Real-Time Control of an Anthropomorphic Robotic Arm with Altera FPGA

"Real Time Control of an Anthropomorphic Robotic Arm using FPGA" è la denominazione di un progetto sviluppato per il concorso Innovate Italy: Altera Design Contest 2011. L'obiettivo del progetto è stato quello di riprodurre un sistema di controllo a distanza per un braccio robotico antropomorfo dotato di 6DOF e di una semplice pinza come organo terminale a cui è stato, in seguito, collegato un sensore optoelettronico per il rilevamento degli oggetti nella fase di grasping. L'idea è stata rivolta a quelle applicazioni aziendali o di soccorso che necessitano di ispezionare l'ambiente e/o maneggiare oggetti e sostante pericolose senza che l'utente o l'operatore venga messo in pericolo da una diretta esposizione. Per l'implementazione del prototipo si è fatto uso di un braccio meccanico costruito sulla falsa riga dei modelli educativi messi in commercio dalla LynxMotion, con sei gradi di libertà: tre utilizzati per la struttura portante; tre utilizzati per implementare un polso sferico. Per il sistema di comunicazione sono stati utilizzati due moduli Xbee Pro Serie II 2.4GHz collegati all'unità di controllo e al modulo di interfacciamento con il controller. Per entrambi i moduli sono stati utilizzati i kit di sviluppo per FPGA, DE1 Development & Education Board, forniti da Altera: il primo si occupa di elaborare l'algoritmo di cinematica inversa in modo che, data la posizione dell'end-effector, possano essere calcolati in modo ottimale gli angoli ai giunti; il secondo si occupa di interfacciarsi con un controller con cui l'utente interagisce, quale può essere un joypad o, come nel nostro caso, una keyboard. I due moduli, appunto, comunicano tra di loro tramite un collegamento senza fili.