Programmare un robot con Arduino Avanzato per docenti

Modulo 1: . Corso e Revisione Avanzata di Arduino Panoramica sugli obiettivi del corso Revisione dei concetti avanzati di Arduino: interrupt, gestione della memoria e ottimizzazione del codice Introduzione ai moduli avanzati per la robotica (shield motori, moduli di sensori complessi, interfacce di comunicazione avanzate) Discussione su come implementare un robot educativo che integri sensori e attuatori complessi Modulo 2: Sistemi Embedded e Programmazione Avanzata Introduzione ai microcontrollori e alle differenze tra Arduino e altri sistemi embedded Programmazione avanzata: gestione della memoria, ottimizzazione delle risorse hardware Tecniche per ridurre il consumo energetico e migliorare le performance del robot Modulo 3: Controllo Avanzato di Motori e Robotica Mobile Programmazione per il controllo preciso dei motori in un robot mobile (velocità variabile, gestione della coppia) Implementazione del controllo di motori passo-passo per movimenti di precisione Sviluppo di un algoritmo di movimento complesso: percorsi curvi, rotazioni precise e velocità variabile Modulo 4: Gestione Multimotore e Coordinazione Controllo di più motori in modo simultaneo, con gestione della sincronizzazione e coordinazione Creazione di un sistema di movimento che combina motori DC, motori passo-passo e servo motori Programmazione per movimenti complessi e ottimizzazione del percorso Modulo 5: Comunicazione via Bluetooth, Wi-Fi e Moduli RF .la comunicazione wireless con Arduino (Bluetooth, Wi-Fi, RF) Utilizzo di moduli Bluetooth (HC-05/06) e Wi-Fi (ESP8266/ESP32) per il controllo remoto del robot Programmazione di un’interfaccia utente per il controllo del robot tramite app mobile o PC Modulo 6: Implementazione di Visione Artificiale con Arduino .la visione artificiale per la robotica: sensori di fotocamera e moduli di visione (ad esempio, Camera OV7670) Utilizzo di librerie di visione artificiale compatibili con Arduino per il riconoscimento di oggetti Programmazione per l'elaborazione di immagini e rilevamento di forme o oggetti per un comportamento autonomo del robot Modulo 7: Navigazione Autonoma e SLAM (Simultaneous Localization and Mapping) . concetto di SLAM per la mappatura e la localizzazione in ambienti sconosciuti Utilizzo di sensori di distanza (ultrasuoni, lidar, sensori di posizione) per implementare SLAM Programmazione di un robot in grado di mappare l’ambiente e orientarsi autonomamente Modulo 8: Robotica con Algoritmi di Intelligenza Artificiale (AI) .l'AI per la robotica: algoritmi di apprendimento automatico e loro applicazione nella robotica educativa Programmazione di algoritmi di base per l’apprendimento del comportamento (ad esempio, rete neurale di base o logica fuzzy per la decisione) Sviluppo di un robot capace di migliorare autonomamente il suo comportamento attraverso feedback (ad esempio, evitare ostacoli in modo sempre più efficiente) Modulo 9: Sensori Avanzati per Robot Autonomi (LIDAR, IMU, GPS) Introduzione ai sensori avanzati: LIDAR, IMU (unità di misura inerziale), GPS per la robotica autonoma Programmazione per la gestione dei dati provenienti da LIDAR, accelerometri, giroscopi per migliorare la navigazione e la stabilità del robot Implementazione di un sistema di posizionamento autonomo con GPS (es. robot che si sposta in un'area definita) Modulo 10: Costruzione di un Robot Interattivo con Feedback e Sensori Progettazione di un robot in grado di interagire attivamente con l’ambiente (es. robot che risponde alla luce, al suono, o a stimoli esterni) Programmazione di sistemi di feedback: feedback sensoriali, azioni di risposta (es. movimento, cambiamento di stato) Sviluppo di un robot che interagisce con l'ambiente in modo dinamico Modulo 11: Implementazione di un Robot per il Tracciamento di Oggetti Programmazione di un robot per il tracciamento di oggetti (ad esempio, un robot che segue un oggetto in movimento) Utilizzo di sensori di visione o distanza per il tracciamento continuo Ottimizzazione degli algoritmi per il tracciamento in ambienti complessi Modulo 12: Costruzione di un Robot Collaborativo .la robotica collaborativa: più robot che lavorano insieme Programmazione per il coordinamento di robot multipli tramite comunicazione wireless (Bluetooth, Wi-Fi) Creazione di un robot che lavora in sinergia con altri robot per completare compiti complessi Modulo 13: Controllo Avanzato della Cinematica del Robot (Kinematica Inversa) .la cinematica inversa per il controllo dei robot articolati (ad esempio, bracci robotici) Implementazione di un sistema di controllo per determinare i movimenti necessari di un robot articolato per raggiungere una posizione specifica Programmazione di un braccio robotico che esegue compiti specifici come afferrare e spostare oggetti Modulo 14: Robot con Interazione Vocale e Riconoscimento del Suono . riconoscimento vocale per il controllo del robot Programmazione di un robot che risponde ai comandi vocali (ad esempio, robot che obbedisce a comandi come avanti, fermati) Utilizzo di moduli per il riconoscimento dei comandi vocali (ad esempio, moduli Voice Recognition o moduli Bluetooth con app mobile) Modulo 15: Progetto Finale e Debriefing Sviluppo di un progetto finale in cui i partecipanti creano un robot autonomo che combina tutti gli aspetti appresi durante il corso (movimento autonomo, sensori avanzati, interazione con l'ambiente) Presentazione e discussione dei progetti finali Riflessioni su come integrare la robotica avanzata nelle lezioni e utilizzare Arduino per stimolare l’apprendimento nelle STEM