Alla Fablearn conference con Marrtino: sfida su Oxia Planum

Aggiornato il 21 Luglio 2021

Durante la conferenza FabLearn Italy 2020 si è svolta la finale della competizione nazionale di robotica Una gara su Marte con MARRtino alla quale ho partecipato in qualità di giurata insieme a Lorenzo Guasti (Indire), David Scaradozzi (Università Politecnica delle Marche) co-chairs della conferenza Fablearn, Luca Iocchi (Università di Roma “La Sapienza”) e Giovanni Martucci (Altec Space). I team si sono affrontati in una gara avvincente in cui i ragazzi sono stati sia piloti che cronisti.

Le squadre vincitrici sono state premiate nella giornata conclusiva della conferenza chiudendo questo percorso organizzato dall’ufficio Italiano ESERO guidato da ANISN, l’Associazione Nazionale degli Insegnanti di Scienze Naturali. Questo ufficio, promosso e finanziato congiuntamente dall’Agenzia Spaziale Europea (ESA) e quella Italiana (ASI), mette in campo una serie di risorse di didattica delle STEM dove lo spazio è protagonista. La registrazione dell’evento è disponibile sul sito della conferenza.
Questa è la classifica finale della gara, che ha tenuto conto sia del risultato tecnico, ma anche della partecipazione e della comunicazione (ecco i sei migliori racconti scritti dai ragazzi e pubblicati su EduINAF):

1. No Limit (dell’Istituto C.Olivetti d’Ivrea)
2. Svolta su Marte (dell’Istituto di Istruzione Superiore Alessandro Volta di Pescara)
3. FromOzieri2Mars (dell’istituto di istruzione superiore Fermi di Ozieri, provincia di Sassari)

Oltre alle tre squadre vincitrici abbiamo deciso di assegnare altri due premi fuori classifica. Giovanni Putzu da Ozieri si è aggiudicato il premio per il miglior cronista  non solo per la superba cronaca della finale ma anche per la sua produzione sul blog e tutte le tempestive comunicazioni sui vari canali.
Il secondo premio fuori classifica per il “Miglior Rookie” ovvero un premio esordienti è andato al team Ares 1, un team veramente giovane ma che promette benissimo.
I ragazzi hanno anche ricevuto un premio per un racconto collegato a questa esperienza. Trovate proprio qui su EduINAF una selezione di questi racconti curata dalla redazione. La squadra che si è aggiudicata il premio per il miglior racconto è il team Another Opportunity dal Liceo Scientifico Aristofane di Roma.

A conclusione di questa esperienza, chiediamo ad Annalisa Terracina, docente al IIS B. Pascal di Roma e manager di ESERO Italia, di raccontarci qualcosa su questo interessantissimo progetto.
Quali sono gli aspetti salienti dell’ufficio ESERO e del vostro lavoro in questi due anni?
Il progetto European Space Education Resource Office (ESERO) è la modalità principale che ESA ha scelto per sostenere la comunità dell’istruzione primaria e secondaria in Europa. ESERO utilizza temi legati allo spazio e l’indubbio fascino di questa disciplina per migliorare l’alfabetizzazione e la competenza degli alunni delle scuole nelle materie relative alle STEM. Il progetto ESERO evidenzia anche le applicazioni associate allo spazio e aumenta la consapevolezza sulla varietà di prospettive di carriera in questo ambito anche in un’ottica di inclusione sociale e di genere. Le attività ESERO aiutano a portare le materie STEM alla portata degli studenti, demolendo l’idea sbagliata che la scienza sia solo per una élite. Lo spazio, in particolare, diventa non solo un luogo di ispirazione e sogni futuri, ma anche un fatto quotidiano della vita moderna. In Italia questo ufficio è gestito dall’Associazione Nazionale Insegnanti Scienze Naturali (ANISN) della quale faccio parte, insieme ai partner di progetto: il Dipartimento di Ingegneria Informatica e Gestionale Antonio Ruberti (DIAG) dell’Università di Roma “La Sapienza” e il Consiglio Nazionale delle Ricerche con l’Istituto sull’Inquinamento Atmosferico. Ultimamente abbiamo allargato le nostre collaborazioni all’Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF), al Museo di Scienze Planetarie di Prato e alla azienda ALTEC (Aerospace Logistics Technology Engineering Company). In questa occasione le Scuole Secondarie superiori di Secondo Grado sono state invitate a partecipare ad una competizione per team per pilotare il rover MaRRtino da remoto.

