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STEM – Cos’è, le opportunità, applicazione ai droni

Opportunità dallo studio delle discipline STEM nel campo dei droni

by Fabio Affortunato
STEM
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STEM – Cos’è

STEM è l’acronimo inglese di Science, Technology, Engineering and Mathematics (Scienze, tecnologia, Ingegneria e Matematica), ed indica le discipline scientifico-tecnologiche e i relativi corsi di studio.

Queste discipline tecnico-scientifiche, hanno rappresentato e rappresentano le discipline necessarie all’innovazione e alla crescita economica di un paese (P.I.L.). Infatti analisi svolte a livello internazionale a partire dagli anni 2000 a seguire, hanno posto in risalto la scarsa preparazione degli studenti, ovvero della forza lavoro, negli ambiti appunto tecnico-scientifici. Da quì la nascita della STEM education come approccio interdisciplinare, in cui si spingono gli studenti a creare legami (link), tra le nozioni apprese dallo studio delle discipline tecnico-scientifiche e il mondo reale.

La STEM Education è quindi una realtà formativa, tant’è che in Italia i docenti di STEM sono molto ricercati e per l’anno scolastico 2021/22 sono messi a concorso ben 6129 posti per docenti STEM ed altri saranno previsti negli anni a seguire.

STEM e droni

Se il principio basilare della STEM è diffondere è sviluppare la conoscenza delle scienze e delle tecnologie attraverso percorsi formativi caratterizzati da risvolti pratici. niente meglio di un drone può assolvere a questo compito. Il drone  che è infatti il risultato pratico di principi e soluzioni tecnologiche basate sulla meccanica, la fisica, l’elettronica, l’informatica, la robotica, è quindi uno strumento perfetto per la STEM education.

I fondamenti della STEM education con i droni, sono tradotti in progetti concreti capaci dunque di sviluppare conoscenze e competenze. STEM, droni, conoscenze e competenze sono parte quindi di una equazione binomia:

STEM + Droni = Conoscenze + Competenze

Questa equazione è di fondamentale importanza per lo sviluppo di competenze e professionalità per il futuro legate alla tecnologia.

Droni STEM – Modelli e tools

La STEM education con droni è quindi una realtà destinata ad evolversi. Sebbene l’impegno in prima linea alcuni costruttori di droni sia ancora alle fasi iniziali, le aziende specializzate in formazione e divulgazione STEM possano fare la differenza.

Le attuali soluzioni STEM offerte dei costruttori di droni possono definirsi drone centriche, in quanto si basano sul drone come elemento base su cui costruire principalmente App, il cui scopo è controllare il drone. Le soluzioni offerte dalle aziende specializzate in formazione STEM, invece, si basano sull’uso e lo sviluppo dei concetti e dei principi delle discipline STEM, per la realizzazione di progetti in cui il drone svolge determinate attività.

Le case produttrici di droni con proposte di droni  per la STEM education sono essenzialmente due:

  • DJI,
  • Parrot.

Un terza compagine BonaDrone (decisamente più interessante delle prime due),  risulta non più operativa.

DJI

DJI offre attualmente un drone a scopo formazione, il drone Tello realizzato in partnership con Ryze Tech e Intel)come drone STEM.

Drone DJI TelloDrone Trello – Fonte sito web DJI

Il drone Trello è  programmabile tramite Scratch,  ed è uno strumento per l’apprendimento e lo sviluppo di codice (coding)  con cui controllare il drone.

Ambiente sviluppo codice con App Scratch

Ambiente sviluppo codice con App Scratch – Screenshot esempio – Fonte Scratch web site

DJI, inoltre ha reso disponibile per Tello la relativa SDK (Software Development Kit), per consentire lo sviluppo di codice ed applicazioni per scopi di carattere scientifico.

Parrot

La filosofia STEM adottata da Parrot si basa sul programma Parrot Education si pone come la porta di accesso ad App per il coding, e Bundles per la realizzazioni di progetti STEM, incentrate sui suoi droni.

La sezione Apps, infatti, introduce gli ambienti di coding adatti sviluppare codice per far volare il drone. Tra questi: Swift Playground (by Apple), TynkerWorkbenchSimulinkPython, e Javascript. Inoltre Parrot mette a disposizione anche l’accesso alla propria piattaforma SDK, per progetti di tipo scientifico.

Ambiente sviluppo codice per drone Parrot con App Tynker

Ambiente sviluppo codice per drone Parrot con App Tynker – Screenshot esempio – Fonte Sito web Parrot

La sezione Bundles, invece, da accesso ad un’area per l’acquisto scontato dei droni su cui implementare il codice sviluppato con le App precedenti e realizzare in pratica progetti STEM education con droni. La scheda tecnica dell’SDK di Parrot è disponibile al seguente link.

STEM – Il Tool DroneBlocks

Se i produttori di droni al momento non investono sul binomio STEM-droni, non considerando che questo potrebbe essere un business milionario, ci sono dei tools che consentono lo sviluppo di App STEM per droni programmabili. DroneBlock ne è un valido esempio.

DroneBlock si presenta come un’App STEM (per iOS e Android), tipo drag e drop per lo sviluppo di codice per droni. Il codice a blocchi che si può generare sul tablet o via browser, e’ in grado di gestire diversi tipi di droni della DJI: Phantom 3, Phantom 4, Mavic Pro, Mavic Air, Spark, e Tello.

Basata sulla SDK DJI, l’App consente di sviluppare missioni con il drone dove diversi parametri fisici e principi (fisica, meccanica), devono essere opportunamente considerati, per realizzare una App STEM di qualità.

Ambiente sviluppo codice per drone DJI con App DroneBlocks

Ambiente sviluppo codice per drone DJI con App DroneBlocks – Screenshot esempio – Fonte DroneBlocks

L’apprendimento, guidato anche attraverso la sezioni di DroneBlocks Curriculum, educa lo studente ad un uso ragionato del drone anche attraverso strumenti sofisticati come il GPS.

In ultima analisi DroneBlocks è un ambiente STEM education con droni che consente di sviluppare progetti di livello più o meno complesso su droni di tipo consumer.

STEM e robot

I droni possono essere considerati a tutti gli effetti come parte della grande famiglia dei robot, in relazione anche del fatto che alcuni modelli di droni puntano decisamente all’intelligenza artificiale (vedi Parrot Anafi AI). Quindi in ambito STEM vale la pena ricordare anche sia il robot programmabile prodotto da DJI “RoboMaster S1“,  che le palline robot programmabili delle Sphero, azienda leader in questo settore.

La Sphero, attraverso i suoi prodotti, Sphero Bolt o il nuovissimo Rvr-rover (disponibile su Kickstarter), è infatti in grado di offrire soluzioni sempre innovative e stimolanti adatte ad un vastissimo pubblico STEM.

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Last Updated on/Ultimo aggiornamento – 14/10/2021

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