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Hai sempre desiderato costruire il tuo robot? Non è così difficile come potresti pensare. Puoi utilizzare uno dei tanti kit di partenza disponibili o creare il tuo robot programmabile con una serie di componenti elettronici standard.
Per il cervello elettronico del robot, potresti usare un Raspberry Pi, Arduino o un altro tipo di microcontrollore. Avrai bisogno di una scheda driver per controllare i motori per farlo muovere, usando ruote, binari o persino gambe. Oppure potresti creare un braccio robotico.
Qui esploriamo alcuni degli approcci più popolari e interessanti per realizzare un robot.
1. Robot su ruote
Il tipo più popolare di robot fai-da-te da costruire assomiglia a un'auto in miniatura, con un telaio e in genere due o quattro ruote, a volte sei.
Sia che si utilizzi un Raspberry Pi, Arduino , o un altro microcontrollore, avrai bisogno di una scheda driver del motore per collegarla ai motori CC che faranno girare le ruote. È necessaria anche una fonte di alimentazione portatile, come un power bank o un pacco batteria.
Il telaio costituisce il corpo del robot. Per questo, puoi acquistare un kit o costruire il tuo telaio personalizzato da zero utilizzando parti stampate in 3D/tagliate al laser o qualsiasi materiale tu abbia a portata di mano.
Per terreni difficili, il tuo robot potrebbe essere dotato di cingoli o persino di un sistema di sospensione a bilanciere come il rover Perseverance Mars della NASA.
Sebbene sia possibile aggiungere ruote sterzanti, il modo più semplice per guidare il robot è far sì che i motori su un lato vadano più veloci dell'altro. Oppure potresti usare speciali ruote Mecanum con battistrada angolato per consentirgli di spostarsi lateralmente.
L'aggiunta di sensori al robot lo aiuterà a muoversi autonomamente una volta programmato. Un sensore di distanza ad ultrasuoni gli consentirà di evitare gli ostacoli, mentre un sensore IR rivolto verso il basso può essere utilizzato per seguire una linea nera sul pavimento.
Potresti anche aggiungere una telecamera per la visualizzazione di video in remoto e il riconoscimento di oggetti utilizzando una libreria di visione artificiale come OpenCV.
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2. Robot autobilanciante
Un robot autobilanciato a due ruote utilizza una IMU (unità di misura inerziale) con sensori accelerometro e giroscopio per rilevare movimento e rotazione. Ciò gli consente di regolare il suo equilibrio di conseguenza con i motori ed evitare di cadere.
Ci vuole una buona conoscenza della matematica e un po' di programmazione avanzata, ma i risultati possono essere davvero impressionanti quando il tuo robot riesce a rotolare e a rimanere in piedi.
3. Robot con le gambe
Questo concetto ha le gambe... letteralmente. Realizzare e azionare le gambe del robot è molto più complicato rispetto all'utilizzo delle ruote, poiché dovrai creare giunti flessibili per le gambe e aggiungere un servomotore a ciascun giunto per consentirgli di muoversi con precisione. I giunti sono in genere realizzati utilizzando la stampa 3D o il taglio laser.
Per saperne di più: Come stampare in 3D per principianti
Costruire un robot con quattro, sei o otto gambe garantisce una migliore stabilità e facilità di controllo rispetto a un robot bipede (vedi sotto). Il rovescio della medaglia è che ci sarà un intero carico di cavi coinvolti per collegare tutti quei servi delle gambe. Creerai un gatto, un cane, un insetto o un ragno robot?
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4. Robot bipede
Se vuoi creare il tuo robot in stile Star Wars, questo è il droide che stai cercando.
Sebbene sia più semplice da cablare rispetto a un robot con un numero maggiore di gambe, un robot bipede ha l'ulteriore sfida di bilanciarlo in modo che non cada.
Raggiungere un movimento di camminata fluido è la chiave per far rimanere il tuo robot in posizione eretta mentre procede a grandi passi. Facoltativamente, potresti anche voler installare una IMU con sensori accelerometro e giroscopio (vedi Robot autobilanciato sopra).
