News
29/03/2019

Il futuro della robotica educativa

By: Raffaele Maurici

Prospettive e nuove sfide nell’utilizzo dei robot nella didattica

Assistiamo oggi a un interesse crescente verso il coding e la robotica da parte delle istituzioni educative di tutto il mondo. La robotica educativa, in particolare, inizia a ritagliarsi un primo spazio all’interno dei curricula e i laboratori incentrati sulla presenza di robot non sono più una novità. Lo stesso Piano Nazionale Scuola Digitale (PNSD) indirizza verso scenari didattici sempre più attenti alla trasformazione digitale e ai nuovi orientamenti:  “robotica ed elettronica educativa, logica e pensiero computazionale, artefatti manuali e digitali, serious play e storytelling”.  Si delineano quindi nuovi ambienti di apprendimento, ma anche proposte educative innovative e strumenti per la sperimentazione, dove la robotica educativa si sta sviluppando rapidamente, grazie alle numerose iniziative di scuole ed enti formativi che propongono laboratori intensivi di robotica, summer school e corsi di perfezionamento. Il dinamismo del settore è ulteriormente sostenuto da un vivace mercato industriale che alimenta la diffusione di una gamma, sempre più ampia e articolata, di kit robotici disegnati per i diversi contesti educativi.

Proprio questa dinamicità del settore, rende oggi problematico circoscrivere la robotica educativa all’interno di una rigida definizione condivisa e altrettanto complesso appare il tentativo di delimitare la sua funzione pedagogica. Principalmente la robotica educativa è un approccio all’apprendimento che introduce nella didattica l’utilizzo dei robot. All’interno di essa possiamo distinguere tre ambiti diversi: la robotica come oggetto di apprendimento, la robotica come strumento di apprendimento e la robotica come supporto all’apprendimento. Con il termine “robotica educativa” non intendiamo quindi la sola educazione alla robotica, ma anche – e soprattutto – l’educazione attraverso la robotica.

Al momento, all’interno delle istituzioni scolastiche, prevale soprattutto l’approccio laboratoriale che prevede la costruzione e la programmazione di piccoli robot a fini educativi, spesso in situazioni collaborative di problem solving. I robot vengono quindi utilizzati per facilitare lo sviluppo delle conoscenze e delle abilità degli studenti, con particolare riferimento alle materie scientifiche e tecnologiche (STEM). Non si tratta solo di studiare il funzionamento dei robot, imparando a costruirli e a programmarli, ma anche di acquisire un vero e proprio metodo di ragionamento e di sperimentazione. La robotica educativa, infatti, fa riferimento all’approccio costruttivista di Seymour Papert, dove gli studenti sono i veri protagonisti del processo di apprendimento, attraverso la creazione e la manipolazione di artefatti tangibili. Grazie a percorsi di gamification che facilitino l’apprendere attraverso il gioco, imparano attraverso il “fare” e valorizzano ogni errore come spunto per la riflessione, l’autocorrezione e lo sviluppo di nuove soluzioni. In questa prospettiva, l’utilizzo di kit robotici rappresenta una risorsa “abilitante” per creare percorsi di didattica innovativa nella scuola, basati su metodologie di learn-by-doing,  problem-posing e problem-solving.

E’ un percorso di rinnovamento dove la robotica educativa diventa un approccio privilegiato per stimolare l’interesse verso le discipline STEM (Scienza, Tecnologia, Ingegneria e Matematica), per avvicinare lo studente al metodo sperimentale e alla costruzione di modelli che lo aiutino nella corretta lettura dei fenomeni scientifici e tecnologici.

Più in generale, attraverso la robotica educativa, è possibile incoraggiare la ricerca di soluzioni razionali, aiutando a sviluppare la logica, il pensiero computazionale e i diversi processi mentali che consentono di affrontare i problemi con metodo e strategia, selezionando i mezzi più idonei per la soluzione.

Parallelamente, la robotica educativa può essere adottata con successo in percorsi di apprendimento che favoriscano la socializzazione e la condivisione, sia in presenza che online. Lo scopo è favorire lo sviluppo delle soft skill legate alla comunicazione interpersonale, alla capacità di relazionarsi in contesti concreti e sfidanti, favorendo uno spirito collaborativo e cooperativo, la condivisione dei compiti e delle conoscenze (shared minds), con effetti positivi spesso sulle dinamiche motivazionali.

