Agenda. ROBOTICA e NUOVE STRATEGIE per l APPRENDIMENTO. Interv ento a cura di : JARNO PUFF - A2TECH

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1 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

2 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

3 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 Desert Hawk (FPASS) Pointer / Puma Silver Fox ScanEagle Aerosonde

4 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

5 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

6 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

7 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

8 Applicazione Civile: Osservazione e il rilevamento di dati in zone colpite da eruzioni vulcaniche Eruzione lavica Eruzione esplosiva

9 Applicazione Civile: Osservazione e il rilevamento di dati in zone colpite da frane e smottamenti, subsidenze e sprofondamenti Ispezione estensione catastrofe Sprofondamento

10 Applicazione Civile: Osservazione e il rilevamento di dati in zone colpite da valanghe Ispezione zone colpite Coordinamento soccorsi

11 Applicazione Civile: Osservazione e il rilevamento di dati in zone colpite da terremoti Coordinamento soccorsi Rilevamento di dati

12 Applicazione Civile: Osservazione e il rilevamento di dati in zone colpite da maremoti Coordinamento soccorsi Rilevamento di dati

13 Applicazione Civile: Controllo di aree boschive, parchi naturali e prevenzione degli incendi estivi Incendio boschivo alpino Incendio boschivo in pianura

14 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

15 Applicazione Civile: Osservazione e perlustramento traffico autostradale e grandi opere pubbliche. Supporto aereo alla pubblica sicurezza Controllo traffico autostradale Controllo pubblica sicurezza

16 Applicazione Civile: Perlustramento per l individuazione di discariche ed edilizia abusive in pianura e zone boschive Discariche abusive in pianura Discariche abusive boschive

17 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

18 Applicazione Civile: Ispezione di linee elettriche e liniee ferroviarie Ispezione linee elettriche Ispezione linee ferroviarie

19 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.

20 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

21 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 Autopilota Esempio Stazione di pilotaggio UAV

22 Kit di robotica volante avanzata: CANaerospace

23 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.

24 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

25 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.

26 Domande e Risposte

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