IoT Internet delle cose

Formazione Docenti TEMA 1F Argomento: IoT PON Per la scuola competenze e ambienti per l’apprendimento Istituto Galilei Civitavecchia Docente Paolo Aghemo Tutor Materiale a cura di Francesca Lazzari e Paolo Aghemo

1F | Internet of Things


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Il PNSD

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Le azioni specifiche " Azione #15 – Scenari innovativi per lo sviluppo di competenze digitali applicate " Azione #17 - Portare il pensiero logico-computazionale a tutta la

scuola primaria

Cosa si intende per IoT?

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Internet of Things " In telecomunicazioni Internet delle cose (o, piÚ propriamente, Internet degli oggetti o IoT, acronimo dell'inglese Internet of things) è un neologismo riferito all'estensione di Internet al mondo degli oggetti e dei luoghi concreti. " Introdotto da Kevin Ashton, cofondatore e direttore esecutivo di Auto-ID Center (consorzio di ricerca con sede al MIT), durante una presentazione presso Procter & Gamble nel 1999. Il concetto fu in seguito sviluppato dall'agenzia di ricerca Gartner.

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Internet of Things " Cosa significa essere oggi “su internet 24/24 ore”? (oltre il consumo); " Internet è oggi uno dei diritti fondamentali; " Il traffico è oggi di 40/45 Zettabyte cioè 10²¹; " IP connessi sono maggiori rispetto al n° di persone connesse, nel 2013 erano 10 miliardi a fronte di 3 miliardi di persone connesse; " In Italia l’indirizzo IP (Internet Protocol) è 192.168.000.000 (IPv4 2³² sono praticamente tutti usati ora si passa a IPv6 2¹²8)

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Internet of Things " L'Internet delle cose è una possibile evoluzione dell'uso della Rete: gli oggetti (le "cose") si rendono riconoscibili e acquisiscono intelligenza grazie al fatto di poter comunicare dati su se stessi e accedere ad informazioni aggregate da parte di altri. " Le sveglie suonano prima in caso di traffico, le scarpe da ginnastica trasmettono tempi, velocità e distanza per gareggiare in tempo reale con persone dall'altra parte del globo, i vasetti delle medicine avvisano i familiari se si dimentica di prendere il farmaco. " Tutti gli oggetti possono acquisire un ruolo attivo grazie al collegamento alla Rete. Ne conoscete qualcuno?

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Internet of Things

" L'obiettivo dell'internet delle cose è far sì che il mondo elettronico tracci una mappa di quello reale, dando un'identità elettronica alle cose e ai luoghi dell'ambiente fisico. Gli oggetti e i luoghi muniti di etichette Identificazione a radio frequenza (Rfid) o Codici QR comunicano informazioni in rete o a Internet delle cose in sintesi; Works: Internet of Things; dispositivi mobili come i telefoni cellulari. How It Intervista a Jeremy Rifkin; Dal main frame ai big data; " Pe r a v e r e u n ’ i d e a a l c u n i v i d e o "Internet of Things that Really Matter". esemplificativi: ● ● ● ● ●

Internet of Things

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" I campi di applicabilità sono molteplici: dalle applicazioni industriali (processi produttivi), alla logistica e a l l ' i n f o m o b i l i t à , f i n o a l l ' e ff i c i e n z a e n e r g e t i c a , all'assistenza remota e alla tutela ambientale. " L'internet delle cose tende ad evolversi in modo parallelo e reciproco al web semantico (to tag): −

Semantic web è stato proposto per la prima volta nel 2001 da Tim Berners-Lee, è stato associato all'idea di un Web nel quale agiscano agenti intelligenti, applicazioni in grado di comprendere il significato dei testi presenti sulla rete e perciò in grado di guidare l'utente direttamente verso l'informazione ricercata, oppure di sostituirsi a lui nello svolgimento di alcune operazioni

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Es. di identificazione semantica → K-12, educational, storia, romani, repubblica (identifichiamo il nostro learning object)

Internet of Things ● IoT coinvolge persone, processi, dati, oggetti; ● Internet live status, ci rende edotti sull’incremento continuo dell’utilizzo del web sia in fruizione sia in “costruzione” e ci aiuta a riflettere sull’uso dei social network. ● Tuto diviene “Smart”, intelligente, veloce, leggero; ● Smart Cities, a Bologna è stato applicato sulla raccolta dei rifiuti con un risparmio di circa 4 miliardi di euro e 7 milioni di CO2 in meno; ● Quali applicazioni si aprono?