Perché un robot e perché su Marte?
L’idea di questo strumento nasce dalla collaborazione con il Dipartimento di Ingegneria Informatica e Gestionale della Sapienza. Il DIAG ha ideato e sviluppato MARRtino  una piattaforma  open source e open hardware facile da programmare e da costruire e che utilizza le librerie aperte ROS. Queste librerie sono lo stato dell’arte per la robotica e sono adatte per implementare e sperimentare molte attività tipiche di robotica e intelligenza artificiale, come la navigazione intelligente, l’interazione parlata uomo-robot, l’analisi delle immagini. Altra cosa importante è che sono librerie sviluppate da una comunità e questo rende la cosa più interessante per gli studenti. Fondamentalmente MARRtino è un progetto educativo il cui obiettivo principale è di fornire agli studenti uno strumento per poter imparare, scoprire e sperimentare tecniche di robotica e intelligenza artificiale.
La scelta di Marte è legata alla missione stessa di ESERO che intende utilizzare lo spazio e le discipline connesse come contesto potente e stimolante per l’insegnamento e l’apprendimento di tutte le discipline STEM.
Abbiamo scelto la missione dell’ESA ExoMars per la nostra challenge perché è stata concepita e realizzata proprio con l’obiettivo principale di acquisire e dimostrare la capacità autonoma europea di eseguire un atterraggio controllato sulla superficie di Marte, operare sul suolo del pianeta spostandosi con un rover attrezzato e, inoltre, accedere al sottosuolo per prelevare campioni da analizzare in situ. Nello specifico, la missione ha il compito di indagare le tracce di vita passata e presente su Marte e la caratterizzazione geochimica del pianeta per migliorare la conoscenza dell’ambiente marziano e dei suoi aspetti geofisici e identificare i possibili rischi di future missioni umane. Un’altro elemento molto interessante soprattutto per gli studenti è che nel settembre 2022, verrà veramente portato sul Pianeta Rosso un innovativo rover capace di muoversi e, soprattutto, di penetrare il suolo per analizzarlo. ESA ha già annunciato la scelta del sito primo candidato per il landing del 2022: Oxia Planum.

In cosa consiste la challenge e quali sono state le tappe?
Nella gara finale che si è svolta giovedì 17 dicembre le squadre dovevano portare il rover dal punto di atterraggio Oxia Planum al sito di interesse con possibilità di trovare tracce di vita, cPer svolgere correttamente la missione, i team hanno dovuto programmare il robot e monitorare i suoi movimenti durante la missione per superare gli ostacoli che si trovano nel percorso.  La più grande difficoltà è stata nell’eseguire le manovre solo attraverso una webcam (con una visione parziale del terreno) e avendo un ritardo nella risposta del movimento di circa 30 secondi per mimare il tempo che impiega il segnale per arrivare dalla Terra a Marte. In realtà questo tempo è di circa 3 minuti quando Marte si trova nel punto più vicino alla Terra ma questa è stata una semplificazione necessaria per rendere effettivamente fattibile l’impresa. Per arrivare alla sfida finale i ragazzi si sono cimentati in una serie di attività anche per capire un po’ di più l’aspetto scientifico e la challenge tecnologica con una lezione sulla Missione ExoMars a cura di INAF ed  una visita virtuale al ROCC center (Rover Operation Control Center ) grazie sempre ad Altec. Il laboratorio DIAG della Sapienza ha lavorato con i ragazzi per fornire una introduzione alla robotica intelligente ma anche strumenti pratici per la sfida ad esempio offrendo un simulatore MARRtino  che gli studenti hanno potuto installare direttamente sui propri pc. Il prof Luca Iocchi del DIAG ha seguito gli studenti nella programmazione delrover MARRtino. I ragazzi in questo modo hanno avuto varie opportunità per testare e mettere a punto la loro guida prima di affrontare la sfida finale che è stata veramente avvincente.
La premiazione è avvenuta nell’ambito della conferenza FabLearn il giorno 18 dicembre in una tavola rotonda dove le sei squadre finaliste hanno potuto presentarsi e raccontarsi.

Qual è il valore educativo di questo progetto e quali sono le prospettive future?
La sfida MARRtino ci ha dato la possibilità di coinvolgere undici scuole provenienti da diverse regioni d’Italia e di coinvolgere circa un centinaio di persone tra docenti e studenti. La vera sfida per noi è stata quella di far capire agli studenti quali sono le reali applicazioni di ciò che studiano a scuola. Molto spesso per noi docenti non è facile far capire agli studenti perché, ad esempio la fisica, ci accompagna nel quotidiano. In questo modo coinvolgendo ricercatori, aziende e makers abbiamo potuto rendere veramente immersiva l’esperienza. Non solo raccontare ma far immedesimare i ragazzi in un mondo progettuale e applicativo di altissimo livello. Siamo molto soddisfatti di come è andata questa prima esperienza di “Una gara su Marte con MARRtino” perché le testimonianze dei team partecipanti ci hanno confermato di aver centrato l’obiettivo: learn by doing!

In futuro speriamo di poter dar vita ad una seconda edizione di questa gara coinvolgendo altre scuole per suscitare passione per le scienze. Una piccola anticipazione, saremo forse in grado di organizzare un hackathon internazionale (coinvolgendo la rete degli ESERO europei) per una nuova sfida con MARRtino!