Un robot come strumento per l’autonomia del bambino e come alleato per l’educatore.

La robotica educativa, ovvero l’utilizzo di robot a fini didattici a scuola o durante un’animazione scientifica, permette ai giovani di acquisire competenze tecniche e manuali, sviluppare senso critico e logica, apprendere le basi di un mestiere e, chissà, scoprire una vocazione.

Quello che la rende così interessante è il tipo di approccio: un percorso verso l’autonomia, l’autoregolazione dei bambini o degli adolescenti e il problem-solving creativo.

Nell’ambito di un progetto europeo condotto dal Laboratoire des Usages en Technologies d’Information Numérique (LUTIN) dell’Université Paris 8, ho svolto dei laboratori di robotica con diversi gruppi di ragazzi tra gli 8 e i 13 anni, assistiti da Ilaria Gaudiello, dottoressa in psicologia cognitiva. I bambini hanno sviluppato fiducia nelle proprie capacità e hanno imparato ad avvalersi della collaborazione del gruppo, a consultare manuali e documenti online in maniera autonoma, riuscendo a realizzare progetti individuali.

Che cos’è veramente un robot ?

Per iniziare un progetto di robotica, bisogna interrogarsi sull’immaginario dei giovani riguardo ai robot. Sono ancora alla visione romantica del robot gentile amico dell’uomo, tipo Wall-E, oppure sono già conoscitori esperti?

Un robot non è un automa come quello del film Hugo Cabret, ispirato ai primi automi del XVIII secolo. Completamente meccanico, bisognava ricaricarlo ogni volta per fargli eseguire sempre la stessa azione, ad esempio scrivere una frase (ma per l’epoca era già un risultato stupefacente!).

Un robot non è una macchina come la lavatrice, che possiede in più una parte elettronica ma è programmata per compiere solo poche azioni, sempre le stesse.

Un robot è capace di rispondere agli stimoli ambientali esterni (un suono, una luce, ecc.) e possiede una parte informatica che permette di programmarlo perché dia una risposta adeguata. Si può replicare: ma allora, secondo questa definizione, una porta automatica con un rivelatore di presenza è un robot? Ebbene sì, è un piccolo robot semplice, anche se non ha forma umanoide.

Come è fatto un robot ? Quali sono le sue componenti? 

I pezzi meccanici compongono il suo “corpo” e sostengono le parti elettroniche e informatiche.

Le parti elettroniche sono:

• i sensori, ossia gli strumenti di percezione che ricevono gli stimoli esterni: rivelatori di luce, colori, temperatura, suono, ecc.
• gli attuatori : motori, bracci meccanici, emettitori di suoni ecc.
• un’alimentazione elettrica (batteria)

Le parti informatiche sono:

• il processore o microchip
• il software perla programmazione

A tutto questo si deve aggiungere un’alimentazione elettrica (batteria).

Un robot educativo: Lego Mindstorm NXT 

Tra i robot destinati alle attività didattiche, Mindstorm è il più usato. È venduto sotto forma di kit di montaggio, quindi può assumere vari aspetti a seconda del progetto.

Riporto qui le fasi dell’attività di robotica con Mindstorm destinata a ragazzi di età compresa tra gli 8 e i 13 anni, ma che si adatta bene anche a ragazzi più grandi.

• Montaggio delle parti meccaniche: seguire le istruzioni di montaggio è già un traguardo per alcuni giovani.

• Montaggio delle parti elettroniche: sensori, motori, cavi USB.

• Personalizzazione del robot a seconda del progetto

• Iniziazione al software di programmazione sul computer (e di un po’ d’inglese)

• Programmazione di una o più azioni
• Trasferimento sul robot dei file con le istruzioni

Nella foto seguente si può vedere il “mattoncino intelligente”, cioè il processore nel quale si scaricano i file e si eseguono.

A partire da questo momento ci si può divertire a programmare il robot (tramite il software fornito nel kit) per farlo camminare, girare su se stesso, parlare, cantare, muovere le “braccia”.

Tuttavia, programmare una lunga serie di azioni che si avviano schiacciando un bottone non è la cosa più interessante da fare. Si può cominciare a programmare delle azioni che rispondono a stimoli precisi. Ad esempio:

• Cammina fino alla distanza di 50 cm dal muro
• Fermati se senti una voce
• Dì «Hello» se incontri un altro robot o un umano
• Gira su te stesso di 90 gradi se vedi il colore rosso
• Cammina all’indietro se ti toccano

Una volta presa confidenza con il software di programmazione, i ragazzi sono pronti a progredire verso programmi di complessità crescente, grazie al feedback del robot e alla guida dell’educatore.

Se hanno commesso degli errori, il robot non reagirà come previsto. Potranno, allora, correggersi autonomamente, procedendo per tentativi. Saranno molto motivati dalla voglia di riuscire e cominceranno a ideare veri e propri mini progetti, il che costituisce la finalità principale dell’attività.

Il ruolo dell’insegnante (o dell’animatore)

Un progetto di questo tipo può far parte dell’educazione formale (scuola) o informale (animazioni scientifiche). Ogni educatore lo adatterà alla sua pedagogia e ai suoi contenuti.

L’adulto che accompagna questa ricerca in autonomia del ragazzo, dovrà assumere il ruolo di mediatore all’interno dei gruppi e di facilitatore per aiutare i ragazzi a tradurre le proprie idee in progetti.

La robotica educativa può rispondere a diversi obiettivi ed essere inserita nella programmazione di un anno scolastico, oppure rappresentare un’esperienza unica, un’iniziazione. Se si pensa di svolgere questo progetto in un’unica sessione, bisogna prevedere almeno 4 ore. Secondo l’età dei ragazzi, questo tempo può rivelarsi troppo lungo rispetto alla durata dell’attenzione.

Per rispettare i ritmi di apprendimento, sarà necessario privilegiare una divisione in due laboratori: la prima parte, il montaggio, è infatti abbastanza lunga. Per quanto riguarda la programmazione informatica, bisogna aspettarsi che alcuni giovani apprendano molto velocemente, fino a saperne più dell’educatore. Occorre accettare questo fatto e vederlo come un punto di forza: ciò non sminuisce l’autorità dell’adulto.

Un robot per amico

Malgrado tutto, certi bambini sviluppano una specie di affezione verso i robot. Fate attenzione se la vostra attività si svolge in prossimità del periodo di Natale: Lego Mindstorm costa circa 300 euro!

Questo articolo è pubblicato nel numero di febbraio 2016 della rivista Sapere di Edizioni Dedalo. A chi è interessato posso inviare il pdf. Scrivetemi tramite i contatti o nei commenti.

Bonus: Ludmilla che programma il suo robot, disegnata da Mirko.

Per saperne di più

Gaudiello, I., Lefort S., & Zibetti, E. (2015). The place of robots in common-sense ontology and their prospected educative roles: how firm our representations are? Computers in Human Behavior, 50, 259–273.