Tipologia dell'ente/Kind of organization:
Istituto Tecnico Tecnologico
Nome dell'ente che lo ha realizzato/Organization-institute presenting the project:
IISS Canudo-Galilei, Gioia del Colle (BA)
Descrizione del progetto/Describe the project :
3 ragazzi della 5A indirizzo informatico dell'ITT Galilei hanno realizzato, sotto il coordinamento del Prof. Chimenti Umberto, un piccolo rover che effettua raccolta differenziata automatica.
In sostanza il robot:
- è in grado di effettuare movimentazioni autonome di ispezione del territorio alla ricerca di bottiglie di plastica e "palline" di carta;
- è dotato di una rete neurale, opportunamente addestrata nella classificazione (per immagini) di "plastica" e "carta";
- è dotato di un braccio meccanico a 6 assi con terminazione "a pinza" per afferrare gli oggetti dopo la classificazione per mezzo di rete neurale;
- è in grado di effettuare, attraverso algoritmi di machine-learning, il riconoscimento automatico del cestino in cui deporre gli elementi plastici e del cestino che contiene gli elementi cartacei.
Si richiama al video per i dettagli di quanto su indicato.
Sul piano tecnico i ragazzi hanno svolto un lavoro molto impegnativo, in cui il contributo del docente è stato cospicuo in termini progettuali, realizzando il robot nei "loro laboratori domestici", implementando il codice necessario per la gestione delle interfacce di pilotaggio, la realizzazione della rete neurale, il sistema completo di interfacciamento alle telecamere con tecniche di riconoscimento dei frame real-time, nonché la realizzazione effettiva del prototipo hardware che richiede importanti conoscenze/competenze elettroniche.
Link al video di presentazione/Link to the presentation video:
https://youtu.be/fadho1Drhms
Categoria del progetto/Project category :
Educazione fino ai 18 anni/Up to 18 years
Uso delle tecnologie / Use of technologies:
- Coding: programmazione in linguaggio C, python, html, js, jquery, bootstrap e in generale il progetto richiede elevate competenze di programmazione che per l'implementazione in python-keras della rete neurale;
- Sistemi embedded: gestione del microcontroller Arduino e del mini computer Raspberry pi 4;
- Tecniche di visione artificiale: realizzazione di un sistema di riconoscimento automatico con filtraggio HSV (colori rosso e verde);
- Intelligenza Artificiale: realizzazione di una rete neurale multistrato per classificazione immagini;
- Comunicazione wifi: sistema di comunicazione robot-PC realizzato con tecnologia websockets
Indicare gli elementi di innovazione del progetto / What are the innovative aspects of the project?:
Il progetto “ecological rover” rappresenta senza dubbio un esempio di “forte” innovazione sul piano tecnologico, meccatronico e informatico. L’integrazione all’interno di una struttura robotica autonoma di intelligenza artificiale e machine-leaning (reti neurali e sistema di riconoscimento colori real-time) affianco alla progettazione del sistema elettronico da “zero” con l’uso di Arduino e Raspberry, sensori e attuatori, nonché l’implementazione di centinaia di righe di codice (con linguaggio di programmazione innovativi) conferisce al progetto una spiccata valenza tecnologica.
Con quanti utenti interagisce il progetto?/How many users does the project interact with? :
Il progetto nasce come fase terminale di una serie di due corsi pomeridiani di robotica e programmazione con Arduino e Raspberry che ha coinvolto le classi del triennio dell’ITT indirizzo informatico e studenti del liceo scientifico indirizzo tecnologico dell’IISS Canudo-Galilei di Gioai del Colle (BA). Al termine dei corsi, i ragazzi hanno sviluppato i loro progetti (consultabili al link: https://canudogalileimakersrobot.altervista.org/). In particolare, tre studenti della classe quinta, hanno realizzato il progetto “ecological rover” che ha partecipato ad un concorso di innovazione bandito a livello regionale.
Di quali mezzi o canali si avvale il progetto?/Which media or channels does the project use?:
youtube (https://youtu.be/fadho1Drhms)
web (https://canudogalileimakersrobot.altervista.org/)
Il progetto è già stato replicato? /Has the project already been replicated? :
Quali sono le aspettative future?/What are future expectations?:
L’attuale prototipo verrà presentato all’attenzione delle aziende locali nell’ambito dell’alternanza scuola-lavoro con la prospettiva dei seguenti ulteriori sviluppi:
- migliorare la “robustezza” della base meccanica;
- sviluppo di un sistema di object-detection completo attraverso l’uso di rete neurale;
- implementazione di interfacce grafiche innovative e user-friendly;
- ottimizzazione del sistema di riconoscimento dei colori;
- ottimizzazione della movimentazione del braccio meccanico nell’“afferrare” gli oggetti.
Ci si pone anche l’obiettivo di presentare un prototipo completo a concorsi nazionali con la prospettiva di avviare una start-up nel settore robotico.
Durata progetto/project duration:
Risultati ottenuti/Results:
Primo posto al concorso rygen organizzato dal rotary Puglia-Basilicata con conferimento di una borsa di studio del valore di mille euro.
Cognome del coordinatore del progetto/project coordinator surname :
Nome del coordinatore del progetto/project coordinator name :
Il Progetto ha contribuito ad affrontare la pandemia da Covid-19? / Has the project helped facing the emergency of Covid-19? :
Il progetto ha contribuito ad affrontare la pandemia in corso, offrendo l'opportunità agli studenti di "dare vita" alla loro passione per la tecnologia con un obiettivo "nobile e di importanza planetaria". Infatti, l'ecological rover si pone dell'ambito dei progetti innovativi di tipo ecologico, tema "scottante" degli ultimi anni e particolarmente sentito in periodo di covid-19. Il progetto ha partecipato al concorso rygen 2021, organizzato dal rotary Puglia-Basilicata, posizionandosi al primo posto e consentendo ai ragazzi vincitori di ottenere una borsa di studio del valore di mille euro. Una delle problematiche più sentite relative alla didattica "in tempo di covid" per gli istituti tecnici riguarda le attività tecnico-pratiche di laboratorio. Infatti, benché per le lezioni "teoriche" sia possibile sopperire con sistemi di video conferenza, le attività di laboratorio ne hanno risentito non poco. Per tale ragione, sono stati realizzati piccoli laboratori robotici direttamente nelle case dei ragazzi, attraverso comodato d'uso del materiale scolastico. Questo ha consentito un'agile ripresa delle attività tecnico-pratiche e ha dato impulso alla realizzazione di progetti più "ambiziosi" come l'ecological rover. La pandemia in corso non è stata in grado di "spezzare le catene dell'entusiasmo e dell’innovazione".
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