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Fondamenti di robotica September 7, 2026

Introduzione ai sistemi idraulici: dal principio di Pascal al controllo della forza nei robot.

Perché un piccolo input può muovere il braccio massiccio di un escavatore idraulico? Questo articolo considera la pompa, le valvole di controllo, il cilindro, il fluido idraulico, i sensori e il sistema di controllo come un unico circuito chiuso, illustrando le equazioni di pressione/portata/efficienza, le tecnologie attuali nelle macchine edili e agricole, la conversione elettroidraulica e le ricerche in corso, con l'ausilio di diagrammi.

Fundamentals · 10 min di lettura Apprendimento per rinforzo September 4, 2026

Introduzione all'apprendimento per rinforzo multi-agente: ottimizzazione in un mondo in cui anche l'altra parte sta imparando.

Quando più agenti apprendono contemporaneamente, un MDP a singolo agente non è più valido. Questo articolo organizza, con equazioni e diagrammi, i concetti di non stazionarietà, contesti cooperativi/competitivi/misti, CTDE, il problema dell'assegnazione del credito, MADDPG e QMIX.

Fundamentals · 9 min di lettura Sensori e hardware September 4, 2026

Come funzionano gli encoder rotativi: ottico e magnetico

Confrontiamo i due principi di funzionamento dell'encoder rotativo – ottico, che legge la posizione interrompendo la luce, e magnetico, che legge la direzione di un campo magnetico – a partire dai dati del sensore di angolo e velocità dell'albero di un motore.

Fundamentals · 15 min di lettura Sensori e hardware September 4, 2026

Come funzionano i sensori di temperatura e i prodotti che definiscono questa categoria: termocoppie, PT100, DS18B20

Ogni sensore di temperatura fa la stessa cosa: trasforma il calore in un segnale elettrico. Tuttavia, la fisica che ne sta alla base si articola in quattro famiglie distinte: l'effetto Seebeck nelle termocoppie, la relazione resistenza-temperatura nei termoresistori e nei termistori, il comportamento del bandgap dei circuiti integrati a semiconduttore e la legge di Stefan-Boltzmann alla base dei termometri a infrarossi. Questo articolo ripercorre la storia, dall'equivoco di Seebeck del 1821, passando per l'equazione di Callendar-Van Dusen che calibra i sensori PT100, fino a un confronto delle specifiche di circuiti integrati reali come il DS18B20, il TMP117 e l'MLX90614, e a un caso concreto di un'auto di Formula 1 che rileva la temperatura degli pneumatici con 12 sensori a infrarossi senza contatto.

Fundamentals · 19 min di lettura Ingegneria del controllo September 3, 2026

Introduzione all'ingegneria del controllo: osservatori di stato e filtro di Kalman lineare

Le letture dei sensori non rappresentano lo stato stesso. Questa introduzione illustra l'osservabilità, le equazioni di predizione/aggiornamento di Kalman, la covarianza, fornisce esempi numerici, l'integrazione del controllo, l'implementazione robotica e il comportamento a prova di guasto.

Fundamentals · 6 min di lettura Ingegneria del controllo September 3, 2026

Introduzione all'ingegneria del controllo: LQR - Feedback di stato da priorità esplicite

LQR ricava i guadagni del feedback di stato da un modello nello spazio degli stati e da un costo quadratico. Questa introduzione tratta le equazioni di Riccati, l'osservabilità, i compromessi PID/MPC, l'implementazione robotica, l'intuizione numerica e la sicurezza.

Fundamentals · 6 min di lettura Ingegneria del controllo September 3, 2026

Introduzione all'ingegneria del controllo: controllo predittivo basato su modello - Agire entro i vincoli.

Il controllo predittivo basato su modello prevede il comportamento futuro utilizzando un modello, ottimizza una sequenza di input vincolata, applica solo la prima mossa e ripete il processo. Questa introduzione illustra equazioni, taratura, sicurezza, implementazione ed esempi attuali.

Fundamentals · 7 min di lettura Ingegneria del controllo September 3, 2026

Introduzione all'ingegneria del controllo: pianificazione del percorso — A*, Dijkstra, RRT, RRT* e PRM

La pianificazione del percorso non consiste nel tracciare la linea più breve. Questa introduzione confronta gli algoritmi a griglia e a spazio continuo, tenendo conto dell'ingombro del robot, dell'incertezza della mappa, dei calcoli, dell'integrazione SLAM/Nav2 e della sicurezza.

Fundamentals · 7 min di lettura Ingegneria del controllo September 3, 2026

Introduzione all'ingegneria del controllo: Controllo PID - Operare su tre scale temporali.

Il PID non si limita a tre guadagni. Questa introduzione collega la sua intuizione e le sue equazioni al campionamento, alla saturazione, all'anti-windup, alla regolazione, alla sicurezza, a ROS 2 e alle verifiche di implementazione reali.

