∇ HumanTech Lab Academy 2025 – Simulazione collaborazione uomo macchina, industria 5.0

Descrizione

∇ HUMANTECH LAB ACADEMY 2025 è un laboratorio didattico avanzato progettato per offrire agli studenti un’esperienza completa e concreta nel campo dell’automazione industriale, della robotica collaborativa e delle tecnologie emergenti. È pensato per accompagnare Scuole Secondarie di Secondo Grado, ITS e Università nella costruzione di competenze allineate con i paradigmi dell’Industria 4.0 e 5.0, in cui l’interazione uomo-macchina, l’intelligenza artificiale e la centralità della persona diventano elementi chiave.

Questo kit nasce con l’obiettivo di simulare e controllare un impianto produttivo intelligente, integrando dispositivi fisici reali con software evoluti, sperimentando direttamente sul campo i concetti di digital twin, machine learning, controllo remoto, IoT e Edge AI.

Il laboratorio permette di:

• Progettare e gestire un impianto produttivo simulato, utilizzando un braccio robotico a 6 assi per l’esecuzione di compiti automatizzati;
• Monitorare e reagire a dati ambientali attraverso sensori IoT collegati in rete;
• Implementare sistemi di interazione naturale, grazie a controller capaci di riconoscere gesti e comandi vocali;
• Visualizzare e analizzare dati in tempo reale tramite piattaforme cloud accessibili e intuitive;
• Programmare e automatizzare processi industriali con linguaggi visuali (Blockly) o in Python, sviluppando competenze trasversali nell’ambito STEM.

Il kit è indicato per:

• Istituti Tecnici (meccanica, meccatronica, elettronica, informatica, automazione);
• ITS e percorsi post-diploma per la digitalizzazione industriale;
• Corsi universitari orientati a robotica, automazione, ingegneria dell’informazione, sistemi embedded;
• Scuole polo per l’innovazione digitale.

Il sistema include una dotazione completa e pronta all’uso:

• Braccio robotico a 6 assi Arduino-based:
  progettato per simulare operazioni reali di presa, spostamento e manipolazione, è facilmente programmabile grazie alla compatibilità con Arduino, piattaforma leader nell’education.

• Controller gestuale e vocale con AI integrata Skin:
  permette di controllare il sistema tramite movimenti naturali della mano o comandi vocali, sfruttando algoritmi di riconoscimento locali (Edge AI), anche in ambienti rumorosi.

• Computer Edge con supporto AI locale (NVIDIA):
  per l’elaborazione dei dati direttamente sul dispositivo, senza necessità di cloud esterni, migliorando la privacy e l’efficienza operativa.

• Sensori IoT LoRaWAN:
  tre moduli connessi a lungo raggio, in grado di rilevare parametri ambientali (temperatura, umidità, luce, movimento…) e inviarli al sistema centrale anche in assenza di Wi-Fi. La tecnologia LoRaWAN (Long Range Wide Area Network) è ideale per la didattica dell’Internet of Things, grazie al bassissimo consumo energetico, all’ampia copertura e alla facilità di configurazione in reti scolastiche. La rete LoRaWAN simula perfettamente scenari industriali o agricoli in cui i sensori trasmettono i dati a un gateway centrale, poi visualizzati e analizzati.

• Gateway LoRaWAN:
  raccoglie i segnali dei sensori e li inoltra alla piattaforma software per l’analisi in tempo reale.

• ∇ Nabla SHAPELab: ambiente di programmazione visuale basato su Blockly. Gli studenti possono creare logiche di automazione, gestire sensori e programmare il braccio robotico senza scrivere codice. È perfetto per introdurre anche i principi della programmazione a blocchi e della logica algoritmica.

• Esempi in Python: per i livelli più avanzati, è possibile personalizzare ogni parte del sistema con script Python, sfruttando le potenzialità dell’AI, dei controller e dei moduli hardware.

