
di programmazione drag-and-drop sulla base di Scratch
2.0) e Arduino IDE
• Swift Playground di Apple
• Azure di Microsoft
www.campustore.it/robotica-educativa-elettronica-coding/mbot-makeblock.htmlmBot Doppia visualizzazione del programma: grafica e testuale!
Scratch Arduino
www.campustore.it/robotica-educativa-elettronica-coding/mbot-makeblock.htmlmBot con Microsoft Cognitive Services - Azure
Il software mBlock offre
un’estensione per supportare i
Servizi Cognitivi di
Microsoft Azure.
Si possono analizzare volti
umani (face): genere, età e
stato emotivo (felicità,
tristezza,sorpresa, rabbia,
paura, disprezzo, disgusto o
neutralità), rilevare testi
presenti su immagini
(computer vision) e convertire
le parole dette in testo
(speech to text).
www.campustore.it/robotica-educativa-elettronica-coding/mbot-makeblock.htmlArduino CTC 101 Piattaforma modulare STEAM per la scuola secondaria
Cos’è Arduino
Arduino è la più popolare piattaforma Open
Source per la progettazione elettronica: da più
di 10 anni, Arduino è utilizzato come "cervello"
in migliaia di progetti creativi, professionali ed
educativi.
Hardware-Software
L’ecosistema Arduino è composto da:
● Un ambiente di programmazione e
sviluppo
● Una linea di schede e kit per diverse
esigenze e livelli di complessità
● Un’ampia collezione di librerie software
● Una community globale di milioni di
utilizzatoriArduino Education Arduino Education fornisce strumenti per l’apprendimento e l’insegnamento dell’elettronica, della robotica e delle discipline STEAM (Scienze, Tecnologia, Ingegneria, Arte e Matematica). L'approccio didattico di Arduino si basa su attività pratiche e progetti di gruppo, attraverso i quali studentesse e studenti sperimentano concetti teorici in maniera creativa e collaborativa.
Cos’è il CTC101?
Un’introduzione
Il CTC 101 è un programma modulare per
docenti e studenti delle scuole secondarie
superiori per l’insegnamento e l’apprendimento
delle discipline STEAM (dall’inglese Scienze,
Tecnologie, Ingegneria, Arti, Matematica)
attraverso una didattica laboratoriale
coinvolgente ed attiva.
Grazie al programma CTC 101, il team
internazionale di Arduino Education ha
contribuito dal 2015 ad arricchire la didattica per
i docenti di scuola secondaria superiore in
Europa e America Latina.
www.campustore.it/ctc-101-tecnologia-creativa-in-classe.htmlCos’è il CTC101?
Un’introduzione
Il programma CTC 101 sviluppato per studenti di
scuola secondaria superiore dai 14 ai 17 anni,
comprende:
• Un kit per una classe fino a 30 studenti con
componenti elettronici e parti pre-tagliate per
assemblare gli esperimenti e i progetti
• Accesso alla piattaforma E-learning
• 26 progetti pratici documentati
• Formazione a distanza per i docenti con webinar
di supporto tenuti dagli esperti Arduino Education
• Documentazione online, tutorial e materiali
didattici
• Forum di supporto per docenti e studenti
è disponibile in
Italiano, Inglese e Spagnolo
www.campustore.it/ctc-101-tecnologia-creativa-in-classe.htmlCTC 101
Il kit
Il kit comprende più di 700 componenti
elettronici e parti per una classe fino a 30
studenti:
• 6 schede Arduino 101
• 6 Education shields
• Parti in legno MDF tagliate al laser per
completare 26 esperimenti
• Batterie
• Cavi USB
• Sensori ed attuatori per la classe:
• Sensori di luce,
• Piezo,
• Potenziometri,
• LED,
• E molto altro ancora…
www.campustore.it/ctc-101-tecnologia-creativa-in-classe.htmlCTC 101
La formazione ed il supporto per i docenti
Il programma per i docenti comprende 6 webinar
per la formazione a distanza ed un forum di
supporto dove confrontarsi sulle tematiche del
programma, per supportare i docenti
nell’introduzione e implementazione del CTC 101
www.campustore.it/ctc-101-tecnologia-creativa-in-classe.htmlCTC 101
I 5 moduli formativi
Gli Studenti lavorano in gruppo nella realizzazione di 26 progetti tematici
basati su 5 moduli di contenuti di livello di complessità crescente
I moduli spaziano dalla programmazione (Code) alla robotica educativa
(Robots) e ai dispositivi con connettività Bluetooth (Space)
Tutti i moduli sono supportati da materiali didattici disponibili online, codice,
forum di supporto e troubleshooting
www.campustore.it/ctc-101-tecnologia-creativa-in-classe.htmlCTC 101
Esperimenti pratici
