Una guida per l'utilizzazione educativa del robot mindstorms NXT con programmazione Java: la componente hardware

Questa tesi nasce con l'obbiettivo di creare un corso per studenti delle classi medie superiori che dia ad essi le basi per la programmazione del LEGO ® MINDSTORMS ® NXT mediante il linguaggio Java. Tale necessità deriva dal fatto che il linguaggio NXT-G, con cui viene fornito il robot, ha dei limiti tra cui la gestione dei numeri nel solo formato intero e l'assenza di possibilità di “esecuzione parallela” di parti di codice. Oltre a ciò Java è un linguaggio molto flessibile, orientato agli oggetti e di larga diffusione su cui gli studenti già lavorano essendo il linguaggio trattato nelle lezioni di informatica. Anche se gli studenti hanno già lavorato sugli NXT, con il linguaggio NXT-G, verranno comunque ripresentate le caratteristiche di queste macchine. È stata effettuata tale scelta perché l'elaborato sia di utilità, oltre che per gli studenti, anche per qualsiasi persona, come hobbisti o docenti, che, con un minimo di conoscenza nella programmazione, decida di avvicinarsi a questo ambito. Si cercherà quindi di creare un insieme di informazioni coerenti tra loro al fine di velocizzare e facilitare l'apprendimento. Il lavoro è stato diviso in due parti. In questa si tratteranno argomenti come le caratteristiche hardware dell'NXT, dei motori e dei sensori disponibili. Per quanto riguarda gli ultimi due aspetti si cercherà di illustrare il loro funzionamento da dati ricavati sperimentalmente, in modo che l'utente di questo elaborato sia facilitato a desumerne il comportamento. Si cercherà di spiegare le argomentazioni in maniera semplificata, adatta ad un pubblico che si affaccia per la prima volta in quest’ambito. Essendo comunque un elaborato destinato, in primo luogo, agli studenti, si realizzeranno attività di laboratorio atte a legare la robotica con nozioni di matematica e fisica come integrazione, derivazione, spazio, velocità, accelerazione, forze, momenti, lavoro e potenza.