Roma: gli studenti della scuola Marymount imparano a creare droni, dai racer alla videosorveglianza

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Charlie Zoffoli, Fab Lab Coordinator e Technology Teacher alla scuola Marymount International School Rome, ha quest’anno dedicato le sue classi della scuola superiore all’insegnamento e allo sviluppo di tecnologie relative ai droni.I suoi studenti hanno dapprima realizzato numerosi droni racer di classe 250 per poi passare a droni più grandi, classe 600, basati su ArduPilot.

Gli studenti della Marymount hanno imparato come costruire un drone da zero. Il primo passo è stato la progettazione del telaio sul computer per poi realizzarlo con le stampanti 3D. Successivamente si è passati allo scegliere i necessari componenti elettronici (ESC, motori, power distribution board, ricevitori radio, antenne GPS, ecc.), collegarli e saldarli insieme, ed infine installare e configurare il software del flight controller. I ragazzi, divisi in gruppi, hanno realizzato una vera e propria flotta di droni: 13 racer classe 250 e 7 quadricotteri classe 600!

Una volta realizzati i droni, il passo successivo è stato quello di imparare a pilotarli: inizialmente con un simulatore di volo, sul computer, successivamente facendo esperienza con i droni veri e propri appena costruiti. Sono state lezioni davvero divertenti!

Il passo successivo è stato il coinvolgimento degli studenti nella realizzazione di ADAV (Autonomous Defense Aerial Vehicle): un prototipo avanzato di drone professionale che ha suscitato l’interesse delle forze dell’ordine e di diverse aziende del settore, come DroneBase e ItalDrone. 

Si tratta di un drone totalmente autonomo in grado di volare seguendo un percorso di coordinate spaziali GPS, così come di essere pilotato manualmente attraverso un radiocomando o un joystick su PC.

Il software di ADAV, oltre 5000 righe di codice, è stato scritto in Python e usa Mavlink e DroneKit per interfacciarsi al flight controller, una Pixhawk 2.1. Gira su una scheda nVidia Jetson TX2 montata su una ConnectTech Orbitty carrier board ad una velocità di 1.5 teraflop ed è in grado, fra le altre cose, di processare in tempo reale i flussi video di ben 4 telecamere utilizzando la libreria OpenCV:

  1. una telecamera ottica, o RGB, usata per individuare eventuali ostacoli posti davanti al drone sulla lunga distanza. In caso di rilevazione, il drone diminuisce la sua velocità per non arrivare davanti ad un ostacolo con troppa inerzia.
  2. Una telecamera stereo, o 3D, per individuare ostacoli nelle vicinanze del drone. ADAV è in grado di vedere dove si trova un ostacolo rispetto al suo percorso di volo ed intraprendere autonomamente azioni evasive per evitare una collisione.
  3. Una telecamera termica radiometrica FLIR VUE PRO R 640 19mm 30Hz montata sul Gimbal GEMINI, gentilmente donato dall’azienda DroneBase per questo progetto. Il video termico è analizzato da ADAV che è in grado di segnalare al pilota eventuali fonti di calore rilevate. Il drone è anche capace di seguire qualsiasi fonte di calore orientando autonomamente il gimbal. Allo stesso modo, il pilota -con un semplice click- può dire ad ADAV di iniziare a inseguire una fonte di calore rimanendo ad una distanza costante da essa.
  4. Una telecamera ottica, o RGB, con zoom 10x, usata per funzioni di sorveglianza, quali riconoscimento facciale, identificazione di veicoli. lettura targhe e tracking ottico.

Le lezioni più interessanti per i ragazzi sono state quelle con il Gimbal GEMINI, ovvero capire le differenze fra telecamere elettroottiche e termiche, i loro limiti e potenzialità, e quando usarle: ricerca persone disperse, individuazione incendi, tracking di oggetti, ecc. Gli studenti hanno imparato i concetti principali della termografia, giocando. Un altro aspetto importante è stato -per i ragazzi- imparare i concetti base dell’intelligenza artificiale: cos’è una rete neurale, la differenza fra una CPU e una GPU, cosa significa processare dati parallelamente, ecc.

ADAV ha avuto un grande successo e, insieme agli altri droni realizzati alla Marymount, è stato presentato a tutte le principali manifestazioni tecnologiche italiane, sia per scuole, sia professionali: Global Junior Challenge 2017, Maker Faire Rome 2017, Roma Drone Campus 2018, DronItaly 2018, Olimpiadi della Robotica 2018.

Per qualsiasi curiosità o domanda riguardo questi progetti, scrivete pure a czoffoli@marymountrome.com

ATTENZIONE! Le immagini contenute in questo articolo ritraggono minori impegnati in attività educative e il copyright è stato concesso esclusivamente  a DronEzine per necessità editoriali. Ogni altro uso non autorizzato è severamente vietato e sarà perseguito a termini di legge.

 

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