Zero Robotics – Life Spheres

Guidare robot a Gravità Zero non è un’impresa solo per scienziati di professione! l’Istituto partecipa alla competizione internazionale Zero Robotics con una o più squadre di studenti che, in collaborazione con coetanei di altri Paesi, programmano software in grado di controllare velocità, rotazione e direzione di satelliti robotizzati che Mit e Nasa utilizzano per sperimentare le soluzioni dell’esplorazione spaziale di domani.

Il progetto Zero Robotics è un’iniziativa educativa e tecnologica ideata per coinvolgere studenti delle scuole superiori in un’esperienza unica che combina programmazione, robotica e scienze spaziali. È organizzata dal MIT (Massachusetts Institute of Technology), dall’ESA (European Space Agency), e dal Politecnico di Torino, in collaborazione con altre istituzioni e reti educative.
Zero Robotics si basa su un ambiente di programmazione in cui gli studenti sviluppano codici per controllare i satelliti SPHERES (Synchronized Position Hold Engage and Reorient Experimental Satellites). Questi satelliti sono dispositivi reali che operano all’interno della Stazione Spaziale Internazionale (ISS). Attraverso la competizione, i partecipanti affrontano problemi di ingegneria e matematica, progettano soluzioni creative e collaborano con squadre internazionali.

Struttura della Competizione

1. Fase Iniziale: Simulazioni al Computer

• Gli studenti scrivono programmi che simulano il comportamento dei satelliti in un ambiente 2D e 3D.
• I programmi vengono eseguiti su un simulatore fornito dal MIT.
• Questa fase serve per rilevare errori di programmazione e selezionare le squadre che avanzeranno.

2. Fase Intermedia: Eliminazioni

• Le squadre competono in una simulazione avanzata.
• Solo i migliori programmi avanzano alla fase successiva.
• Le squadre internazionali formano alleanze strategiche per massimizzare le prestazioni collettive.

3. Fase Finale: Esecuzione sulla ISS

• I programmi delle squadre finaliste vengono caricati sui satelliti SPHERES a bordo della ISS.
• Gli astronauti supervisionano l’esecuzione dei programmi.
• Le finali vengono trasmesse in diretta nei centri spaziali, tra cui il centro ESA a Noordwijk, nei Paesi Bassi. e  a Boston in America alla prestigiosa sede del Massachusetts Institute of Technology (MIT).

Metodologia e Strumenti

• Simulatore del MIT: Un ambiente virtuale per testare i programmi prima della fase finale.
• Programmazione 2D e 3D: I problemi iniziano con simulazioni bidimensionali per poi progredire in sfide tridimensionali.
• Satelliti SPHERES: Dispositivi sperimentali utilizzati per testare algoritmi di navigazione, controllo e coordinamento nello spazio.

Vantaggi Educativi

• Introduzione agli ambiti STEM (Scienza, Tecnologia, Ingegneria e Matematica).
• Approfondimento di concetti come fisica orbitale, intelligenza artificiale e ottimizzazione.
• Promozione della creatività e del lavoro in team.
• Esperienza unica e motivante, con impatto duraturo sulla formazione degli studenti.

Zero Robotics è un progetto educativo di grande valore che unisce tecnologia avanzata, apprendimento collaborativo e sfide stimolanti. Offre agli studenti l’opportunità di trasformare idee innovative in soluzioni reali, spingendo i confini dell’apprendimento tradizionale verso esperienze di livello internazionale

Obiettivo della sfida

Missione ambientata sulla luna ghiacciata Encelado, una delle lune di Saturno. Gli studenti hanno programmato i robot SPHERES per eseguire operazioni come avvicinarsi al polo sud della luna, perforare il ghiaccio in un punto selezionato, evitare geyser, raccogliere campioni e riportarli a una base per l’analisi. Questo scenario simulava una missione spaziale reale per la ricerca di vita extraterrestre​. .

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La squadra “Wall-E 5.1” dell’IIS Verona Trento, composta da dieci studenti delle classi quarte e quinte della specializzazione informatica e guidata dalla professoressa Eliana Bottari e dal professor Giovanni Rizzo, ha partecipato al torneo dopo aver superato con successo diverse fasi preliminari: 2D, 3D, 3D internazionale e la fase delle alleanze. Grazie a questi risultati, si è conquistata il posto per la fase finale al Massachusetts Institute of Technology (MIT) di Boston, negli Stati Uniti.

La squadra : Davide D’Angelo (team leader), Fabrizio La Rosa, Antonino Massarotti, Nadia Micalizzi, Angelo Zagami, Giuseppe Bonanno, Luigi Guerrera, Alberto Musciumarra, Filippo Pellegrino e Mattia Saputo

1. Competenze Tecniche:
   • Introduzione alla programmazione del moto di minisatelliti spaziali in orbita: 2D e 3D
   • Progettazione e simulazione di algoritmi per il controllo dei satelliti.
2. Collaborazione Internazionale:
   • Promuovere il lavoro di squadra tra studenti di diverse scuole e paesi.
   • Favorire alleanze tra team per sviluppare strategie ottimali.
3. Problem Solving e Innovazione:
   • Affrontare sfide legate a scenari reali dell'ingegneria spaziale.
   • Stimolare il pensiero critico e la capacità di risolvere problemi complessi.
4. Esperienza Pratica:
   • Offrire agli studenti l’opportunità di vedere i loro codici eseguiti nello spazio, in un ambiente reale supervisionato da astronauti.