Fundamentals · 8 min di lettura Ingegneria del controllo September 3, 2026

Introduzione all'ingegneria del controllo: generazione di traiettorie - Jerk minimo, quinte e profili trapezoidali

Un percorso indica dove viaggiare; una traiettoria indica quando e con quale velocità, accelerazione e jerk. Questa introduzione tratta i profili a jerk minimo, quintici e trapezoidali, i vincoli, la sicurezza e l'integrazione con ROS 2.

Fundamentals · 6 min di lettura Visione artificiale September 3, 2026

Introduzione a VO/VIO: nozioni pratiche per la stima del movimento da una telecamera e da un'unità di misura inerziale (IMU)

L'odometria visiva (VO) e l'odometria visivo-inerziale (VIO) stimano il movimento relativo di un robot o di una telecamera a partire da una sequenza di immagini e misurazioni inerziali. Questo articolo affronta, con l'ausilio di formule matematiche e diagrammi, l'ambiguità di scala monoculare, la preintegrazione dell'IMU, l'inizializzazione, il filtraggio rispetto all'ottimizzazione, implementazioni come VINS-Mono e OpenVINS, metriche di valutazione e condizioni di errore.

Fundamentals · 19 min di lettura Apprendimento per rinforzo September 3, 2026

Introduzione all'apprendimento per rinforzo: apprendimento per imitazione e apprendimento per rinforzo inverso

Il Behavior Cloning, DAgger e l'apprendimento per rinforzo inverso utilizzano dimostrazioni quando è difficile definire le ricompense. Questa introduzione tratta lo spostamento delle covariate, l'inferenza delle ricompense, le connessioni VLA, la valutazione, la sicurezza e la provenienza dei dati.

Fundamentals · 6 min di lettura Apprendimento per rinforzo September 3, 2026

Nozioni di base sull'apprendimento per rinforzo: MDP, equazioni di Bellman ed esplorazione per i robot

L'apprendimento per rinforzo è un ciclo chiuso in cui un agente sceglie le azioni in base alle osservazioni e massimizza le ricompense ritardate. Questa introduzione spiega i processi decisionali di Markov (MDP), le funzioni di valore, le politiche, le equazioni di Bellman, la differenza tra esplorazione e sfruttamento, la progettazione delle ricompense e il percorso dalla simulazione a un robot reale.

Fundamentals · 7 min di lettura Apprendimento per rinforzo September 3, 2026

Q-Learning e DQN: dalla tabella Q all'apprendimento per rinforzo profondo.

L'apprendimento Q aggiorna i valori delle azioni con l'obiettivo di ottimalità di Bellman. Questa introduzione illustra il percorso da una tabella Q tabellare a una rete Q profonda, spiegando la riproduzione dell'esperienza, le reti target, la sovrastima e il posizionamento sicuro in una pila di robot.

Fundamentals · 6 min di lettura Fondamenti di robotica September 3, 2026

Introduzione a ROS 2: distribuzione sicura del controllo dei robot tra nodi, argomenti e DDS.

ROS 2 è un middleware per la robotica che suddivide le fasi di rilevamento, percezione, pianificazione e controllo in processi separati, collegandoli tramite comunicazione DDS. Questo articolo illustra nodi, argomenti, servizi, azioni, QoS, TF2, ciclo di vita, implementazione e debug, nonché le differenze rispetto a ROS 1 e le precauzioni operative da adottare nel mondo reale, con l'ausilio di diagrammi.

Fundamentals · 6 min di lettura Sensori e hardware September 3, 2026

Come funzionano gli attuatori: motori BLDC, motori passo-passo e servomotori.

Confrontiamo gli attuatori che fungono da "muscoli" di un robot da tre diverse prospettive: il motore BLDC, il motore passo-passo e il servomotore. In realtà, queste tre categorie non sono distinte; la costruzione del motore (BLDC/passo-passo) e l'architettura di controllo (servo) sono due aspetti diversi che vengono spesso confusi. Chiarire questa ambiguità ripercorre i reali compromessi tra coppia, risposta e controllo, dal problema dell'usura delle spazzole sottovuoto della NASA fino alla nascita della cibernetica di Wiener.

Fundamentals · 17 min di lettura Sensori e hardware September 3, 2026

Come funzionano le telecamere per eventi (DVS) e i prodotti principali — Prophesee, iniVation

A differenza delle fotocamere convenzionali che continuano a catturare fotogrammi (immagini fisse) a intervalli fissi, le telecamere a eventi (Dynamic Vision Sensor, DVS) fanno sì che ogni pixel segnali in modo indipendente solo l'istante in cui la sua luminosità cambia, con una risoluzione di microsecondi. Ripercorriamo la storia dei chip reali — Prophesee Metavision, iniVation DVXplorer/DAVIS, Samsung DVS-Gen4 — la linea evolutiva dell'ingegneria neuromorfica dalla ricerca sulla retina di silicio del 1988 all'acquisizione di iniVation nel 2024, il dataset DSEC per la guida autonoma basato su telecamere stereo a eventi e la ricerca SLAM in esecuzione a bordo di droni.