Il programma è stato sviluppato secondo i principi di una didattica attiva e laboratoriale, grazie alla quale le studentesse e gli
studenti imparano concetti teorici applicati ad esperimenti reali
Gli studenti lavorano in gruppo per assemblare e programmare i progetti. Ad ogni gruppo è infatti assegnato un progetto diverso
rispetto al resto della classe
www.campustore.it/ctc-101-tecnologia-creativa-in-classe.htmlCTC 101
Testato con successo in Europa ed America Latina
www.campustore.it/ctc-101-tecnologia-creativa-in-classe.htmlAutomazione e Industria 4.0
Industria 4.0 Modalità organizzativa della produzione di beni e servizi basata sull’integrazione degli impianti produttivi con le tecnologie digitali L’obiettivo è creare sistemi produttivi, commerciali logistici in grado di gestire, interpretare e sfruttare a proprio vantaggio la mole di dati resa disponibile dalle tecnologie digitali Come entra a scuola? Attraverso la realizzazione di laboratori tematici che coniughino apparati produttivi alle tecnologie digitali Riportando al centro la didattica laboratoriale Motivando gli studenti e parlando con il territorio e il mondo del lavoro, preparando i professionisti di domani
fischertechnik – Sistema produttivo completo Il modello fischertechnik che simula un sistema produttivo Perfetto per apprendere il funzionamento delle funzioni cicliche automatizzate del mondo dell'industria Un vero e proprio sistema produttivo composto dalla combinazione di stazioni produttive, controllo, smistamento e stoccaggio pezzi Comprende quattro stazioni complete del processo produttivo: • Un magazzino verticale che include un nastro trasportatore e uno scaffale per lo stoccaggio verticale dei pezzi • Una linea di produzione con forno, che consente di costruire un forno con una porta scorrevole pneumatica • Una linea di smistamento pezzi attraverso la rilevazione dei colori • Un braccio robotico a tre assi con presa a ventosa www.campustore.it/laboratori/meccatronica/modelli-automazione.html
fischertechnik – Sistema produttivo completo
fischertechnik + Siemens
Media Direct e Siemens SCE (Siemens Automation Cooperate
with Education) hanno avviato già da qualche anno una
collaborazione per la diffusione di sistemi di automazione
industriale combinati "Siemens-fischertechnik" per la didattica
Questa sinergia unisce il mondo della scuola (modelli
fischertechnik) col mondo del lavoro (PLC Siemens)
fornendo agli studenti delle attività altamente professionalizzanti.
Nella linea Automazione Industriale di fischertechnik si trovano
modelli compatti e funzionali, già assemblati, ideali per corsi di
formazione, perfezionamento e per l’automazione industriale.
Disponibili sia nella versione standard con alimentazione a 9V,
sia nella versione compatibile allo standard industriale
internazionale a 24V (adatti per essere utilizzati direttamente con
PLC industriali)
I modelli fischertechnik sono proposti
sia SINGOLARMENTE (adatti per chi possiede già un PLC) sia
come KIT comprensivi di tutti i componenti Siemens necessari
(adatti per chi si avvicina per la prima volta al campo
www.campustore.it/laboratori/meccatronica/modelli-automazione.html
dell'automazione industrialeEsempio pratico di collegamento del nastro
trasportatore a un PLC Siemens Logo!
www.campustore.it/laboratori/meccatronica/modelli-automazione.htmlMappatura dei terminali di alimentazione e I/O
www.campustore.it/laboratori/meccatronica/modelli-automazione.htmlSchema di collegamento elettrico
www.campustore.it/laboratori/meccatronica/modelli-automazione.htmlProgrammazione del PLC
www.campustore.it/laboratori/meccatronica/modelli-automazione.htmlfischertechnik + IBM Watson
Il modello di catena di montaggio di fischertechnik, interfacciato con IBM Cloud (Watson IoT) Fabbrica Cognitiva
www.campustore.it/laboratori/meccatronica/modelli-automazione.htmlAutomazione e Industria 4.0 Il braccio robotico Dobot
Dobot
Braccio robotico educativo multifunzione, ideale per le materie scolastiche STEM
Volkswagen utilizza Dobot Magician nel loro modello di linea di produzione assieme ai PLC Siemens
• In lega di alluminio e ABS
• 4 assi
• Alta ripetibilità di posizionamento: 0.2mm
• Carico max: 500g
• Estensione braccio: 320mm
• Comunicazione: USB/wi-fi/Bluetooth
• Può anche essere usato anche come stampante 3D,
incisore a Laser, disegnatore con penna, ecc.