In questo contesto didattico, la figura dell’insegnante si apre a nuove opportunità. Il docente può sperimentare nuove modalità di relazione, affiancando lo studente e ponendosi nei suoi confronti come facilitatore e mediatore di un percorso di apprendimento attivo e personalizzato. Più in generale, l’utilizzo della robotica educativa in ambito scolastico permette al docente di sviluppare nuovi modelli di insegnamento mediato dalle tecnologie, in modo da favorire l’apprendimento interdisciplinare e l’ampliamento dei percorsi curriculari, sviluppando learning objects e moduli didattici che possono essere condivisi all’interno del sistema scolastico, secondo le nuove logiche di rete.

Quali prospettive possiamo intravedere per la robotica educativa del futuro? Certamente poco realistico appare lo scenario che prospetta l’utilizzo dei robot in sostituzione dei docenti. Un tema controverso che viene affrontato nel recente saggio “The Fourth Education Revolution: Will Artificial Inteligence liberate or infantilise humanity?” di Anthony Seldon dell’Università di Buckingham. E’ opinione dell’autore che nei prossimi l’intelligenza artificiale assumerà un ruolo crescente nell’educazione e sarà una risorsa rilevante per la diffusione dell’istruzione di qualità in tutto il mondo. Più probabilmente, in attesa della quarta rivoluzione dell’educazione, assisteremo a un forte sviluppo dell’attuale robotica educativa, sostenuto da un mercato globale del settore che, spinto da una crescente adozione di tools educativi e robot intelligenti in tutto il mondo, si stima possa raggiungere i 25 miliardi di dollari nel periodo 2018-2025.

La maggiore diffusione nelle scuole favorirà un’ulteriore maturazione teorica e metodologica della robotica educativa. E’ lecito attendersi un consistente incremento degli studi del settore e la disponibilità in futuro di un migliore repertorio di linee guida e buone pratiche validate. Il consolidamento dell’approccio richiederà anche lo sviluppo di una ontologia della robotica educativa, strumento di cui oggi si sente la mancanza, con definizioni puntuali e condivise dei termini utilizzati nel campo e delle possibili connessioni tra essi.

Sempre sul versante teorico, la crescita d’interesse verso la robotica educativa porterà a una maggiore diversificazione negli approcci all’insegnamento e all’apprendimento, oggi ispirati soprattutto alla pedagogia costruttivista. Con l’aumento di complessità legato ai nuovi scenari di diffusione, il quadro di proposte educative si farà più variegato, con una probabile apertura verso approcci legati all’emergente teoria del connettivismo, anche in relazione alla crescente convergenza tra robotica educativa ed intelligenza artificiale che di certo favorirà lo sviluppo di progettualità e sperimentazioni orientate alle logiche delle reti.

In questa direzione evolvono anche i più recenti sviluppi della robotica nell’ambito dei sistemi dotati di comportamento emergente, la possibilità di realizzare in futuro kit di microrobotica in grado di generare dinamiche emergenti, grazie all’interazione di una popolazione di elementi, dotati semplici regole comportamentali, introdurrà nuove possibilità e orizzonti formativi al settore della robotica educativa.

Tra le prospettive future più interessanti del settore, di certo è possibile indicare l’utilizzo in chiave educativa della robotica bioispirata, in particolare quella orientata allo sviluppo dei plantoidi. Si tratta di un settore ricco di potenzialità, che richiederà alla progettazione didattica profondi cambiamenti di paradigma, aprendo la robotica educativa a nuove strategie, capaci di implementare logiche proprie del mondo vegetale, e portatori di un’interpretazione diversa del movimento, dell’intelligenza e del controllo.

Con il crescente impatto sociale delle nuove tecnologie e della convergenza tra robotica, intelligenza artificiale e internet delle cose, l’immagine percepita del robot muterà tanto rapidamente quando in profondità. Le dinamiche uomo-macchina supereranno la dimensione della semplice interazione e diverranno sempre più relazionali. La capacità di entrare in relazione con macchine dotate di autoapprendimento e di intelligenza distribuita diventerà una vera e propria soft skill del futuro, una competenza nuova che ci consentirà di trarre le giuste inferenze sul comportamento delle macchine e gestire con efficacia l’interazione e la relazione con esse. Una competenza emergente che certamente sarà argomento di studio e di sperimentazione della robotica educativa del futuro e che vedrà i robot simultaneamente oggetti e soggetti delle nuove forme di apprendimento.

Raffaele Maurici è presidente di Innovation Agency e membro del comitato direttivo dell’Istituto Italiano di Bioetica.