2025
Ogni pezzo qui sotto è cliccabile. Aprine uno per vedere cosa fa, come è stato stampato e perché ha quella forma. Nuvi nasce da una richiesta di Arduino: un robot assistente attorno alla nuova UNO Q, che facesse davvero qualcosa. Il primo progetto funzionava ma sembrava una macchina; il secondo ha preso a modello uno Shiba Inu. Tenerlo sotto i 30 cm ha lasciato pochissimo spazio dentro — ogni cavo e ogni motore doveva starci — e il collo, una testa che si muove senza cavi né leve in vista, è il pezzo che ha richiesto più lavoro.
FileProgetto open source (GPL-3.0): i modelli 3D e l'app sono pubblicati su Arduino Project Hub.
Modelli 3D e app su Arduino Project Hubprojecthub.arduino.cc ↗Ogni pezzo stampato, con la sua funzione e i parametri di stampa.
Il guscio centrale a cui è appeso tutto il resto: porta i servo delle gambe, il supporto dell’elettronica e i due coperchi. È il pezzo stampato più grande e quello che detta tutte le tolleranze a valle.
Stampato in un pezzo solo per evitare una giunzione sul componente che porta più carico.
Chiude il torace e dà al robot il suo profilo frontale. Si toglie senza attrezzi, perché l’elettronica che sta dietro va raggiunta durante la calibrazione.
Il secondo sensore di tatto sta dietro questo pannello — la pancia. Anche qui parete sottile e nessun riempimento nell’area sensibile, perché la mano venga letta senza incertezze.
La metà posteriore del guscio. Curva su entrambi gli assi, quindi è il pezzo dove l’altezza di strato si vede di più e dove un valore più fine ha meritato le ore in più.
Chiude la parte inferiore del corpo e tiene la polvere fuori dal vano dei servo. È il pannello che si toglie per primo quando c’è qualcosa da controllare.
La piastra piana dietro cui sta il display. Sottile, quindi è stata stampata di schiena con un raft per evitare che si imbarcasse agli angoli.
Lo schermo da 3.5 pollici dietro la piastra frontale: è lì che compaiono le espressioni, ed è l’unico elemento che dà al robot una faccia. Non è stampato — è un modulo commerciale — ma tutta la parte anteriore della testa è disegnata attorno alle sue misure esatte.
La piastra frontale fa da cornice: la sua finestra decide quanto schermo si vede, quindi le due cose sono state riviste insieme.
Metà sinistra della testa. Dividere la testa in due lungo la mezzeria ha evitato i supporti sulle superfici a vista, al prezzo di una giunzione da carteggiare.
Metà destra della testa, speculare alla sinistra. Le due metà si chiudono su un labbro invece che su un piano, così restano allineate mentre la colla prende.
Chiude la sommità della testa sopra l’attacco del collo. Si toglie per raggiungere il servo della testa senza separare i due gusci.
Un sensore capacitivo è appoggiato all’interno di questo coperchio: è il punto in cui il robot si aspetta la carezza, quindi la parete è stata assottigliata localmente per far passare il tocco.
Il muso, stampato a parte per poterlo rivedere da solo. La sua forma ha attraversato tre versioni prima che le proporzioni leggessero come un cane e non come una scatola.
Un pezzo piccolo stampato in un materiale a contrasto, perché la vernice su un pezzo di queste dimensioni non sopravvive al maneggiamento. A pressione, senza viti.
Stampato cavo e sottile perché l’orecchio resti leggero: la massa così lontana dall’asse del collo è quella che il servo del collo deve reggere tutto il giorno.
Speculare all’orecchio sinistro. Sono tenuti da una vite ciascuno, così un urto fa ruotare l’orecchio invece di rompergli la base.
Il collegamento fra testa e corpo, e il pezzo che porta tutto il peso della testa attraverso un solo cuscinetto. Stampato in piedi con molti perimetri invece che molto riempimento.
L’arto superiore, cavo per contenere la massa. Tutto ciò che si muove veloce costa coppia alla spalla, quindi qui il peso vale più della rigidità.
Speculare al braccio sinistro. I due sono identici a parte la specchiatura, cosa che ha dimezzato il lavoro di disegno e raddoppiato il numero di stampe fallite da cui imparare.
L’estremità del braccio, sagomata per appoggiare in piano quando il robot sta seduto. Non articolata: una mano mobile sarebbe costata due servo in più per un guadagno molto piccolo.
Speculare alla mano sinistra. Stampata con il palmo sul piano, così il lato a vista esce dalla stampante già liscio.
Il punto di contatto con la scrivania, e il pezzo che porta tutto il peso del robot. Stampato con la pianta piana perché stia fermo senza un tappetino sotto.
Il secondo piede, identico al primo. Sono stati ristampati entrambi dopo che la pianta è stata allargata, perché la prima versione dondolava sui pavimenti duri.
La staffa standard che tiene un servo alla struttura, ripetuta ovunque ce ne sia uno. Piccola, stampata molte volte, e il primo pezzo rivisto quando un servo ha cambiato modello.
