MdG Robotic Lab

Il progetto

Authoring del movimento per animatronica, robotica e sistemi elettromeccanici.

MdG Robotic Lab è uno studio desktop per progettare, testare e riprodurre movimenti comandati da servomotori. Trasforma timeline complesse, segnali audio, uscite digitali e authoring assistito dall’AI in un unico ambiente controllato per l’esecuzione robotica in tempo reale.

Funzionalità principali

• Timeline del movimento al millisecondo — un editor multi-traccia per mandibole, occhi, luci, interruttori, audio e gesti. Ogni segmento occupa un intervallo di tempo preciso, così gli operatori possono dare forma al movimento con lo stesso controllo a cui sono abituati nell’editing audio o video. La precisione della timeline è di 1 ms e il ciclo di runtime gira a 30 FPS.
• Riproduzione su hardware reale — i worker di runtime inviano frame dei motori e comandi sui pin tramite porte seriali, mantenendo la riproduzione reattiva e sicura per i dispositivi fisici.
• Suono e lip-sync — le tracce audio guidano il movimento sincronizzato usando l’ampiezza della forma d’onda, i tempi del parlato e un controllo basato sui fonemi.
• Flusso di lavoro assistito dall’AI — un assistente locale aiuta gli operatori a consultare la documentazione, pianificare i movimenti e accelerare le decisioni di authoring.
• Orchestrazione dell’I/O digitale — uscite temporizzate coordinano relè, luci, sistemi pneumatici e altri attuatori insieme al movimento dei servomotori.

Quattro tipi di elemento, una sola timeline

Lo studio modella ogni installazione come un dominio: elementi hardware, porte, indirizzi e animazioni restano insieme, così il movimento può essere creato in modo visuale e inviato al sistema fisico senza dover tradurre i file a mano.

• Servomotori su bus — controllo di più servomotori su un bus condiviso, comprese le curve di posizione, velocità e accelerazione.
• Servomotori PWM — controllo diretto dei pin PWM per servomotori ad alta potenza, con invio dei comandi regolato (throttling).
• Uscita audio — riproduzione WAV, MP3 e OGG sincronizzata con le tracce di movimento e di lip-sync.
• I/O digitale — uscite on/off temporizzate per relè, luci, sistemi pneumatici e altri attuatori.

Dall’authoring al movimento, senza interrompere la catena

Lo stesso modello di progetto passa dall’editing visuale alla riproduzione in runtime: a ogni tick il motore valuta i segmenti attivi, costruisce i frame hardware e invia i comandi al worker della porta corretta.

1. Apertura delle porte — ogni porta seriale collegata ottiene un worker dedicato e parte il timer di runtime.
2. Valutazione dei segmenti — il motore individua ogni segmento della timeline attivo nel millisecondo corrente.
3. Generazione dei frame — i frame dei motori includono posizione, velocità e accelerazione; le tracce degli interruttori diventano comandi sui pin.
4. Invio e regolazione — il gestore delle porte invia i comandi in sicurezza mentre le tracce audio avviano la riproduzione sincronizzata.

Architettura

Una gerarchia pulita per macchine complesse.

• Dominio — il progetto di livello superiore, che contiene elementi, porte, servomotori e animazioni.
• Elemento — un componente hardware con un tipo, un riferimento alla porta e un indirizzo fisico.
• Animazione — un insieme con nome di tracce e segmenti, con una modalità di attivazione.
• Segmento — un comando atomico su un intervallo di tempo: posizione, velocità, audio o stato di un interruttore.

Modalità di prova e di produzione

• Modalità di prova — valutazione rapida per i beta tester. L’applicazione può avviarsi direttamente in modalità di valutazione, rendendo più semplice provare i flussi di authoring con hardware animatronico reale prima della licenza di produzione.
• Modalità di produzione — verifica della licenza anche offline. Le build di produzione supportano file di licenza firmati, il vincolo opzionale all’hardware e i controlli di revoca, con un ripiego offline per le installazioni che non possono dipendere dalla connessione.

Dal laboratorio al prodotto

Il software di authoring del movimento sviluppato nell’MdG Robotic Lab è oggi MotioForge Studio, disponibile come Beta pubblica per Windows: editor di timeline, supporto a servomotori su bus e PWM, audio sincronizzato con lip-sync e un assistente AI integrato.