Modulare

I ricercatori del Center for Bits and Atoms del Massachusetts Institute of Technology (MIT), in collaborazione con Hack Club, hanno ideato un set di strumenti volto a rendere più semplice l'assemblaggio di sistemi informatici fisici utilizzando blocchi costitutivi monouso: Modular-Things .

"Presentiamo una raccolta di strumenti per costruire sistemi informatici fisici modulari plug-and-play che chiamiamo Modular-Things", spiega il team del proprio lavoro. "I nostri strumenti consistono in un insieme di dispositivi incorporati a scopo singolo, un sistema di passaggio di messaggi indipendente dal livello di collegamento per la comunicazione tra dispositivi e un ambiente di programmazione basato sul web. I dispositivi vengono scoperti dinamicamente e virtualizzati in oggetti software che possono essere programmati nel web IDE."

L'idea è semplice e molto simile alla filosofia UNIX di concatenare piccoli strumenti monouso per raggiungere obiettivi complessi. Piuttosto che software, però, i Modular-Things sono hardware: gadget plug-and-play monouso che vanno dai motori passo-passo e LED ai pulsanti, accelerometri e sensori tattili.

La struttura alla base di questi moduli plug-and-play è suddivisa in due livelli. La prima è una libreria Arduino, che scopre i moduli e gestisce il passaggio dei messaggi tra di loro; il secondo è un ambiente di sviluppo basato sul web che consente all'utente di programmare i moduli in JavaScript, ma in esecuzione all'interno del browser dell'utente, anziché sugli stessi Modular-Things. "Invece di 'incorporare' un linguaggio di alto livello nell'hardware", spiega il team, "stiamo 'innalzando' i moduli hardware in un linguaggio di alto livello".

Per testare il progetto, il team ha organizzato un workshop di cinque giorni con 60 studenti che hanno lavorato in team per costruire macchine partendo da componenti Modular-Things, tra cui una macchina per disegnare con la sabbia, un plotter per pancake, un plotter a penna e, insolitamente ma impressionante. — una macchina per lanciare carta igienica che utilizzava librerie di visione artificiale per rilevare i volti e puntarli automaticamente.

"Alcuni studenti hanno trovato Modular-Things intuitivo da usare e hanno deciso di riutilizzarlo per i loro progetti finali in classe", dicono i ricercatori. "Abbiamo osservato che gli utenti erano in grado di replicare facilmente il lavoro degli altri copiando il codice, collegando i moduli richiesti e rinominando i dispositivi in ​​modo che corrispondessero allo schema di denominazione dei loro frammenti di esempio. Gli utenti lo facevano per ricreare rapidamente sistemi di movimento che sarebbero stati difficili da riprodurre. ricreare a livello di firmware."

Tuttavia, il quadro presenta alcune limitazioni nella sua forma attuale. I ricercatori ammettono che il ricorso all'USB per la comunicazione tra l'hardware e l'ambiente di comunicazione e la necessità per ciascun modulo di avere il proprio microcontrollore fanno lievitare i costi, mentre l'hardware creato utilizzando Modular-Things è inutile senza un computer desktop o portatile che esegue il sistema. software di sviluppo: problemi a cui il team sta già lavorando per risolverli.

Il lavoro del team è stato pubblicato negli Extended Abstracts della CHI Conference on Human Factors in Computing Systems (CHI EA '23) del 2023 in condizioni di accesso aperto.