Scacchiera a comando vocale con tecnologia Alexa

Il progetto del quale vi parliamo in questo articolo sarà particolarmente apprezzato dai giocatori di scacchi ma anche da hobbisti e appassionati di making e fai-da-te. Si tratta di un robot cartesiano che può essere utilizzato nel gioco degli scacchi e che funziona con l'aiuto di Alexa, l'assistente digitale di Amazon.

Gli scacchi sono il gioco da tavolo a due giocatori più popolare utilizzato da milioni di persone in tutto il mondo, senza limiti di età. Giocare a scacchi regolarmente sin dall'infanzia migliora l'apprendimento, il pensiero, la capacità di analisi, la memoria e la capacità decisionale del bambino. Qui presentiamo un gioco di scacchi interattivo che può essere facilmente costruito con un kit Lego Mindstorm EV3 e un dispositivo Alexa. La scacchiera a comando vocale, chiamata Caissa, è basata su un impianto di movimento cartesiano, costruito con parti Lego Technics. Viene utilizzato anche un controller Mindstorm EV3 collegato tramite Bluetooth ad Amazon Echo ed un magnete per spostare le pedine sulla scacchiera in modo preciso. Questa configurazione consente all'utente di chiedere ad Alexa di spostare le pedine sulla scacchiera. Per la realizzazione del progetto avremo bisogno di alcuni componenti hardware, app software e servizi online, qualche utensile manuale e macchine per la fabbricazione. In sostanza, basta impartire un comando del tipo "Alexa, dì a Caissa di passare da B1 a D3" per ottenere lo spostamento di una pedina sulla scacchiera da una cella ad un 'altra.

Un plotter XY è in grado di indicare qualsiasi posizione nella scacchiera usando le coordinate (X,Y). Esattamente come per un piano cartesiano nel quale per definire la posizione di un punto abbiamo bisogno di conoscere le sue coordinate X e Y, allo stesso modo in una scacchiera (Figura 1) le celle sono designate usando le coordinate X che corrispondono alle lettere (A, B, C, D, E, F, G, H) e le coordinate Y che corrispondono ai numeri (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8). Quindi la combinazione di queste coordinate (X,Y) identifica univocamente una cella in una scacchiera. Un magnete è collegato al plotter XY che viene attivato solo quando è necessario spostare un pezzo da una posizione all'altra, mentre viene mantenuto disattivato dopo il movimento.

Figura 1. Scacchiera

Per convenzione stabiliamo come origine del nostro sistema di riferimento cartesiano-scacchiera la cella A1, pertanto tutte le altre mosse saranno relative alla distanza dall'origine (0,0) che coincide proprio con A1. Al termine di qualsiasi operazione di spostamento della pedina, il magnete ritorna nella posizione dell'origine A1. A questo punto ci chiediamo quali siano le possibili tipologie di "mosse" disponibili, ovvero i gradi di libertà del nostro robot, in sostanza gli spostamenti consentiti. Questi sono complessivamente quattro:

Spostamento diagonale;
Spostamento verticale;
Spostamento orizzontale;
Spostamento offset.

In Figura 3, 4 e 5 sono rappresentati gli assi corrispondenti alle direzioni di traslazione del robot, abbiamo un solo motore per ogni asse.

Un movimento della pedina da una cella ad un'altra è composto da un insieme di spostamenti elementari o coincide con uno di essi.

Figura 2. Particolare del magnete del robot cartesiano

Figura 3. Asse X

Figura 4. Asse Y

Figura 5. Asse Z

E' stata realizzata una scacchiera personalizzata con foglio acrilico 40x40 cm tagliato sul quale viene incollato un adesivo. Per la parte software è disponibile una guida all'installazione (LEGO MINDSTORMS Voice Challenge: Setup).