Fundamentals · 15 min di lettura Sensori e hardware September 3, 2026

Come funzionano i magnetometri e i prodotti principali: Bosch, ST, Honeywell

Il magnetometro, che rileva la direzione del campo magnetico terrestre per determinare l'orientamento, è l'unico sensore che continua a fornire un riferimento esterno di direzione assoluta finché è alimentato: dalla bussola elettronica di uno smartphone, alla correzione dell'angolo di imbardata su un drone, fino al controllo di assetto di un CubeSat. Questo articolo illustra i quattro principi fisici fondamentali (effetto Hall, AMR, GMR e fluxgate), confronta le specifiche dei chip Bosch BMM150, STMicroelectronics LIS3MDL e Honeywell HMC5883L, tratta l'errore di magnetoresistenza e magnetoresistenza e la sua calibrazione, la fusione dei sensori AHRS con un'IMU e la storia della tecnologia, dalla prospezione mineraria alla caccia ai sottomarini durante la Seconda Guerra Mondiale e all'esplorazione lunare, fino al controllo di assetto dei CubeSat odierni.

Fundamentals · 17 min di lettura Sensori e hardware September 2, 2026

Come funzionano le batterie e i sistemi BMS — Molicel, DJI, Samsung SDI

Ciò che determina la portata e la sicurezza di un robot o di un drone non è il motore o la suite di sensori, bensì la batteria e il suo BMS (Battery Management System). Dall'elettrochimica delle celle agli ioni di litio ai circuiti di bilanciamento e protezione delle celle, confrontiamo le specifiche reali delle celle ad alta scarica di Molicel, delle batterie di volo intelligenti di DJI e dell'impegno di Samsung SDI nello sviluppo di batterie a stato solido di nuova generazione, analizzando inoltre cosa ha insegnato l'incendio del Boeing 787 al settore in merito ai limiti di un BMS.

Fundamentals · 15 min di lettura Sensori e hardware September 2, 2026

Come funzionano gli SBC e i prodotti principali: Raspberry Pi 5, Jetson, Coral

Confrontiamo i computer embedded che fungono da "cervello" di un robot in base a tre filosofie di progettazione: il SoC generico del Raspberry Pi 5, il computer AI con GPU integrata di NVIDIA Jetson Orin e l'ASIC dedicato di Google Coral. Dal significato effettivo della metrica di efficienza TOPS/W, al perché il progetto newbot ha scelto un SoC generico, fino alla vera storia del 2026 di una crisi di DRAM per i data center AI che colpirà il mercato dei single-board computer per hobbisti.

Fundamentals · 16 min di lettura Tendenze tecnologiche August 26, 2026

Tendenze tecnologiche nell'ambito della VLA (Visione-Linguaggio-Azione)

Vision-Language-Action integra l'input della telecamera e le istruzioni in linguaggio naturale in un unico modello che produce direttamente azioni robotiche. Da RT-2 a OpenVLA fino alla linea evolutiva π0 di Physical Intelligence, un'analisi della diffusione di una filosofia progettuale che si rifiuta di separare la percezione dal controllo.

Trends · 10 min di lettura Sensori e hardware August 10, 2026

Come funzionano le IMU e i prodotti principali: Xsens, Bosch, Analog Devices

Un'IMU combina un accelerometro con un giroscopio per rilevare direttamente l'accelerazione traslazionale e la velocità di rotazione di un veicolo. A differenza di telecamere o LiDAR, non dipende da nulla di esterno, ma questa autosufficienza comporta un inevitabile svantaggio: l'errore si accumula nel tempo (deriva). Analizziamo il principio del giroscopio MEMS, l'analisi del rumore di varianza di Allan, la scala di valutazione che va dai chip per il mercato consumer ai moduli di navigazione e la strategia di prodotto della serie MTi di Xsens.

Fundamentals · 12 min di lettura Sensori e hardware August 4, 2026

Come funzionano le telecamere di profondità e i prodotti principali: RealSense, Kinect, Orbbec

La stereoscopia attiva proietta un pattern con un emettitore a infrarossi ed esegue la corrispondenza stereo; la luce strutturata legge la profondità in base alla distorsione di un pattern noto; il time-of-flight legge la distanza direttamente da uno sfasamento: tre approcci coesistenti alle telecamere di profondità. Analizziamo i principi alla base di ciascuno e presentiamo esempi concreti tratti da Intel RealSense D435i, Microsoft Kinect, Orbbec Femto Bolt e iPhone TrueDepth, ripercorrendo come la tecnologia della startup israeliana PrimeSense abbia dato vita a Kinect, sia stata acquisita da Apple e sia rinata come Face ID.

Fundamentals · 10 min di lettura