Das ganze klingt für mich nach einer art delta roboter nur mit 2 armen.

Schrittmotoren sind nicht schlecht, kann man falls man geschwindigkeit braucht später immernoch durch servomotoren ersetzen.

Da das ganze standalone werden soll, könnte es mit einem Raspberry Pi funktionieren. Darauf läuft linux+matlab drauf (so weit mir bekannt), die frage ist nur, ob es schnell genug für dich ist und ob/wie du die Ein- und Ausgänge ansteuern kannst.
Zur not gibt es ja immernoch USB oder RS485, hier könnten die Treiber probleme machen, aber einfacher wird es für dich kaum möglich sein (vlt. noch mit einem nettop oder netbook), wenn du kein C programmieren willst.

Ich würde das ganze persönlich (ohne das projekt zu kennen) mit einem µController aufbauen der die inverse kinematik berechnet (formeln hast du ja schon in matlab) und eine SD-karte auf der G-Code gespeichert ist. Je nach komplexität kann man dann auch noch ein display anschliesen, mit dem man verschiedene programme wählen kann.
Das ganze sollte für Anfänger/Künstler auch mit einem arduino machbar sein, mit etwas C kenntnissen und einarbeitung, natürlich vorrausgesetzt.