Nelle precedenti fasi di assemblaggio c’è stata la possibilità di installare diversi elementi elettronici, riguardanti alcuni dei moduli di cui è composto I-D01. La scheda elettronica Sound Follower/Head Controller, la Motherboard, la scheda Voice, quella di comunicazione Bluetooth: tutte hanno un ruolo fondamentale per il funzionamento del robot, che hanno reso via via sempre più sofisticato e complesso. Prima di completare il montaggio dovranno essere posti a bordo di I-Droid01 altri moduli e altre schede elettroniche, ma sicuramente la più importante tra queste è la scheda del modulo Brain & Vision. Se ogni scheda può essere considerata il centro di gestione di ciascun modulo, quella Brain & Vision è la ‘centrale di comando’ generale, quella che coordinerà dall’alto tutte le funzioni del robot. Sebbene, infatti, I-D01 possa funzionare anche senza B&V (come hai già avuto ampio modo di sperimentare), sarà solo grazie al suo ‘cervello’ che si potranno sfruttare al meglio le sue potenzialità, senza dimenticare che sempre tramite il cervello si potrà programmare (nel reale senso della parola) il robot. Il salto di qualità rappresentato da questa fase, inoltre, sarà completato con la CMOS camera, il vero ‘occhio’ del robot, che realizzerà un ulteriore sistema sensoriale, il più importante: quello della ‘vista’. Esso si affiancherà alle funzioni di ‘tatto’ del sensore di sfioramento nella testa e di ‘udito’ dei vari microfoni.

L’OCCHIO...
La telecamera troverà posto nella testa del robot. Il suo obiettivo sarà posizionato nel foro che la testa presenta frontalmente (attualmente ricoperto da un coperchio in plastica) e quindi permetterà di inquadrare ciò che il robot ha di fronte. La telecamera potrà essere indirizzata facendo muovere la testa a I-Droid01. Il dispositivo è basato su tecnologia CMOS (quella utilizzata anche da molte macchine fotografiche digitali). La luce che incide sui sensori della telecamera viene trasformata in un flusso di elettroni che, opportunamente codificati, realizzano un file immagine. Tale immagine sarà gestita dalla scheda elettronica del modulo Brain & Vision, che potrà memorizzarla, inviarla tramite Bluetooth al telefono cellulare o al PC oppure elaborarla, ad esempio alla ricerca di oggetti che potrebbero rappresentare volti umani.

... E LA MENTE
Il modulo Brain & Vision, però, non servirà solo a gestire le immagini rilevate dalla CMOS camera. Anzi, gran parte delle funzioni del ‘cervello’ di I-Droid01 consistono piuttosto nella coordinazione e nel controllo ‘ad alto livello’ dei singoli moduli, come anche della gestione del dialogo tra il robot e il mondo esterno. Così, ad esempio, la scheda elettronica Brain & Vision avrà il compito di gestire la programmazione del robot a partire dalle indicazioni che saranno ricevute tramite il modulo Bluetooth, a sua volta collegato al PC: tutti i programmi da te creati tramite gli appositi linguaggi (che saranno utilizzabili grazie ai software presenti nei prossimi CD-ROM) saranno interpretati ed eseguiti da I-D01 grazie all’opera del B&V. Allo stesso tempo, anche tutte le funzioni riguardanti lo ‘stato emotivo’ del robot dipendono dal modulo Brain & Vision, dove risiederà la rete neurale: grazie alla scheda elettronica, quindi, I-D01 ‘comprenderà’ anche il significato di parole di incitamento o rimprovero, e il suo umore evolverà di conseguenza. Il modulo Brain & Vision avrà poi un ruolo importante nella gestione degli ‘organi’ sensoriali, che forniranno dati accessibili in fase di programmazione proprio grazie alla mediazione del ‘cervello’. Anche le variabili ‘ambientali’ rilevate dal robot (come la temperatura, la presenza di ostacoli tramite i sensori a ultrasuoni, lo stato delle batterie e dei LED) verranno ‘filtrate’ dal Brain & Vision, per renderle utilizzabili come parametri di input per la gestione ad alto livello delle funzioni del robot. Ovviamente il B&V permetterà allo stesso modo una gestione generale dei sistemi di attuazione del robot, fornendo accesso a tutti i motori elettrici (ruote, bacino, braccia, collo, testa) e ai LED (occhi, orecchie, di posizione), come anche al display del torso. Tutti gli apparati del robot, infatti, seppure collegati ai vari moduli e sotto il controllo diretto di questi ultimi, saranno resi accessibili grazie alla mediazione del Brain & Vision. Per questo motivo esso costituisce il componente più importante per il funzionamento complessivo del robot e, quindi, anche quello che va maneggiato e utilizzato con maggiore attenzione.

L’OCCHIO DIGITALE DI I-DROID01
Il sistema di visione di I-Droid01 si basa sulla telecamera che sarà montata all’interno della testa. Questo occhio elettronico è costituito, essenzialmente, da un obiettivo, un sensore CMOS e un circuito, che tra l’altro permette il collegamento via cavo tra la telecamera e la scheda elettronica del modulo Brain & Vision. Il centro nevralgico è, ovviamente, il sensore CMOS, ossia il dispositivo fotosensibile che ‘cattura’ l’immagine e la traduce in segnale elettrico.

SPECIFICHE TECNICHE
Il sensore della telecamera è costituito, in pratica, da un circuito CMOS, contenente una griglia di fotoricettori costituita da 640 colonne e 480 righe, per un totale, quindi, di 307.200 pixel recettivi. Tale risoluzione risulta spesso più che adeguata per un’ampia gamma di applicazioni, dai videotelefoni alle webcam, dai sistemi di sicurezza ai dispositivi medici. Ciascun pixel ha dimensioni effettive pari a quelle di un quadrato di lato 5,2 µm (ossia 5,2 micrometri; ogni micrometro è pari a un milionesimo di metro). I valori luminosi rilevati da ogni pixel sono aggiornati in un ricambio massimo pari a 30 volte al secondo, con una frequenza di elaborazione dell’elettronica a bordo della telecamera pari al più a 27 MHz (anche se I-D01 userà il sensore con un refresh massimo di circa 26,7 fotogrammi al secondo e un’elaborazione di 24 MHz). I dati provenienti dai pixel del sensore sono pre-elaborati dall’elettronica della stessa telecamera, che converte i valori ottenuti in un file digitale tramite un convertitore a 9 bit: esso, cioè, traduce il segnale elettrico proveniente da ciascun fotoricettore in un numero binario a nove cifre. La sequenza complessiva dei numeri rappresentativi di ciascun pixel costituisce l’immagine digitale. Questa, a sua volta, viene elaborata per migliorarne le caratteristiche, tramite alcuni processi tra i quali vi sono il ‘miglioramento dei contorni’ (edge enhancement), la ‘correzione dei colori’ (color correction), il ‘bilanciamento dei bianchi’ (white balance) e il ‘controllo dell’esposizione’ (exposure control). Infine, il formato dell’immagine offerta in uscita dalla telecamera è nello standard 5:6:5 RGB: i punti dell’immagine, cioè, sono descritti da numeri binari a 16 cifre, di cui cinque per le tonalità di rosso (Red), sei per quelle di verde (Green) e cinque per quelle di blu (Blue). Lo standard RGB è uno di quelli più frequentemente impiegati per la descrizione dei colori di un’immagine, specialmente nelle applicazioni che coinvolgono processi di fotografia e di stampa.