CoppeliaSim è un software completo per la simulazione 3D di robot sviluppato da Coppelia Robotics AG. Funziona come un ambiente di sviluppo integrato (IDE) per la modellazione, la simulazione e il test di sistemi robotici, come sensori e meccanismi.
Come si chiamava CoppeliaSim prima?
CoppeliaSim era precedentemente noto come V-REP (Virtual Robot Experimentation Platform). Il cambio di nome è avvenuto per riflettere meglio le sue capacità e ampliarne l’attrattiva nella comunità della robotica.
Come funziona l’architettura di controllo distribuito di CoppeliaSim?
Fonte: manual.coppeliarobotics.com
CoppeliaSim utilizza un’architettura di controllo distribuito. Questo design consente di controllare ogni oggetto o modello all’interno della simulazione in modo indipendente attraverso diversi metodi:
- Script incorporati: Utilizzano script Lua direttamente nella scena della simulazione per elaborare dati dei sensori, eseguire algoritmi di controllo o gestire interfacce utente.
- Plugin: Permette lo sviluppo di plugin personalizzati in linguaggi come C/C++ per estendere le capacità del simulatore.
- Client API remoti: Consente a applicazioni esterne scritte in Python, Java, MATLAB o altri linguaggi di interagire con la simulazione in tempo reale.
- Integrazione con middleware: Si integra con framework di robotica come ROS o ROS2, migliorando l’interoperabilità con altri strumenti e sistemi.
Quali sono le caratteristiche principali di CoppeliaSim?
CoppeliaSim offre un’ampia gamma di funzionalità per supportare diverse esigenze di simulazione: 
- Motori fisici: Integra diversi motori fisici, tra cui MuJoCo, Bullet, ODE, Vortex e Newton Game Dynamics, per simulare accuratamente la dinamica dei corpi rigidi.
- Strumenti di cinematica: Fornisce calcoli di cinematica diretta e inversa, facilitando la modellazione di movimenti robotici complessi.
- Rilevamento delle collisioni: Include meccanismi avanzati di rilevamento delle collisioni per prevenire sovrapposizioni e garantire interazioni realistiche tra gli oggetti.
- Pianificazione del percorso e del movimento: Si integra con la Open Motion Planning Library (OMPL) tramite un plugin dedicato, consentendo capacità avanzate di pianificazione del percorso e del movimento.
- Simulazione dei sensori: Simula diversi tipi di sensori, tra cui sensori di visione, di prossimità e scanner laser, permettendo un test approfondito dei sistemi di percezione robotica.
- Estendibilità: Supporta la creazione di interfacce utente personalizzate e strumenti di visualizzazione dei dati, migliorando l’esperienza utente e l’analisi della simulazione.
Quali sono i vantaggi di CoppeliaSim?
CoppeliaSim, precedentemente noto come V-REP, offre diversi vantaggi pratici che lo rendono una scelta eccellente per chiunque si occupi di robotica. 
Ecco una panoramica dei suoi vantaggi:
✔ Simulazione efficace: CoppeliaSim consente di creare simulazioni realistiche di diversi sistemi e scenari robotici. Questo aiuta a testare idee senza i rischi e i costi associati ai prototipi fisici.
✔ Prototipazione rapida: La piattaforma supporta modifiche e iterazioni rapide del design. Questa velocità è fondamentale per ricercatori e sviluppatori che vogliono perfezionare i propri robot in modo efficiente e portare rapidamente i loro progetti alla realtà.
✔ Ampia gamma di applicazioni: CoppeliaSim è uno strumento versatile, utilizzabile in settori che vanno dall’automazione industriale all’istruzione. Può anche funzionare come digital twin, consentendo di ottimizzare i processi reali.
✔ Interfaccia intuitiva: L’interfaccia è progettata per essere facile da navigare, rendendola accessibile sia ai principianti che ai professionisti esperti. Questo significa meno tempo per imparare il software e più tempo per concentrarsi sui progetti.
✔ Flessibilità di programmazione: CoppeliaSim supporta più linguaggi di programmazione, tra cui Python, Lua e C/C++. Questa flessibilità permette di lavorare nel linguaggio più familiare, aumentando la produttività.
✔ Fisica realistica: Il software fornisce simulazioni fisiche accurate in tempo reale, consentendo di osservare il comportamento dei robot in scenari reali. Questa caratteristica è essenziale per testare e convalidare i progetti.
✔ Benefici educativi: CoppeliaSim è una risorsa preziosa per gli studenti che studiano robotica. Permette loro di interagire con concetti complessi in modo pratico, favorendo una comprensione più approfondita della materia.
Come iniziare con CoppeliaSim?
CoppeliaSim può essere installato e avviato su diversi sistemi operativi, tra cui Windows, Linux e macOS. Ecco una guida passo dopo passo per iniziare.
1. Scaricare e installare CoppeliaSim
Per iniziare a utilizzare CoppeliaSim, è necessario installarlo sul proprio sistema.
Passaggi per installare CoppeliaSim:
- Visita il sito ufficiale – Vai al sito web di Coppelia Robotics e accedi alla sezione download.
- Seleziona il tuo sistema operativo – Scarica la versione compatibile con Windows, Linux o macOS.
- Estrai i file – Il file scaricato è solitamente in formato compresso. Estrailo nella directory desiderata.
