Zero Robotics – COSMO 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.

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

COSMOSpheres (Critical Operation to Save Mankind from Obliteration), era incentrato sulla simulazione di difesa contro una cometa diretta verso la Terra. I partecipanti programmavano satelliti SPHERES per deviare il percorso della cometa utilizzando due metodi principali: attrazione gravitazionale e repulsione laser. I satelliti potevano raccogliere detriti spaziali per aumentare la loro massa oppure rifornirsi di laser per eseguire la repulsione. L’obiettivo finale era testare strategie per proteggere la Terra da una potenziale minaccia cometaria

×

La squadra “Wall-e” dell’IIS Verona Trento, composta da dieci studenti delle classi quarte della specializzazione informatica e guidata dalla professoressa Eliana Bottari e dal professor Giovanni Rizzo, ha partecipato al torneo dopo aver superato diverse fasi sia in 2D che in 3D.
Nella classifica internazionale, l’alleanza “Crab-Androids-Wall-e” — formata dai team dell’IIS Verona Trento, del Liceo Cecioni di Livorno e dell’RSG Broklede in Olanda — si è classificata al secondo posto, conquistando così l’accesso alla fase finale presso la Stazione Spaziale Europea (ESA) a Noordwijk, in Olanda.

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.