Робот художник. Как перевести растровую картинку в набор функций?
Ищите по ключевым словам «image tracing». Inkscape, допустим, использует открытую программу PoTrace.
Все очень просто. 
Для управления манипуляторами проще всего (и главное правильнее) использовать g-code
Почитайте про то, как управляются 3д принтеры и CNC станки. 
А самое главное - для них есть полно готового железа, например самый бюджетный вариант GRBL
Дальше задача делится на 2
1) Перевести графику в g-coge. Для этого есть полно программ на подобии ArtCAM
2) Вывесли g-code для управления шаговыми двигателями манипулятора (GRBL)
Удачи