La scheda che pilota i quattro servo di orecchie e braccia: sedici canali PWM su un solo bus I²C, così la UNO Q manda le posizioni e questa tiene gli impulsi costanti. I due servo del collo non passano di qui: sono seriali, e hanno una scheda loro.
Uno dei quattro micro servo a ingranaggi metallici pilotati dalla PCA9685: questo muove l'orecchio sinistro. Ingranaggi in metallo invece che in plastica, perché orecchie e braccia sono i pezzi che la gente afferra.
Uno dei quattro micro servo a ingranaggi metallici pilotati dalla PCA9685: questo muove l'orecchio destro. Ingranaggi in metallo invece che in plastica, perché orecchie e braccia sono i pezzi che la gente afferra.
Uno dei quattro micro servo a ingranaggi metallici pilotati dalla PCA9685: questo muove il braccio sinistro, indipendente dall'altro, ed è quello che rende possibile il balletto. Ingranaggi in metallo invece che in plastica, perché orecchie e braccia sono i pezzi che la gente afferra.
Uno dei quattro micro servo a ingranaggi metallici pilotati dalla PCA9685: questo muove il braccio destro, indipendente dall'altro, ed è quello che rende possibile il balletto. Ingranaggi in metallo invece che in plastica, perché orecchie e braccia sono i pezzi che la gente afferra.
La camera USB dietro il naso: è così che il robot vede chi ha davanti. Il muso è disegnato attorno all'obiettivo, in modo che da fuori del modulo non si veda niente. Testo segnaposto, da riscrivere dalla pagina Project Hub.
Un sensore di distanza a tempo di volo nel formato Modulino. I due insieme sentono la presenza: Nuvi si sveglia quando ti avvicini, e scarta qualsiasi voce che non venga da qualcuno abbastanza vicino — se non c'è nessuno, non ascolta nemmeno.
Un sensore di distanza a tempo di volo nel formato Modulino. I due insieme sentono la presenza: Nuvi si sveglia quando ti avvicini, e scarta qualsiasi voce che non venga da qualcuno abbastanza vicino — se non c'è nessuno, non ascolta nemmeno.
Il cervello, nella pancia: un processore Linux e un microcontrollore su una scheda sola. Il lato microcontrollore muove il corpo in tempo reale; il lato Linux fa girare l'AI che permette a Nuvi di sentire e rispondere. L'app intera vive qui, non su un PC.
I due servo seriali che muovono la testa: uno gira, uno inclina. Bus seriale invece che PWM, così stanno su un cavo solo e riferiscono la loro posizione, e il collo si è potuto disegnare intorno a loro senza cavi né leve in vista.
La scheda di controllo dei due STS3215: trasforma la linea seriale della UNO Q nel bus half-duplex che i servo parlano, e tiene la corrente dei motori lontana dalla scheda principale.
Le piccole icone di stato sul petto: pensa, parla, dorme. Un Modulino, quindi sta sullo stesso bus dei sensori di distanza e di temperatura.
Porta i 12 V dell'alimentatore alla tensione che serve all'elettronica. Aggiunto dopo che la prima versione continuava a spegnersi quando schermo, audio e motori tiravano corrente insieme.
Dove entra l'alimentatore da 12 V 10 A, alla base del corpo, con l'interruttore accanto.
Elettronica
L'Arduino UNO Q è il cervello: da un lato il controllo del corpo in tempo reale, dall'altro l'AI che permette a Nuvi di sentire e rispondere. Quattro servo a ingranaggi metallici muovono braccia e orecchie, pilotati da una PCA9685 via I²C; due servo seriali Feetech STS3215 muovono il collo, pan e tilt, con la loro scheda di controllo. Uno schermo SPI 480×320 disegna gli occhi e una matrice LED Modulino sul petto mostra le icone di stato. Due Modulino Distance sentono la presenza, un Modulino Thermo legge temperatura e umidità, due sensori TTP223 rendono sensibili al tocco testa e pancia; un microfono e un altoparlante USB fanno la voce. L'alimentazione arriva da un alimentatore 12 V 10 A attraverso uno step-down, aggiunto dopo che la prima versione si spegneva quando schermo, audio e motori tiravano corrente insieme.
Software
Un filtro locale del rumore separa la tua frase dalla stanza; i sensori di distanza scartano chi non è abbastanza vicino — se non c'è nessuno, non ascolta nemmeno. Quello che resta va dritto al modello, Gemini, chiamato direttamente: capisce quello che sente e produce la risposta in un colpo solo, senza un passaggio separato di trascrizione. Nuvi sa che la frase era per lui perché riconosce il proprio nome, e mentre parla smette di ascoltare, altrimenti risponderebbe a se stesso. La voce è Piper, un motore di sintesi che gira sul robot, così la risposta arriva senza aspettare il cloud. Intorno: presenza e sonno, espressioni animate, due gesti della mano — palmo aperto per temperatura e umidità, segno di vittoria per accendere e spegnere le luci — e il controllo della casa via MQTT. L'app intera gira sulla scheda, via SSH, quindi funziona anche quando App Lab non vede la scheda.
