Progetto di RoboBoat Accessibile per le Scuole
Un gruppo di studenti dell’University of West Florida ha collaborato con il Naval Surface Warfare Center di Panama City per mettere a punto un kit di RoboBoat a basso costo, studiato appositamente per l’impiego nei programmi scolastici di promozione delle discipline STEM. L’obiettivo è offrire agli istituti superiori una piattaforma di robotica marina facile da assemblare e personalizzare, da utilizzare sia in lezioni pratiche sia in competizioni come quelle promosse dall’AUVSI Foundation.
Design Modulabile e Materiali di Ampia Reperibilità
Il guscio dello scafo è stato stampato in 3D con PLA, un materiale termoplastico largamente usato nella stampa desktop, e poi trattato con Flex Seal, una vernice sigillante impermeabile prodotta da Rust-Oleum, che crea uno strato protettivo contro l’acqua. La struttura è suddivisa in moduli intercambiabili: prua, poppa e sezioni centrali possono essere stampati singolarmente su stampanti come la Creality Ender 3 o la Anycubic i3 Mega, e poi assemblati con viti e guarnizioni in silicone. Questo approccio facilita la sostituzione rapida di un pezzo danneggiato e incentiva gli studenti a sperimentare varianti di design.
Elettronica e Software di Controllo
Per la propulsione si è optato per motori brushless da modellismo, alimentati da batterie LiPo inserite in un contenitore stagno, mentre la centralina di controllo si basa su un microcontrollore Arduino Mega dotato di shield per radiofrequenza a 2,4 GHz. Il software utilizza una versione semplificata di ArduPilot, open source e personalizzabile, che permette di impostare rotta, velocità e manovre preprogrammate. Il collegamento avviene tramite un normale radiocomando RC, con portata di circa 100 metri, sufficiente per la maggior parte delle prove in piscina o in specchi d’acqua non troppo ampi.
Processo Sviluppo Didattico
Guidati da Dr. Damion Dunlap del NSWC e dal docente Dr. Jeff McGuirk, gli studenti del Hal Marcus College of Science and Engineering hanno applicato metodi di project‐based learning: partendo dall’analisi delle regole delle competizioni RoboBoat, hanno definito requisiti di tenuta stagna, velocità minima e capacità di seguire waypoint. Il team ha affrontato test di galleggiamento e idrodinamica, misurando la resistenza all’avanzamento in acqua e ottimizzando il profilo dello scafo per ridurre il consumo energetico.
Impatto Educativo e Prossime Fasi
Secondo Ashley Schnaible, studentessa di Computer Engineering, il progetto ha reso tangibili concetti di meccanica, elettronica e programmazione, stimolando la creatività dei partecipanti. A partire dall’estate, un programma di internship presso il NSWC coinvolgerà classi di scuole superiori: gli studenti potranno assemblare i propri RoboBoat, testare sensori aggiuntivi (come sensori di distanza a ultrasuoni o GPS) e apprendere tecniche di manutenzione del kit. L’intento è estendere la piattaforma, includendo algoritmi di navigazione autonoma e moduli per il riconoscimento di boe colorate tramite visione artificiale.
Contributo delle Aziende Coinvolte
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Rust-Oleum con il suo marchio Flex Seal ha fornito il materiale sigillante per garantire la tenuta stagna delle sezioni stampate in PLA.
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Creality e Anycubic rappresentano esempi di stampanti 3D consumer impiegate nelle scuole, grazie al loro rapporto qualità-prezzo e alla comunità di supporto.
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AUVSI Foundation, pur non direttamente coinvolta nella costruzione dei kit, offre linee guida e rubriche di valutazione utilizzate dagli studenti per prepararsi alle competizioni internazionali di robotica marina.
