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Nata da un’idea di un gruppo di
studenti dell’ISIS Facchinetti, è una
mano robotica che può esprimere con i
propri movimenti i segni del linguaggio
dei gesti usato nella comunicazione
tra e con gli audiolesi. Si realizza
usando come base un braccio robotico
commerciale e una scheda
Arduino Mega.
di SIMONE PACE
IL ROBOT CONOSCE IL
LINGUAGGIO DEI GESTI
32
Settembre 2014 ~ Elettronica In
Hi-Tech
S
ei ragazzi della
3^ Informatica
dell’ISIS Facchinetti
di Castellanza (VA)
con questo progetto,
nato nel laboratorio
diretto dalla Prof.ssa
Ornella Pili, si sono
aggiudicati il primo
premio nei concorsi
nazionali “Skills for
the future” e “SEP” del
Junior Achievement e
addirittura - nel caso
del SEP - il terzo posto
a livello internazionale
nella finale tenutasi a
Francoforte dal 26 al 28
maggio di quest’anno.
L’apparato sviluppato
dagli studenti consiste
in una mano robotizzata autocostruita,
montata su un braccio
robotizzato commerciale (KSR10), comandata
da Arduino Mega per
mimare i gesti che compongono il linguaggio
simbolico utilizzato
correntemente per comunicare con chi non
ha l’uso dell’udito o
per far comunicare tra
loro persone che non
hanno l’uso né dell’udito, né della parola.
Il progetto è nato da
un’idea di Simone Pace,
un giovane dell’ISIS
Facchinetti molto
attento alle persone più
deboli, che dopo aver
sperimentato le esigenze dei sordomuti ed
aver compreso le problematiche di chi deve
comunicare con essi, ha
deciso di sfruttare le
proprie conoscenze e
proporre al gruppo di
studenti cui appartiene
di realizzare un braccio
meccanico in grado di
replicare i gesti componenti il linguaggio
internazionale dei
segni.
Il lavoro ha imposto un
bel po’ di studio a questi ragazzi, in quanto
essendo essi studenti
di informatica e richiedendo, la progettazione
e realizzazione del
sistema, competenze in
Elettronica e Meccanica,
hanno dovuto approfondire la conoscenza
delle relative materie
e mettersi a fare un
bel po’ di calcoli. Ma
alla fine il risultato ha
ripagato i loro sforzi,
forse più ampiamente
di quel che speravano,
visto che è valso loro la
partecipazione all’evento di Francoforte. I
ragazzi hanno poi realizzato il business plan
e creato una campagna
di promozione del loro
lavoro, affidata al web
tramite il sito acmja.
altervista.org. Per dare
ulteriore visibilità a
questa realizzazione,
meritevole sotto molti
punti di vista, abbiamo
deciso di descrivere
il progetto in questo
numero della rivista.
SI ESPRIME
CON I GESTI
La piattaforma robotica
consiste in una mano,
interamente realizzata
dai ragazzi dell’ISIS
Facchinetti, ancorata
a un braccio robotico
Elettronica In ~ Settembre 2014
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Componenti
utilizzati
Per chi volesse cimentarsi in una
replica del braccio robot realizzato dai
ragazzi dell’ISIS Facchinetti, riportiamo
di seguito la lista delle parti utilizzate:
- 10 servomotori di piccole dimensioni
(bastano dei servo da 38 g);
- 1 display 16 caratteri x 2 righe;
- 3 pulsanti N.A. da pannello;
- 1 deviatore a levetta;
- 1 braccio robotico Velleman KSR10;
- 1 Arduino Mega rev. 3;
- 1 pila da 9 V;
- 1 LED rosso tondo 5 mm;
- 1 LED verde tondo 5 mm;
- 1 LED giallo tondo 5 mm;
- 6 resistenze 220 ohm;
- fogli di alluminio di spessore pari a
0,5 mm;
- jumper maschio-maschio e cavi vari;
- legno compensato e truciolare.
Questi elementi sono serviti alla realizzazione della prima versione, descritta
interamente in queste pagine. La
seconda versione, in fase di sviluppo,
avrà in più:
- 1 modulo EasyVR 2.0
(riconoscimento vocale per Arduino);
- 1 shield Bluetooth per Arduino;
- 2 driver per motori L293NE
Il prototipo.
commerciale, gestibile da computer mediante un’apposita utility,
ma che in questo caso è stato modificato per accogliere la mano
sulla propria sommità. Il cervello
del sistema è, guardacaso, una
scheda Arduino, che nello specifico è la Mega basata su microcontrollore ATmega2560: in essa gira
uno sketch che permette di
leggere dei dati in input
e trasformarli nei gesti
corrispondenti; per l’esattezza, i dati di input
sono le lettere e parole
selezionabili dall’utente mediante un’interfaccia locale composta da
alcuni tasti e un display
alfanumerico a
cristalli liquidi.
Arduino si interfaccia, quindi, con una
tastiera per ricevere in
ingresso le parole da far
“comporre” alla mano
tramite i gesti, oltre che
con display e LED per
Fig. 1
Sagoma
del case
usato nel
prototipo.
fornire le segnalazioni del caso
e verificare l’inserimento delle parole (approfondiremo il discorso
sull’interfaccia di comando più
avanti in questo stesso articolo);
una volta confermate lettere e/o
parole, Arduino comanda un
gruppo di servocomandi che,
tramite tiranti, azionano le dita
della mano e muovono la mano
intera al fine di rappresentare i
gesti corrispondenti.
Nella prima versione (quella
descritta in queste pagine) il
braccio robotico funziona così,
mentre nella nuova versione,
che i ragazzi dell’ISIS stanno
sviluppando, verranno aggiunti
un modulo Bluetooth per interfacciarsi con apposite App e
ricevere da smartphone le parole
da “gesticolare”, ed anche un
modulo di riconoscimento vocale
per riprodurre i gesti mentre
una persona parla nell’ambiente
circostante, quindi per fare da
interprete e traduttore simultaneo
nel linguaggio dei sordomuti.
LA REALIZZAZIONE
Il sistema è l’insieme di una meccanica e di un’elettronica, a loro
volta suddivise in due corpi, che
sono il contenitore e supporto, e
la mano robotica vera e propria.
Spieghiamo come sono costituiti
e in che modo sono stati realizzati
quelli del prototipo che i ragazzi
hanno portato in Redazione.
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