Zoobot: un robot che cammina con soli 4 servo motori
Sto costruendo un robot da zero, sarà un giocattolo, ma soprattutto il kit per il mio corso di Arduino nelle scuole medie.
Diario di bordo del progetto.
[ 20 maggio 2026 ]
Questo progetto nasce da un’esigenza reale: avere un kit semplice, programmabile, facile da montare, per il corso di robotica che tengo a ragazzi di 2a e 3a media.
Il corso dell’anno prossimo seguirà infatti il precedente sulle basi di Arduino, elettronica, sensori e attuatori, pertanto dovrebbe essere un corso con un kit di robotica. In anni passati abbiamo utilizzato il robot Penguin (un clone del robot bipede open source Otto).
Le problematiche col Penguin-bot riguardano il software che è un po’ complicato (per ovviare a questo problema ho provveduto a realizzare un’apposita libreria), ma poi ha scoperto un difetto hardware che è presente nei kit venduti su Amazon in Italia e acquistati dalla scuola.
Inoltre il risultato del lavoro per gli studenti è poco omogeneo, il robot non è facile da montare e se alcuni ragazzi completano correttamente il lavoro, altri finiscono per avere un robot che non funziona bene, le gambe sono “molli” e un po’ instabili, oppure i ragazzi perdono le viti, o rompono i motori durante il montaggio. Insomma non sono stato soddisfatto.
Il robot da realizzare deve essere molto semplice da assemblare, le lezioni a disposizione sono brevi, durano infatti solo 1 ora. Così, dopo aver analizzato e provato diversi kit di robotica, ho scelto la soluzione autarchica: lo faccio io.
[ 15 giugno 2026 ]
Non avendo io grosse capacità col disegno 3D, decido di non perdere tempo sul design del robot, e coinvolgo l’amico e compagno di progetti Andrea Barra, designer di lampade, ma anche di barche e di qualunque altra cosa come è giusto che debba essere un designer.
Abbiamo iniziato a costruire un telaio tridimensionale per ospitare e tenere insieme i motori e provare così i movimenti.
I movimenti: il problema principale dell’utilizzo di soli 4 servo è che i movimenti sono un po’ limitati, è come avere le gambe senza il ginocchio.
Tuttavia è possibile creare gesti, pose, passi che consentono il reale utilizzo del kit a fini didattici, ma anche come gioco.
Il kit, prima proof of concept, è basato su questi componenti:
- una scheda XIAO ESP32S3, nella versione “Sense” cioè dotata di microfono e telecamera.
- 4 servo motori, 180°
- batteria 3.7V
- modulo di ricarica e step up 5V
Il tutto montato su una perfboard e tenuto insieme da un elastico.
Il primo software è stato scritto con VSCode e Claude, ogni riga è stata verificata by human, si può compilare con Arduino IDE e si può caricare anche in modalità OTA.
La parte più complessa della programmazione del robot è la gestione dei movimenti, ed è avvenuta in modo empirico: trovare le posizioni delle gambe per fare un passo.
Per velocizzare ho realizzato un’interfaccia web che permette di caricare sequenze di numeri che rappresentano gli angoli di tutti e quattro i motori, quando la sequenza funziona è poi possibile salvare nella ESP 32 tutti i parametri.
[ 22 giugno 2026 ]
Andrea aggiunge un po’ di visione tridimensionale, propone di aggiungere dei caratteri, non è più solo un “cane” o un generico animale robot a quattro zampe, utilizzando dei carta modelli e utilizzando delle luci è possibile creare dei caratteri ben definiti: cane, maialino, coccodrillo, etc.
Nome proposto: Zoobot.
Iniziamo a definire gli spazi per le cose.
[ 28 giugno 2026 ]
Andrea Barra ha esplorato un po’ l’idea degli animali!
Intanto, con l’editor dei movimenti è più semplice programmare pose, e cercare di costruire movimenti coordinati più complessi.
[ 6 luglio 2026 ]
Una nuova versione del telaio è pronta, ho ridisegnato la PCB che sosterrà tutti i componenti, ho deciso di aggiungere al progetto anche un sensore di distanza per migliorare la comprensione del mondo esterno e poter ampliare i compotamenti. Inoltre ho aggiunto su richiesta di Andrea la luce per caratterizzare gli animali (verde per il coccodrillo, rosa per il maialino…).
Il sensore di distanza scelto è un TOF, un sensore ad infrarosse, molto più piccolo dei classici sensori ad ultrasuoni. Gli occhi del nostro Zoobot saranno asimmetrici dato che il TOF è allungato, mentre la camera è rotonda, questo ci sembra conferirgli un certo sguardo simpatico e buffo.
Un po’ di disegni e screen:
Zoobot sta prendendo forma!
Prossime attività in programma:
- stampa di un primo PCB per montare un prototipo completo.
- Preparazione del nuovo software.
- Definizione del software base che verrà preinstallato per consentire di giocare senza dover fare il corso
Promemoria, questo dovrebbe essere il programma del corso con Zoobot:
- Lezioni base via Arduino IDE:
- giocare con la luce
- leggere le distanze
- muovere i motori
- Lezioni base, un po’ più articolate
- leggere le distanze e interagire di conseguenza con i motori
- distanze e luce
- movimenti coordinati, uso dell’interfaccia web per testare i movimenti
- creare nuovi movimenti
- Lezioni avanzate, uso telecamera
- fare una foto
- leggere la luminosità dell’ambiente con la telecamera
- sdraiare l’animale quando è buio, farlo alzare quando c’è luce
- Lezioni avanzate, microfono
- usare il microfono e visualizzare l’onda in Arduino IDE monitor
- usare il microfono come sensore per attivare il robot
- Lezioni finali
- usare un fischio bitonale per dare un comando al robot
- misurare la distanza di un ostacolo e aggirarlo
- usare un codice ArUco per mostrare la strada al robot
- creazione di una wake word con ML per svegliare il robot