Internet of Things significa ● ● ● ● ● ● ●

Essere identificabili; Ricevere dadi autonomamente; Comunicare su protocolli diversi; Bassi voltaggi operativi; Capacità di riconoscere altri oggetti; Programmabilità e coordinamento lato utente; Garzanzia e sicurezza;

IoT non “accetta” oggetti programmati male

PerchĂŠ dovrebbe interessarci?

Real time board Lino IoT

La comunicazione uomo-uomo uomo-macchina macchina-macchina

La comunicazione

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" ✓ ✓ ✓ "

La comunicazione nell’IoT avviene su diversi piani: Uomo/Uomo; Uomo/Macchina; Macchina/macchina La vera svolta dell’IoT si avrà con la piena attuazione della comunicazione macchina/macchina che sta avvenendo in questi anni, molti identificano il 2020 come anno di svolta… " I termini sono quasi sempre usati nella versione inglese people/people, people/machine, machine/ machine.

L’interazione nell’IoT

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" " " " " " "

Come avviene l’interazione: Sensori e attusatori; Processori; Connessioni; infrastrutture Attraverso: Azioni reali → consapevolezza → analisi dei dati → anticipazione del cambiamento → economia → agilità → Istituzioni

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Processori " Arduino; " Rasberry; " Galileo

Connessioni " RFID (es anti taccheggio); " NFC (es Bancomat).

Cisco circles story https://vimeo.com/84274460

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Applicazioni " I principali domini applicativi ed ambiti operativi interessati dallo sviluppo della IoT sono riportati sinteticamente nel seguente elenco: ✓ Domotica ✓ Robotica ✓ Avionica ✓ Industria automobilistica ✓ Biomedicale ✓ Reti wireless di sensori ✓ Sorveglianza ✓ Rilevazione eventi avversi ✓ Smart grid e Smart City ✓ Telematica

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Ambiti di applicazione " Smart City: le città intelligenti (alcuni le chiamano città sensibili) si riferiscono a strategie di pianificazione urbanistica che migliorano la qualità di vita in città, e cercano di soddisfare le esigenze ed i bisogni dei cittadini.

" Smart Building e Smart Home:

le smart building (edifici intelligenti) si

rivolgono soprattutto al B2B, ovvero alla realizzazione ed ottimizzazione di palazzi ed uffici, le smart home (case intelligenti) si rivolgono soprattutto ai consumatori e fruitori finali dei servizi (es regolare la temperatura della casa dallo smartphone);

" Smart mobility: tema centrale per la qualità della vita in città; " Smart Manufacturing o Industrial 4.0 o Industria 4.0: manufatture (tipo Arduino) e applicazioni alle grandi industrie;

" Smart agricolture: pianificazione irrigazione, semine, ecc.; " Pubblica amministrazione: trasporti, energia, sostenibilità, rifiuti, ambiente.

Privacy e dati sensibili

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" "

Quello della privacy e della tutela dei dati personali e sensibili è un altro punto importante dell'internet delle cose.

Eventi importanti in questo settore è quello di Truste sulla privacy nell'IoT. L'America è già avanti su questa tematica, ad esempio sul sito del Federal Trade Commission è presente un documento su "Internet

"

of Things: Privacy & Security in a connected World".

In Italia, il garante della privacy avvia consultazione per definire regole e tutele in merito all'internet delle cose. Ecco un estratto direttamente

"

dal loro sito: "In particolare, l'Autorità intende acquisire elementi sulle modalità di informazione degli utenti, anche in vista di un eventualeconsenso; sulla possibilità che fin dalla fase di progettazione dei servizi e dei prodotti gli operatori coinvolti adottino soluzionitecnologiche a garanzia della privacy degli utenti (la cosiddetta "privacy by design"); sul ricorso a tecniche di cifratura eanonimizzazione delle informazioni; sulla interoperabilità dei servizi; sulla adozione di strumenti di certificazione."

http://www.internet4things.it/iot-library/internet-of-things-gli-ambiti-applicativi-in-italia/

Il pensiero computazionale

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Pensiero computazionale " Il pensiero computazionale è un processo mentale per la risoluzione di problemi costituito dalla combinazione di metodi caratteristici e di strumenti intellettuali, entrambi di valore generale. " Per caratterizzare sinteticamente il rilevante contributo culturale apportato dall’Informatica alla comprensione della società contemporanea, la scienziata informatica Jeannette Wing nel 2006 introdusse l’espressione “pensiero computazionale ”. " Un video esplicativo https://youtu.be/vNaNxwATJqY

Pensiero computazionale

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I metodi caratteristici includono: " " "

