Robotica unplugged/ViBot

ViBot, come si può intuire facilmente dal nome, è un robot che si muove grazie alle vibrazioni.

Materiale

Per costruire un ViBot è necessario avere a disposizione il seguente materiale:

• due bicchieri di carta;
• quattro cucchiai;
• portabatterie con interruttore;
• due batterie da 1,5 V, tipo AA;
• un motorino elettrico;
• un pezzo di gomma (o altro materiale analogo);
• uno stuzzicadenti o graffetta per la carta.

Stima dei costi

Se i vari elementi vengono acquistati per venti quantità (il numero tipico di studenti in una classe scolastica) la stima dei costi è:

Materiale elettrico ed elettronico (Amazon)

Articolo	Costo unitario	N.	Totale	Acquistato presso
Batteria AA	0,28 €	2	0,56 €	Amazon, Batterie AA 1.5 V, confezione da 42
Custodia con interruttore	1,06 €	1	1,06 €	Amazon, Portabatterie 2 x 1,5 V AA con interruttore, confezione da 10
Motorino elettrico	0,60 €	1	0,60 €	Amazon, Motorino elettrico 3 V, confezione da 20
TOTALE			2,22 €

Inutile sottolineare che il motorino e le pile possono essere recuperate altrove (giocattoli rotti o simili). Similmente la custodia può essere estratta da un vecchio telecomando, avendo cura di distruggere tutto tranne l'essenziale (il portabatterie e l'interruttore). Se l'interruttore non è presente può essere recuperato altrove o costruito (due semplici elementi metallici che si attaccano e staccano).

Infine, Amazon viene indicato poiché la merce arriva nei tempi previsti e perché vi è una discreta politica resi (nel casi di prodotti non funzionanti). Tuttavia, se si vuole risparmiare vi sono altri venditori che hanno una peggior politica resi, tempi di spedizione più lunghi (anche mesi) ma costi molto contenuti.

Un esempio è il suo concorrente Aliexpress. I medesimi componenti presso questo venditore abbassano drasticamente i costi, portando il costo totale fino a 0,46 €. I materiali dei due venditori sono identici. Anche a chi è completamente a digiuno di marketing sarà saltato all'occhio che il robot realizzato con prodotti Amazon costa cinque volte di più che quello realizzato con materiali reperiti presso AliExpress. Va comunque sottolineato che se si hanno almeno due/tre mesi a disposizione prima dell'inizio delle attività allora è preferibile AliExpress (anche se qualcosa dovesse arrivare danneggiato, acquistando un po' di materiale in più si ha comunque un notevole risparmio). Invece, se i tempi sono stretti e non si ha un negozio fisico di elettronica nei pressi (o vecchi giocattoli rotti da smontare) allora Amazon diventa una scelta quasi obbligata.

I materiali dei due venditori sono identici. Naturalmente, non mi pronuncerò sui due venditori. È bene ricordare soltanto che il maggior costo non implica una maggior eticità dell'azienda nei confronti dei suoi dipendenti.

Accessori

Inoltre, per l'assemblaggio, sono necessari:

• colla a caldo per fissare il motore al bicchiere;
• per i cucchiai è sufficiente del nastro adesivo;
• un attrezzo per forare la carta (lo stuzzicadenti o la graffetta sono sufficienti);
• accessori per decorare il robot (occhi mobili, perline adesive, adesivi, matite, fantasia).

Principio di funzionamento

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  Motore con mezzaluna per vibracall
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  Esempio pratico

Oltre a essere divertente, la sua valenza didattica consente di spiegare fenomeni di fisica di base presenti nella vita quotidiana, come il vibracall dei telefoni cellulari, a titolo di esempio.

Un telefonino non vibra per magia, ma perché al suo interno è presente un motorino elettrico (motorino molto -ino) a cui è ancorata una mezzaluna metallica, come mostrato in figura. La mezzaluna (molto pesante, tipicamente di piombo o tungsteno) ruotando modifica il centro di massa del telefono. Quest'ultimo rimane nella sua condizione di equilibrio, mantenendo (cercando di mantenere) sempre nella stessa posizione il centro di massa. Il risultato è una vibrazione. Ogni strumento che genera vibrazioni si basa su questo principio di funzionamento: la variazione del centro di massa del dispositivo, sia esso un telefonino come un martello pneumatico non importa.

È importante illustrare questi aspetti prima di iniziare. Diversamente la costruzione del robot si riduce a un gioco. Con queste premesse ha una valenza didattica molto più forte.

Risultato finale

Modello tridimensionale di ViBot, osservabile da ogni angolazione

Di seguito mostriamo un altro progetto, dove, in luogo della mezzaluna di piombo si utilizza un pezzo di gomma (più che sufficiente), un suo modello 3D, non per essere stampato, ma per essere studiato. Infine alcune realizzazioni. Naturalmente, in un progetto simile l'arte è qualcosa che ha la medesima dignità delle altre lettere dell'acronimo STEAM.

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  Rendering tridimensionale di ViBot
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  ViBot, mani di forbice
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  Alcuni ViBot realizzati al Linux Day 2023 bolognese

Pertanto, quando si decide di procedere alla realizzazione del progetto, oltre agli elementi di base, è bene procurarsi occhi mobili, luccichini, adesivi e ogni altra cosa possa scatenare la fantasia degli studenti. E, naturalmente, lasciarli liberi di spaziare con essa.

Come detto, il progetto è stato pensato per essere spiegato, realizzato e concluso in quaranta minuti.

Attività svolta in una scuola primaria. Sono disponibili sottotitoli in italiano e in inglese.

Crediti

• Questo progetto si ispira da un'idea di Mario Caicedo Langer, che si definisce «Giocattolaio, educatore STEAM, appassionato di stampa 3D e Junk Art». Il progetto è stato rielaborato e tutti i file multimediali mostrati in questa pagina sono originali.