- Esegui l’installazione (solo per Windows) – Se utilizzi Windows, segui la procedura guidata di installazione. Su Linux/macOS, l’estrazione è generalmente sufficiente.
2. Avviare CoppeliaSim
Dopo l’installazione, CoppeliaSim può essere avviato facilmente in base al sistema operativo.
Per Windows:
- Apri la cartella CoppeliaSim estratta.
- Individua e fai doppio clic su
coppeliaSim.exe. - Il simulatore si aprirà con la sua interfaccia predefinita.
Per Linux/macOS:
- Apri un terminale.
- Accedi alla cartella estratta utilizzando il comando
cd: bashcd /path/to/CoppeliaSim - Esegui il seguente comando:bash
./coppeliaSim.sh - L’interfaccia grafica dovrebbe apparire ora.
3. Caricare una scena di simulazione
Una volta aperto CoppeliaSim, puoi caricare scene di simulazione predefinite o personalizzate.
Caricare una scena predefinita:
- Fai clic su File → Apri scena.
- Accedi alla cartella scenes all’interno della directory di CoppeliaSim.
- Scegli una scena di esempio (es.
controlTypeExamples.ttt). - Fai clic su Apri per caricare la scena.
Creare una nuova scena:
- Fai clic su File → Nuova scena per iniziare da zero.
- Usa il menu Aggiungi per inserire robot, sensori e oggetti.
- Configura le proprietà degli oggetti e gli script secondo le necessità.
4. Eseguire la simulazione
- Dopo aver caricato o creato una scena, premi il pulsante “Play” (triangolo verde) nella barra degli strumenti.
- La simulazione inizierà e gli oggetti nella scena interagiranno.
- Per mettere in pausa o interrompere, utilizza i pulsanti Pausa (||) e Stop (■).
5. Controllare CoppeliaSim con script esterni
CoppeliaSim supporta la programmazione tramite Lua, Python, C++ e API per il controllo esterno.
Eseguire uno script Python per controllare una simulazione:
- Installa l’API remota di CoppeliaSim: nginx
pip install coppeliasimpy - Esegui uno script Python per interagire con la simulazione. Esempio: python
import simsim.simxStart(‘127.0.0.1’, 19999, True, True, 5000, 5) # Connessione al simulatore print(“Connessione a CoppeliaSim riuscita”) - Lo script dovrebbe comunicare correttamente con la simulazione in esecuzione.
6. Salvare ed esportare un progetto
Per salvare i progressi:
- Fai clic su File → Salva scena con nome (formato
.ttt). - Esporta oggetti singoli selezionandoli e scegliendo Esporta.
Per riprendere il lavoro in seguito, ricarica le scene salvate tramite File → Apri scena.
Quali sono alcuni casi d’uso di CoppeliaSim?
CoppeliaSim è uno strumento avanzato di simulazione che supporta un’ampia gamma di applicazioni in diversi settori. Di seguito è riportata una tabella riassuntiva con i suoi principali casi d’uso:
| Caso d’uso | Descrizione |
|---|---|
| Ricerca e sviluppo in robotica | Progettazione e test di sistemi robotici, simulazione di bracci robotici, robot mobili e configurazioni di automazione industriale. |
| AI e Machine Learning per la robotica | Addestramento di robot basati su AI, test di navigazione intelligente, percezione e sistemi di controllo, sviluppo di robotica a sciame. |
| Automazione industriale e manifattura | Simulazione di linee di produzione, ottimizzazione delle operazioni di prelievo e posizionamento robotizzato, valutazione delle interazioni robotiche nelle fabbriche intelligenti. |
| Veicoli autonomi e droni | Simulazione di sistemi di guida autonoma, test di tecniche di fusione sensoriale, sviluppo di algoritmi per la pianificazione dei percorsi e l’evitamento delle collisioni. |
| Robotica medica e biomeccanica | Simulazione di chirurgia assistita da robot, test di dispositivi robotici medici e valutazione dell’interazione uomo-robot in ambito sanitario. |
| Istruzione e formazione | Insegnamento di concetti di robotica e automazione, creazione di ambienti di simulazione pratici per studenti, simulazione di sistemi robotici complessi. |
| Robotica spaziale ed esplorazione | Test di bracci robotici e rover per l’esplorazione planetaria, simulazione di ambienti a gravità zero, valutazione dell’autonomia nelle missioni spaziali. |
| Interazione uomo-robot (HRI) | Simulazione di robot sociali, test di robot assistivi per la cura degli anziani, valutazione dell’ergonomia e della sicurezza nella collaborazione uomo-robot. |
Domande frequenti
A cosa serve CoppeliaSim?
CoppeliaSim è gratuito?
Qual è il miglior simulatore di robotica?
Conclusione
CoppeliaSim è una piattaforma di simulazione adattabile che consente lo sviluppo e il test di sistemi robotici in molteplici applicazioni. La sua compatibilità con diversi linguaggi di programmazione e framework AI lo rende uno strumento prezioso per la sperimentazione dei comportamenti robotici.
Che si tratti di prototipazione o validazione di algoritmi, il suo design modulare garantisce un’ampia adattabilità per vari casi d’uso, rendendolo una scelta preferita tra sviluppatori e ricercatori della comunità robotica. Per scoprire altri termini chiave, esplora il nostro glossario AI.