Per un robot più umanoide, potresti aggiungere braccia mobili alla tua creazione, che potrebbero anche essere usate per aiutarlo a rimanere in piedi se inizia a cadere.
5. Braccio robotico
La maggior parte dei robot industriali sono bracci meccanici che raccolgono oggetti e li manipolano. Se vuoi costruirne uno tuo, ci sono alcuni kit disponibili per iniziare, come il PiArm .
Come con le gambe robotiche, il braccio comprenderà diversi giunti, ciascuno dotato di un servomotore per un controllo preciso del suo movimento. Per la massima destrezza, vuoi un braccio con abbastanza articolazioni, inclusa una base rotante, da offrire almeno sei gradi di libertà (6DOF).
Per costruire il tuo braccio da zero, puoi usare un set di costruzioni giocattolo come Meccano o un sistema di costruzione di robot più dedicato e di precisione come Actobotics .
Potresti persino rendere mobile il tuo braccio robotico montandolo sul telaio di un robot su ruote.
6. ROV Under subacqueo
Come predisse Homer Simpson sotto forma di canzone, in futuro tutti vivranno sotto il mare. Fino ad allora, potresti voler esplorare l'oceano con un robot sottomarino, noto anche come ROV (veicolo telecomandato).
Per prima cosa: acqua ed elettronica non sono un buon mix! Quindi avrai bisogno di un'eccellente impermeabilità dell'alloggiamento per proteggere l'elettronica all'interno del tuo robot; per una maggiore sicurezza, potresti anche voler rivestire le connessioni cablate interne con resina.
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Per far muovere il tuo mini ROV, avrai bisogno di motori brushless collegati alle eliche. Mentre lo sterzo laterale è simile a quello di un robot su ruote, l'aggiunta di un'elica verticale ti consentirà di controllare la profondità del robot nell'acqua.
Un giroscopio aiuterà a rilevare l'orientamento del robot sott'acqua, mentre una telecamera e una luce consentiranno all'operatore remoto di vedere. Trasmettere video in modalità wireless a un altro dispositivo attraverso l'acqua non è facile, quindi si consiglia una connessione via cavo.
7. Pesce robotico
Per il massimo dei robot subacquei, potresti creare un pesce-robo. Costruirne uno è un progetto ambizioso, che richiede una stampa 3D di precisione e un design personalizzato per il corpo e pinne/coda mobili per lo sterzo.
Alcuni esempi impressionanti di pesci robotici sono stati creati da gruppi di ricerca accademici che cercano un modo discreto per nuotare accanto a veri branchi di pesci per studiarne il comportamento. Un team del CSAIL MIT ha creato SoFi; questo pesce robotico è dotato di uncoda geniale ispirata al sistema biologico utilizzato nelle pinne di tonno.
7 modi per costruire il tuo robot oggi: successo
Una volta costruito il tuo robot, ci sono diversi modi per controllarlo. Puoi guidarlo manualmente da un altro dispositivo o computer. Oppure programmalo per seguire un particolare schema di movimento: un modo tipico di usare un braccio robotico.
I sette tipi di robot che puoi costruire sono:
- Robot su ruote
- Autobilanciamento
- Robot con le gambe
- Bipede
- braccio robotico
- ROV . subacqueo
- Pesce robot
Affinché il tuo robot sia veramente intelligente, dovrai codificare il suo microcontrollore o computer a scheda singola in modo che possa agire in modo autonomo. Per questo, ti consigliamo di aggiungere sensori o anche una mini videocamera in modo che il tuo robot possa rilevare/vedere dove sta andando ed evitare gli ostacoli.
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- Robotica
Il giornalista freelance di tecnologia e intrattenimento Phil ha curato numerosi libri ufficiali di Raspberry Pi. A lungo armeggiatore di Raspberry Pi e di elettronica, collabora regolarmente con la rivista The MagPi.
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