• Zion IoT: piattaforma cloud che consente la visualizzazione, gestione e storicizzazione dei dati provenienti dai sensori e dal sistema robotico. Supporta telemetria in tempo reale, automazione visuale, integrazione via API (MQTT, REST), e simula una vera e propria centrale di controllo industriale.

Il software è progettato per essere scalabile e intuitivo, adatto sia all’ambiente scolastico che alla simulazione di scenari industriali complessi, come un moderno impianto produttivo digitale.

HUMANTECH LAB ACADEMY 2025 include un percorso formativo in video tutorial articolato in sei Unità Didattiche (UDA) progressive, progettate per guidare gli studenti dall’introduzione alle tecnologie abilitanti dell’Industria 5.0 fino alla realizzazione di un impianto produttivo simulato.

Sono incluse 3 ore di assistenza, in modalità laboratoriale o blended, con il supporto di contenuti digitali, documentazione tecnica e piattaforme online dedicate. Ogni UDA prevede esercitazioni pratiche, momenti di progettazione autonoma e fasi di collaborazione di gruppo.

🔍 Le 6 Unità Didattiche

 UDA 1 – Edge Computing e architettura intelligente

Analisi del funzionamento dei dispositivi hardware inclusi nel kit, con focus sull’elaborazione locale dei dati (Edge AI) e sulla comunicazione tra sensori, attuatori e controller.

UDA 2 – Interazione naturale uomo-macchina

Sperimentazione con comandi vocali e gestuali per controllare robot e sistemi digitali, utilizzando algoritmi di riconoscimento integrati nei dispositivi.

UDA 3 – Programmazione visuale con ∇ Nabla SHAPELab

Attività guidate di coding con interfaccia a blocchi (Blockly): progettazione delle logiche operative, automazione di compiti robotici, gestione dei flussi di lavoro.

UDA 4 – Internet of Things e sensori LoRaWAN

Configurazione di una rete IoT a lungo raggio con i sensori LoRaWAN del kit: raccolta dati ambientali, connessione al gateway, trasmissione alla piattaforma cloud.

UDA 5 – Intelligenza Artificiale integrata nei dispositivi

Utilizzo di modelli AI per il riconoscimento vocale e gestuale direttamente su dispositivi edge. Analisi della privacy, della reattività e dell’efficienza operativa senza cloud.

UDA 6 – Project Work finale: simulazione d’impianto produttivo

Attività di gruppo in cui gli studenti integrano tutte le competenze acquisite per progettare e realizzare un sistema produttivo automatizzato e intelligente, simulando scenari reali. Valutazione delle performance, ottimizzazione dei processi e presentazione del progetto.

 

Al centro dell’esperienza formativa del HUMANTECH LAB ACADEMY 2025 si trova un controller intelligente di nuova generazione, capace di interpretare comandi vocali e gestuali in tempo reale, senza necessità di connessione al cloud. Questo dispositivo, sviluppato per la formazione avanzata, consente agli studenti di sperimentare forme di interazione naturale con robot e sistemi digitali, progettando flussi operativi basati su voce e movimento.

⚙️ Caratteristiche tecniche principali 

• Riconoscimento vocale on-device (Edge AI):
  interpreta comandi anche in ambienti rumorosi grazie a modelli ottimizzati per l’elaborazione locale, senza invio di dati al cloud;

• Riconoscimento gestuale ad alta precisione:
  interpreta i movimenti della mano o del corpo tramite sensori di movimento e algoritmi di classificazione dinamici;

• Compatibilità Python e visual programming:
  programmabile via Blockly oppure personalizzabile con script Python, consente di adattare ogni funzionalità ai bisogni del contesto didattico;

• Connettività completa:
  supporta protocolli standard (REST API, MQTT, WebSocket), per integrarsi facilmente con il braccio robotico, i sensori e le piattaforme cloud del kit;

• Modularità e interoperabilità:
  può essere riutilizzato e integrato anche in altri progetti didattici o laboratori (robotica, automazione, smart interface, ambienti assistivi, ecc.).