L’esperienza dello ScegliTappi è un percorso educativo di robotica volto a promuovere la sostenibilità e l’economia circolare tra i giovani, sviluppato all’interno del progetto “Change the Game“.
1. Obiettivi e Rilevanza Scientifica
Il progetto si focalizza sul riciclo del Polietilene ad alta densità (HDPE), un polimero termoplastico comunemente usato per i tappi delle bottiglie. L’obiettivo principale è mostrare come la selezione per colore sia fondamentale per un riciclo efficiente: mescolare tappi di colori diversi diminuisce il valore del materiale riciclato, mentre la separazione permette di produrre nuovi oggetti con caratteristiche cromatiche ben definite. Attraverso questa attività, gli studenti sviluppano non solo competenze STEM e pensiero computazionale, ma anche una maggiore consapevolezza ambientale.
2. Architettura e Funzionamento del Robot
Il prototipo è stato realizzato utilizzando il kit LEGO© Spike Essential, che include sensori, attuatori e un ambiente di programmazione semplificato.
Il funzionamento meccanico e software segue criteri specifici:
- Meccanica: Il robot utilizza uno scivolo inclinato che alimenta i tappi uno alla volta portandoli sotto il sensore di colore.
- Sensori e Attuatori: Un sensore di colore legge il valore cromatico del tappo; un braccio meccanico, azionato da un motore, dirige il tappo a destra o a sinistra a seconda del colore riconosciuto.
- Logica di Programmazione: Il software, sviluppato tramite blocchi di parole, prevede un ciclo (ripetuto ad esempio 8 volte) in cui, se il colore rilevato corrisponde a quello predefinito (es. rosso), il motore si muove in senso orario; in caso contrario, si muove in senso antiorario prima di tornare alla posizione centrale di riferimento.
3. Il Percorso Formativo degli Studenti
L’esperienza si è articolata in uno stage extracurricolare di due settimane presso gli istituti del Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR) di Firenze. Il percorso ha seguito una struttura modulare:
- Introduzione scientifica: Lezioni frontali sul tema del riciclo e della sostenibilità.
- Esperienza in laboratorio: Gli studenti hanno visitato laboratori chimici per la sintesi di nuovi catalizzatori per plastiche rinnovabili e hanno assistito ad analisi dei materiali tramite diffrattometria a raggi X e microscopia elettronica.
- Costruzione e Test: Fase core dedicata all’assemblaggio meccanico e alla programmazione del robot.
- Disseminazione: Gli studenti hanno redatto un report, creato istruzioni di montaggio e presentato i risultati ai ricercatori.
4. Impatto e Risultati
L’attività ha generato un “circolo virtuoso di apprendimento”: dopo lo stage, gli studenti hanno agito come tutor in workshop di robotica per i loro coetanei durante eventi di divulgazione a Bologna, rafforzando le proprie competenze attraverso il peer-to-peer training. Le istruzioni di montaggio prodotte dagli studenti (pubblicate sulla piattaforma Zenodo) e sono servite come base per futuri percorsi educativi nelle scuole elementari e medie.
5. Materiale disponibile
- Tiribilli, B., Ienco, A., & D’Errico, C. (2023). ScegliTappi: Istruzioni di montaggio – building instructions. Zenodo. https://doi.org/10.5281/zenodo.7729132
- Video di funzionamento
- Pubblicazione: Andrea Ienco, Bruno Tiribilli, Chiara D’Errico, Armida Torreggiani, Valentina Biasini, Sabrina Gualtieri, Pietro Galizia Sorting Materials using Programmable Lego Robot: An Educational Activity to Promote Sustainability among Youngsters. New Perspectives in Science Education – International Conference; 2024 Vol. 2024.