• Controllabile mediante: computer, smartphone, gesti,
voce, e persino mediante impulsi cerebrali.
• Supporta la programmazione grafica e testuale, tra cui:
C++, JAVA, Python, Labview, Matlab e altri.
www.campustore.it/dobot-magician-robotic-arm-edu-version.htmlDobot
Configurazione con rotaia di
spostamento
Montato su una rotaia su cui può scorrere
per circa un metro.
Lo spazio di lavoro del braccio robotico
viene ampliato, consentendo attività quali:
raccolta e posizionamento di oggetti,
scrittura, disegno o incisione laser su
un'area estesa.
www.campustore.it/dobot-magician-robotic-arm-edu-version.htmlDobot
Questa configurazione permette di simulare e realizzare una linea di produzione automatizzata costituita da:
• 1 nastro trasportatore corredato di 1 sensore fotoelettrico per rilevare la presenza di pezzi, 1 sensore di colore per
classificare oggetti (rossi, blu e verdi) e diversi blocchetti di legno colorati facili da afferrare, spostare
• 2 bracci robotici: uno per l’attività di “pick and place” (per prelevare e depositare i blocchi di legno sul nastro) e uno
per l’attività di “color sorter” (per prelevare dal nastro e disporre i blocchi di legno ordinati in base al colore)
www.campustore.it/dobot-magician-robotic-arm-edu-version.htmlDobot
Robotica umanoide: NAO e Pepper
Dalla fantascienza...
Maschinenmen
C-3PO...alla realtà
Perché si costruiscono robot umanoidi?
• Migliorare l’interazione uomo-robot
• Interagire in modo naturale con l’ambiente e le
persone
• Approccio biorobotico
• Robot come “modelli materiali” utili per testare ipotesi
scientifiche
• Tele-presenza (riguarda gli androidi)
• Estendere la presenza delle personeRobot umanoide NAO Cos’è Un robot umanoide che si muove, riconosce persone e oggetti, segue differente oggetti usando tutto il suo corpo, ascolta e parla A cosa serve Rappresenta il complemento ideale per insegnare coding e robotica, così come le discipline STEM a tutti i livelli, dalla scuola elementare all’università Linguaggi di programmazione Choregraphe, Python, Java, C++ Compatibilità Windows, Mac OS X, Linux www.campustore.it/robotica-educativa-elettronica-coding/nao.html
Robot umanoide NAO
• Robotica per qualsiasi grado di scuola e ambiente di programmazione ad icone anche per
non esperti (Choregraphe)
• NAOqi: sistema operativo dedicato che gli permette di
• Utilizzare i sensi per essere cosciente dell’ambiente circostante e agire proattivamente
• Immagazzinare attraverso un motore conversazionale ciò che viene detto e ricordare
i dialoghi
• Leggere le emozioni attraverso un motore emozionale
• Utilizzabile con alunni BES
www.campustore.it/robotica-educativa-elettronica-coding/nao.htmlRobot umanoide NAO
Robot umanoide Pepper Cos’è Un robot umanoide in grado di recepire le principali emozioni (gioia, tristezza, rabbia e sorpresa) e adattare il suo comportamento in base allo stato d’animo degli esseri umani che lo circondano A cosa serve Incoraggia e stimola il desiderio di apprendimento degli studenti ed è una straordinaria piattaforma di studio per approfondire non solo il modo in cui i robot possono simulare le emozioni umane ma anche il modo in cui possono interpretarle e reagire di conseguenza Linguaggi di programmazione Choregraphe, Python, Java, C++ Compatibilità Windows, Mac OS X, Linux www.campustore.it/robotica-educativa-elettronica-coding/pepper.html
Robot umanoide Pepper
Piattaforma software di NAO e Pepper
• La programmazione del robot può avvenire in ambiente Windows, Mac OS o Linux e con tanti linguaggi, tra cui Choregraphe,
C++, Python, Urbi, e. Net. Ci sono appositi SDK.
• Naoqi è il framework utilizzato per programmare i robot NAO e Pepper. Naoqi soddisfa le esigenze di robotica comuni:
parallelismo, risorse, sincronizzazione ed eventi.Ma… come si programmano questi robot?
Choregraphe • Free download (previa registrazione): https://community.ald.softbankrobotics.com/en/resources/software/language/en-gb
Choregraphe - Schermata all’avvio
Choregraphe - Programma con 2 icone in sequenza
Choregraphe - Programma con 2 icone in sequenza
Choregraphe - Programma con 3 icone, 1 in Python
Le vostre domande
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E-mail: info@campustore.it
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