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"

analizzare e organizzare i dati del problema in base a criteri logici; rappresentare i dati del problema tramite opportune astrazioni; formulare il problema in un formato che ci permette di usare un “sistema di calcoloâ€? (nel senso piĂš ampio del termine, ovvero una macchina, un essere umano, o una rete di umani e macchine) per risolverlo; automatizzare la risoluzione del problema definendo una soluzione algoritmica, consistente in una sequenza accuratamente descritta di passi, ognuno dei quali appartenente ad un catalogo ben definito di operazioni di base; identificare, analizzare, implementare e verificare le possibili soluzioni con un’efficace ed efficiente combinazione di passi e risorse (avendo come obiettivo la ricerca della soluzione migliore secondo tali criteri); generalizzare il processo di risoluzione del problema per poterlo trasferire ad un ampio spettro di altri problemi.

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Pensiero computazionale Questi metodi sono importanti per tutti, non solo perchÊ sono direttamente applicati nei calcolatori (computer  ), nelle reti di comunicazione, nei sistemi e nelle applicazioni software ma perchÊ sono strumenti concettuali per affrontare molti tipi di problemi in diverse discipline.

Pensiero computazionale

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Gli strumenti intellettuali includono: "

" " " "

"

confidenza nel trattare la complessità (dal momento che i sistemi software raggiungono normalmente un grado di complessità superiore a quello che viene abitualmente trattato in altri campi dell’ingegneria); ostinazione nel lavorare con problemi difficili; tolleranza all’ambiguità (da riconciliare con il necessario rigore che assicuri la correttezza della soluzione); abilità nel trattare con problemi definiti in modo incompleto; abilità nel trattare con aspetti sia umani che tecnologici, in quanto la dimensione umana (definizione dei requisiti, interfacce utente, formazione, ...) è essenziale per il successo di qualunque sistema informatico; capacità di comunicare e lavorare con gli altri per il raggiungimento di una meta comune o di una soluzione condivisa.

Pensiero computazionale

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In sintesi "

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Pensare in modo computazionale significa suddividere il processo decisionale in singoli step, ragionare passo passo sul modo migliore per ottenere un obiettivo per fornire ad un altro individuo (uomo o macchina) “istruzioni” necessarie per portare a termine un determinato compito.

Un comportamento che in realtà – quasi senza accorgercene – mettiamo in atto tutti i giorni, per esempio quando stabiliamo il percorso più breve per raggiungere una destinazione oppure, più semplicemente, quando giochiamo ai videogiochi e dobbiamo elaborare un piano per superare un livello.

Il concetto di “pensiero computazionale” è stato introdotto per la prima volta da Seymour Papert nel 1996 parlando di LOGO, il linguaggio di programmazione da lui sviluppato al MIT per insegnare la programmazione ai bambini.

Il coding

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Coding " Coding è un termine inglese al quale corrisponde in italiano la parola programmazione. Parliamo di programmazione informatica ovviamente ma non nel senso più tradizionale dell’espressione. Il coding a scuola è una scoperta – se così possiamo definirla – recente. " Parliamo di un approccio che mette la programmazione al centro di un percorso dove l’apprendimento, già a partire dai primi anni di vita, percorre strade nuove ed è al centro di un progetto più ampio che abbatte le barriere dell’informatica e stimola un approccio votato alla risoluzione dei problemi. " Parliamo di pensiero computazionale, ovvero di un approccio inedito ai problemi e alla loro soluzione.

Coding

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Con il coding bambini, ragazzi (anche gli adulti) sviluppano il pensiero computazionale e l’attitudine a risolvere problemi piÚ o meno complessi. Non imparano solo a programmare ma programmano per apprendere.

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Coding Alcuni link a siti di coding Code.org https://code.org/ Lightboot https://lightbot.com/flash.html Blocky games https://blockly-games.appspot.com/ Code spark http://thefoos.com/hour-of-code/ Run Marco https://www.allcancode.com/web Google education https://edu.google.com/cs/index.html Coding a scuol a un modello http://codemooc.org/un-modello-peril-coding-a-scuola/ Coding in your classroom now (Bogliolo) https:// platform.europeanmoocs.eu/ course_coding_in_your_classroom_now

Scratch 
 come strumento per la didattica

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Scratch " Strumento per la didattica, dal pensiero computazionale al digital storytelling, alla creazione di laboratori: " Robotic lab " Fablab " ‌..

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Scratch " Creare storie e percorsi " https://scratch.mit.edu/ " http://www.pensierocomputazionale.com/

Grazie!

Paolo Aghemo formatore, Maria Grazia Loiacono, tutor

Eventuali riferimenti: