ROBOTICA e NUOVE STRATEGIE per l’ APPRENDIMENTO
Agenda
• Breve introduzione al mondo UAV
• Applicazioni civili per UAV
• UAV, modellismo e didattica
• Valore aggiunto per l´apprendimento didattico
• Kit di base per la didattica
• Kit avanzato CANaerospace
• Problemi legati all´uso di UAV
• Domande e risposte
ROBOTICA e NUOVE STRATEGIE per l’ APPRENDIMENTO
Micro seminari di aggiornamento nell’ ambito delle iniziativ e attiv ate dalle scuole della rete ENIS Italia
ITIS G. FERRARIS / partner Consorzio VERONA TECNOLOGIA – Febbraio 2006 – Verona - Italy
Interv ento a cura di :
JARNO PUFF - A2TECH
ROBOTICA e NUOVE STRATEGIE per l’ APPRENDIMENTO
Che cosé un UAV (Robotica volante)?
UAV é l´acronimo di Unmanned Aerial Vehicle, ovvero aerei senza pilota, detti anche
„droni“. Si tratta di una classe di velivoli aerei in grado di volare senza la presenza di
un equipaggio a bordo. La guida di questo velivolo puó essere effettuata da terra
(RPV-Remote Piloted Vehicle) o essere affidata ai computer di bordo (Autopilota).
Vantaggi primari degli UAV:
- Riduzione dei costi operativi rispetto a velivoli convenzionali con pilota
- Operazioni in ambienti inadatti alla presenza umana
- Dispiego immediato per il rilevamento dall´alto di calamitá naturali
- Adattabili ad ogni tipo d´impiego
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Micro seminari di aggiornamento nell’ ambito delle iniziativ e attiv ate dalle scuole della rete ENIS Italia
ITIS G. FERRARIS / partner Consorzio VERONA TECNOLOGIA – Febbraio 2006 – Verona - Italy
Interv ento a cura di :
JARNO PUFF - A2TECH
ROBOTICA e NUOVE STRATEGIE per l’ APPRENDIMENTO
UAV attualmente in produzione
A oggi esisitono svariate soluzione UAV in commercio, m a quasi tutte per impiego militare. Questo limita molto
l´utilizzo per applicazioni civili, dove non sempre é possibile preprogrammare la missione di volo.
Dragon Eye / Raven
Silver Fox
Desert Hawk (FPASS)
Pointer / Puma
ScanEagle
Aerosonde
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JARNO PUFF - A2TECH
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• Gli UAV sotto elencati dispongono di una propulsione elettrica con alimentazione a batteria
• Il raporto Peso/Potenza si bilancia intorno ai 80Watt/Kg
• Apertura alare da 1,4m a 3m
• Peso al decollo da 2 a 5kg
• Peso carico utile da 0,5kg a 1kg
• Quota operativa circa 300m
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JARNO PUFF - A2TECH
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• Gli UAV sotto elencati dispongono di una propulsione a scoppio con alimentazione a carburante benzina verde o
diesel
• Il raporto Peso/Potenza si bilancia intorno ai 80Watt/Kg
• Apertura alare da 2,4m a 3m
• Peso al decollo da 10 a 20kg
• Peso carico utile da 2,5kg a 6kg
• Quota operativa circa 6000m
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JARNO PUFF - A2TECH
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Chi trova interessante l´utilizzo della tecnologia UAV?
La raccolta d’informazioni e l’attività di sorveglianza sono precursori fondamentali per
ogni operazione per la gestione delle crisi. Questa puó essere eseguita da velivoli
convenzionali con pilota a bordo, oppure con gli UAV, Unmanned Air Vehicle. Gli enti
maggiormente interessati all´utilizzo civile di UAV sono:
• Polizia
• Carabinieri
• Guardia di Finanza
• Guardia Forestale
• Protezione Civile
• Vigili del Fuoco
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Applicazione Civile: Osservazione e il rilevamento di dati in zone colpite da alluvioni e
inondazioni
Rilievamento immediato dell´area inondata
Coordinamento e supporto ai soccorsi
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Applicazione Civile: Osservazione e il rilevamento di dati in zone colpite da eruzioni
vulcaniche
Eruzione lavica
Eruzione esplosiva
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Applicazione Civile: Osservazione e il rilevamento di dati in zone colpite da frane e
smottamenti, subsidenze e sprofondamenti
Ispezione estensione catastrofe
Sprofondamento
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Applicazione Civile: Osservazione e il rilevamento di dati in zone colpite da valanghe
Ispezione zone colpite
Coordinamento soccorsi
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Applicazione Civile: Osservazione e il rilevamento di dati in zone colpite da terremoti
Coordinamento soccorsi
Rilevamento di dati
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Applicazione Civile: Osservazione e il rilevamento di dati in zone colpite da maremoti
Coordinamento soccorsi
Rilevamento di dati
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Applicazione Civile: Controllo di aree boschive, parchi naturali e prevenzione degli
incendi estivi
Incendio boschivo alpino
Incendio boschivo in pianura
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Applicazione Civile: Perlustramento di aree portuali e zone designate alla pesca.
Supporto a missioni di soccorso e ricerca (SAR) costiere e marittime
Area portuale e c ontainer hub
Area portuale e rafinerie
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ROBOTICA e NUOVE STRATEGIE per l’ APPRENDIMENTO
Applicazione Civile: Osservazione e perlustramento traffico autostradale e grandi opere
pubbliche. Supporto aereo alla pubblica sicurezza
Controllo traffico autostradale
Controllo pubblica sicurezza
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Applicazione Civile: Perlustramento per l´individuazione di discariche ed edilizia abusive
in pianura e zone boschive
Discariche abusive in pianura
Discariche abusive boschive
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Applicazione Civile: Perlustramento per l´individuazione di discariche ed edilizia abusive
in pianura e zone boschive
Discaria abusiva c on c ontaminazione acqua
Edilizia abusiva
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ROBOTICA e NUOVE STRATEGIE per l’ APPRENDIMENTO
Applicazione Civile: Ispezione di linee elettriche e liniee ferroviarie
Ispezione linee elettriche
Ispezione linee ferroviarie
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ROBOTICA e NUOVE STRATEGIE per l’ APPRENDIMENTO
Robotica = Modellistica = Motivatore per Apprendimento e Lavoro di Gruppo
Il modellismo, sia statico che dinamico costituisce un validissimo strumento didattico sotto
molteplici punti di vista. Oltre all´apprendimento facilitato dalla parte pratica, il modellismo
permette di creare gruppi di lavoro e incintiva il „team working e problem solving“
La costruzione in scala di un modellino deriva da una serie di attivita' che fondono
felicemente saperi teorici con la pratica. Si parte da una attivita' di ricerca e di progettazione
a tutto campo (tecnologia dei materiali, CAD, aerodinamica, storia...) per poi passare alla
realizzazione vera e propria con test pratico (modellismo dinamico o aeromodellismo). Il
modellismo non è scevro da saperi avanzati di elettronica, fisica, arte, storia...
Non necessariamente il modellismo e' adatto agli alunni delle scuole secondarie superiori
ne' presuppone ingenti investimenti finanziari; basta scegliere oculatamente gli obiettivi da
perseguire. Molto importante: individuare una soluzione modulare che cresce con
l´esigenza delle scuole senza ricominciare da capo. Questo é a oggi il maggior problema
nelle scuole ed universitá.
Nota: Nell´ambito a scopo didattico, il tema UAV (derivati di modellismo) aiuta a favorire la
formazione e la conoscenza del settore aerospaziale rivolta in particolare ai giovani.
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Kit di robotica volante di base per tutti i livelli di studio
Un modello idoneo alle scuole:
RV-02-Academic a propulsione elettrica
Materiale: EPP (una specie di
polistirolo, ma molto piú resitente,
flessibile e riparabile con la Loctite)
Apertura alare: 1600mm
Peso al decollo: 2.1kg
Motorizzazione: elettrica
Controllo: convenzionale, semiautonoma e autonoma
Costo kit: da definire, dipende dal
contenuto del kit di base
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Kit di robotica volante di base con moduli aggiuntivi
Materiale: EPP (una specie di
polistirolo, ma molto piú resitente,
flessibile e riparabile con la Loctite)
Apertura alare: 1600mm
Peso al decollo: 2.1kg
Motorizzazione: elettrica
Controllo: convenzionale, semiautonoma e autonoma
Costo kit: da definire, dipende dal
contenuto del kit di base
Real-Time
Data Link
Esempio Stazione di pilotaggio UAV
Esempio Autopilota
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Kit di robotica volante avanzata: CANaerospace
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Esempio di Modellistica e Didattica:
Laboratorio di Modellistica - Politecnico di Milano
Descrizione
Il Laboratorio di Modellistica del DPA è stato creato nel 1987, la sua sede odierna è l'edificio
E del Campus Bovisa, via Durando 10, Milano.
I suoi spazi comprendono: un’aula didattica attrezzata con macchinari da modellismo, un
locale con macchine da falegnameria, un settore informatico per l’elaborazione di disegni 2D
e modelli virtuali 3D e una raccolta di più di 250 modelli.
Obiettivi
Il Laboratorio svolge attività didattica, di ricerca e conto terzi, inerente la realizzazione di
modelli architettonici alle varie scale, da quella territoriale e urbana a quella edilizia, degli
interni e degli oggetti d’uso, tramite un’attenta interpretazione e verifica dei disegni di rilievo
o di progetto e dei caratteri materici dell’opera da rappresentare.
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Esempi di UAV (Modellistica avanzata)
•
Airships: 4 m up to 13 m for Indoor and Outdoor Surveillance applications; Electric
driven; Range up to 2 km
•
Fixed Wing UAV: 1.4 m up to 4.5 m for close to mid-range Reconnainance &
Surveillance applications; Range up to 20 km
•
Rotary Wing VTOL UAV: 2 m up to 3.1 m Main Rotor diameter for close to mid-range
Reconnainance & Surveillance applications in harsh environments; Range up to 10 km
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Problemi per l´aeromodellismo in Italia
Il problema maggiore risulta nella disponibilitá di posti idonei a fare volare i modelli realizzati
dalle scuole. I campi di volo sono rari e male attrezzati. Se si paragona invece la
disponibilitá di campi da calcio, che alla maggiore sono vuoti durante la giornata, ne
esistono uno ogni dietro angolo. La domanda é: cosa é piú sano e istruttivo per la crescita
della mente?
In parole povere, in Italia manca la cultura del modellismo a scopo didattico.
Per il mondo UAV, i problemi diventano piú complessi. Oltre alla scarsa disponibilitá di
campi di volo ed addestramento, esiste anche il problema dello spazio aereo comune,
affidabilitá dei sistemi di bordo, certificazioni di UAV per applicazioni civili (pesi e dimensioni
per cattegorie), scarsa collaborazione con l´ENAC - Ente Nazionale per l´Aviazione Civile.
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Domande e Risposte
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