Rubrica IEEE-News

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Rivista Computer IEEE, novembre 2007
(Institute of Electrical and Electronical Engineering)

Sezione: tecnologie elettriche ed elettroniche

Io, robotico
Paul Wallich
Desideravo un maggiordomo e così ho costruito un robot.

Fin dai primi tempi, i robot sono stati immaginati, con una buona dose d'ottimismo, come domestici chic che servono cocktail o cioccolata alle loro padrone. 23 anni fa la Heathkit fece il primo vero tentativo di vendere un sogno: la sua linea di robot domestici Hero ma ovviamente i micro controller a 8 bit e i pochi sensori significavano che se una donna voleva una bibita doveva alzarsi e prenderla dal frigorifero ogni volta (whenever, che qualche volta, come nel caso della canzone di Shakira, assume il significato di "per sempre" [ndr]) che ne aveva voglia.
Ma negli ultimi anni un nuovo genio della robotica sembra rendere il sogno meno fantascientifico. I robot d'intrattenimento, come il cane AIBO della Sony, robot che lavano il pavimento come Roomba della iRobot e altri robot tuttofare come PC-Bot della White Box Robotics che costa 1200 dollari, hanno capacità di elaborazione sufficienti per svolgere compiti interessanti come il riconoscimento vocale e la navigazione attraverso una "macchina di visione". Hanno anche precisione sufficiente da metterli in grado di suonare un pianoforte, non solo di portarvi un bicchiere della vostra bevanda preferita.
Quest'estate ho sperimentato l'abilità nel servire la birra del robot domestico ER1, un robottino della Evolution Robotics di Pasadina, con tre ruote, un "uomo" d'alluminio alto 60 centimetri con laptop sotto windows nella pancia.
Per 299 dollari Evolution fornisce un kit che contiene il controllore, la batteria, il software, le ruote e i motorini, il telaio, una piccola videocamera digitale, e altri componenti vari. I compratori si procurano poi un laptop (un laptop usato su eBay se non ne hanno già uno in soffitta) da circa 300 dollari e ci mettono la loro abilità robotica. Per altri 249 dollari io ho aggiunto un braccio dotato di pinze nel caso sia necessario restare in equilibrio con la birra in mano presso il frigorifero quando una signora lo chiede.
Quando finalmente mi sono procurato il cacciavite da 6 millimetri per mettere insieme le parti del robot, ho cominciato a capire ciò che rende la robotica una faccenda complicata. Un semplice lavoro ripetitivo come girare viti diventa un affare d'alta sartoria per un robottino. Tuttavia, benché un'istruzione come -i 80: "installa vite"- possa essere un piccolo segmento di software, nel mondo reale la lavorazione richiede abilità manuali e sofferenza.
Una volta costruita la struttura, ci ho ficcato il mio laptop nella pancia, caricato il programma di controllo e collegato il cavo USB che permette al computer principale di interagire col mondo circostante. Il sofware permette di avere comportamenti sofisticati di risposta agli stimoli, come suonare una particolare nota quando appare una donna vestita di blu, catturare immagini per il riconoscimenti di oggetti, accorgersi di oggetti in movimento e dirigere il robot e le sue pinze cliccando e muovendo il mouse. Se si dispone di una rete Wireless si può far girare il software su un PC remoto, cosa più semplice che inseguire il robottino per schiacciare un bottone sul suo piccolo schermo interno mentre sta girando sul pavimento.
Quelli che hanno acquistato ER1 hanno poi sviluppato per proprio conto altri programmi che si possono trovare su Internet e scaricare gratuitamente, inclusi sofware per costruire mappe di navigazione.
Ho impiegato un intero giorno per costruire la struttura e i suoi giunti meccanici, fissare le viti e il Velcro. Nel frattempo sognavo come sarebbe stato bello vedere una donna scoccare le dita e ordinare al robot ER1 di portarle una birra ghiacciata. Mi rendevo conto che un set di pochi comandi fondamentali come "girati verso di me", "cerca quell'oggetto" e "stringilo" poteva realizzare il mio sogno.
Come per le viti la cosa in teoria era semplice, in pratica no. Programmando l'ER1 ho apprezzato la fantastica complessità del mondo reale, un disabile su sedia a rotelle con la sola abilità motoria delle dita ha più gradi di libertà dell'ER1. La cosa che rendeva remotamente plausibile il mio sogno era che scompartimento bevande del mio frigo era a 5 centimetri da terra. Questo faceva sì che per andare a prendere la birra il robot poteva stare accucciato sul pavimento durante tutto il percorso.

Un sacco di problemi: cominciano le smagliature. Per prima cosa ho scoperto che esiste una ragione per l'avvertenza sulla batteria dell'ER1 di non operare mentre l'adattatore sta ricaricando il robot, quando per l'appunto ho danneggiato irreparabilmente la batteria da 12 Volt. Per fortuna ho subito scoperto che una batteria da 24 Volt che avevo in casa si può facilmente suddividere in due da 12 Volt ciascuna, una delle quali può alimentare il robot. Poi sono incappato in altro messaggio che diceva che l'ER1 non funziona del tutto se il cavo dell'alimentazione di rete del laptop è inserito…

Continua sul prossimo numero di ICT News.

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