Big Idea 1 – Percezione
Questa attività si inquadra nell’ambito della
Big Idea 1: Percezione
ed è adatta a ragazzi e ragazze da 14 a 16 anni
Descrizione
Questa attività esplora il funzionamento dei sistemi percettivi multi-sensore, sia nel corpo umano sia nei dispositivi artificiali. Gli studenti simulano un robot “cieco” o “sordo” che deve affrontare un compito utilizzando solo alcuni sensi alla volta. L’attività mette in luce l’importanza dell’integrazione sensoriale per comprendere il mondo e agire in esso. Si gioca con limitazioni percettive e si riflette su come le macchine combinano diversi input sensoriali per prendere decisioni.
Obiettivi didattici
- Comprendere il ruolo dell’integrazione dei sensi nella percezione.
- Simulare sistemi di percezione umani e artificiali.
- Riflettere su analogie e differenze tra sensori naturali e sensori digitali.
- Stimolare il problem solving in contesti di informazione parziale.
Materiale necessario
- Mascherine per gli occhi / bende
- Tappi per le orecchie (facoltativi)
- Oggetti comuni da riconoscere (es. cucchiaio, penna, foglia, matita, spazzola…)
- Cuffie con suoni preregistrati (opzionale)
- Timer, schede per annotare le osservazioni
- Una scatola/mystery box o una piccola “area di esplorazione” al buio
Procedura
1. Introduzione teorica (10 min)
Spiega cosa sono i sistemi percettivi multi-sensore: nella natura (es. vista + udito + tatto nel corpo umano) e nelle macchine (es. telecamere, microfoni, sensori IR, ecc.).
2. Simulazione robotica (30 min)
- Gli studenti, a coppie, svolgono a turno il ruolo di “robot esploratore” e “istruttore umano”.
- Il “robot” ha limitazioni: può usare solo il tatto, o solo l’udito, o solo la vista da lontano.
- L’istruttore guida con parole o aiuta a registrare l’esperienza.
- Compito: identificare oggetti, orientarsi, o svolgere piccoli compiti (es. trovare l’oggetto più caldo, il più morbido, il più rumoroso, ecc.).
3. Modalità combinata (15 min)
Ripetete lo stesso compito, ma con due sensi attivi (es. vista + tatto, udito + vista). Gli studenti osservano come cambia la precisione e la velocità nell’esecuzione.
4. Discussione (15 min)
Domande guida:
- Cosa è cambiato? Quanto è difficile capire con un solo senso?
- Come fanno i robot o le IA ad “integrare” più sensori (telecamere + microfoni + GPS)?
- Se un sensore fallisce, cosa succede?
Esempi di risposte attese
- “Solo con il tatto non riuscivo a capire cosa fosse.”
- “Quando ho potuto vedere e toccare, era molto più facile.”
- “Il robot ha bisogno di mettere insieme più informazioni, come noi.”
- “Se il microfono del robot è rotto, non sentirà mai il comando vocale.”
Come funzionano le “fusioni sensoriali” (Sensor Fusion)?
I robot e le intelligenze artificiali usano software chiamati “fusioni sensoriali” per combinare i dati provenienti da diversi sensori – ad esempio: telecamere (vista), microfoni (udito), GPS (posizione), sensori tattili, termici, di movimento, ecc.
Processo semplificato:
- Raccolta dei dati: ogni sensore invia i propri dati.
- Allineamento nel tempo: sincronizzazione dei dati per analisi in tempo reale.
- Pulizia dei dati: eliminazione di rumore o errori.
- Confronto e conferma: verifica della coerenza delle informazioni tra sensori.
- Combinazione: creazione di un modello unico del mondo.
- Decisione: il sistema agisce in base al modello integrato.
Esempio pratico:
Un robot aspirapolvere usa sensori di urti, IR e giroscopio per capire se ha colpito un ostacolo, misurare distanze e orientarsi.