I 5 componenti essenziali che definiscono un robot

I manuali di robotica e gli standard (ISO 8373, IEEE) convergono su cinque sottosistemi che distinguono un robot da una semplice macchina o automa.

1. Struttura meccanica (Corpo)

Link rigidi o conformi (bracci, telaio, gambe) fatti di alluminio, fibra di carbonio, acciaio, o plastica ingegnerizzata. Fornisce framework cinematico—giunti (revoluti, prismatici, sferici) definiscono gradi di libertà (DoF).

2. Sensori (Percezione)

Exteroceptivi (ambiente): telecamere, LiDAR, ultrasuoni, radar, forza/coppia, tattili. Proprioceptivi (sé): encoderi, IMU, sensori coppia giunto, temperatura. Abilitano controllo a ciclo chiuso.

3. Attuatori (Muscoli)

Convertono energia → movimento. Elettrici (servo/stepper/BLDC), idraulici, pneumatici, serie-elastici, lega a memoria di forma. La selezione definisce velocità, forza, compliance, precisione.

4. Sistema di controllo (Cervello)

Calcolo in tempo reale: microcontrollore (STM32, ESP32), SBC (Jetson, Pi), PLC, o PC. Esegue stima stato, pianificazione, generazione traiettoria, loop servo di basso livello (1–10 kHz). Stack software: ROS 2, behavior trees, MPC, policy RL.

5. Alimentazione (Energia)

Batteria (Li-ion, LiPo, LiFePO₄), AC/DC con cavo, cella a combustibile, solare. Distribuzione energia: PDB, BMS, rail voltaggio (5V, 12V, 48V). Densità energetica e gestione termica dettano autonomia.

Componenti aggiuntivi comuni (Non strettamente richiesti)

• Effettori finali (pinze, utensili, polsi)
• Comunicazione (Ethernet, CAN, Wi-Fi, 5G, LoRa)
• Interfaccia uomo-macchina (pendant di insegnamento, tablet, VR)
• Sistemi di sicurezza (Arresto emergenza, tende luminose, ISO 13849 PL-d)

Perché questi cinque?

Una fresatrice CNC ha struttura, attuatori, controllo, alimentazione—ma nessun sensore per interazione ambiente (a ciclo aperto). Una luce a sensore di movimento ha sensori, alimentazione, controllo—ma nessun attuatore per manipolazione intenzionale. Un robot chiude il loop senso-pianifica-agisci autonomamente.