ARIADNA

Asistente Robótico Inteligente Autónomo de Detección, Navegación y Aprendizaje

Proyecto de investigación abierto sobre IA en entornos de mundo real con hardware accesible. ARIADNA es un robot Makeblock (Ranger / generación anterior) con cerebro Odroid-C2 y controladora Arduino, capaz de percibir su entorno, razonar con un LLM y actuar de forma autónoma.

El nombre viene de la mitología griega: Ariadna guiaba con su hilo en el laberinto. Aquí el hilo es la IA que conecta percepción, memoria y acción en el mundo real.

🚧 Proyecto en desarrollo activo — documentando el proceso conforme avanzamos. Si tienes el mismo hardware o hardware similar, ¡únete!

¿Qué hace este robot?

• Detecta objetos en tiempo real con YOLOv8n (~10 fps en ARM sin GPU)
• Razona con Claude (API de Anthropic) para decidir qué hacer cada pocos segundos
• Evita obstáculos de forma reactiva con ultrasonidos
• Guarda memoria de lo que ha visto usando SQLite + ChromaDB (búsqueda semántica)
• Arquitectura modular con ZeroMQ — cada módulo es un proceso independiente

Hardware necesario

Componente	Modelo usado	Alternativas compatibles
Robot base	Makeblock Ranger (gen. anterior)	mBot, mBot2
Cerebro (SBC)	Odroid-C2	Raspberry Pi 4/5, Jetson Nano
Controladora	Arduino Uno (integrado en Makeblock)	Arduino Mega
Cámara	Cámara USB genérica	Módulo CSI compatible

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Estructura del proyecto

ariadna/
├── arduino/
│   └── robot_controller/
│       └── robot_controller.ino   ← Firmware Arduino
├── odroid/
│   ├── hal/
│   │   ├── serial_driver.py       ← Comunicación Arduino ↔ Odroid
│   │   └── camera_driver.py       ← Captura de cámara
│   ├── modules/
│   │   ├── vision_module.py       ← Detección de objetos (YOLOv8n)
│   │   └── memory_module.py       ← Memoria SQLite + ChromaDB
│   └── brain/
│       └── planner.py             ← Cerebro IA (FSM + LLM)
├── tools/
│   └── test_serial.py             ← Prueba interactiva del protocolo serie
├── launch.py                      ← Arranque de todos los módulos
└── requirements.txt

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Protocolo serie (Arduino ↔ Odroid)

Configuración: 115200 baud, 8N1, texto ASCII, una trama por línea \n

Dirección	Trama	Descripción
Odroid → Arduino	CMD:MOVE:<izq>:<der>\n	Mover motores (-255..255)
Odroid → Arduino	CMD:TURN:<izq>:<der>\n	Girar
Odroid → Arduino	CMD:STOP\n	Parar
Odroid → Arduino	CMD:PING\n	Keepalive
Arduino → Odroid	ACK:<cmd>:OK\n	Confirmación
Arduino → Odroid	TEL:US:<cm>:<ok|err>\n	Ultrasonidos
Arduino → Odroid	TEL:BAT:<mv>\n	Batería en mV
Arduino → Odroid	TEL:WDG:TIMEOUT\n	Watchdog disparado

Watchdog Arduino: si no llega ningún CMD en 500ms, los motores se paran automáticamente.

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Bus ZeroMQ (entre módulos del Odroid)

Puerto	Dirección	Topic	Contenido
5555	serial → todos	/sensors/us	{"cm": 24, "ok": true}
5555	serial → todos	/sensors/bat	{"mv": 7800}
5556	planner → serial	/cmd	{"accion": "MOVE", ...}
5557	camara → todos	/camera/frame	JPEG bytes
5558	vision → todos	/vision/detections	Lista de objetos detectados

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Instalación en el Odroid-C2

# 1. Sistema operativo
# Flashear Ubuntu 22.04 ARM64 desde https://wiki.odroid.com/odroid-c2

# 2. Dependencias del sistema
sudo apt update
sudo apt install python3-pip python3-dev libopencv-dev v4l-utils

# 3. Dependencias Python
pip install -r requirements.txt

# 4. Variable de entorno para el LLM
export ANTHROPIC_API_KEY="sk-ant-..."
# (añadir al ~/.bashrc para que persista)

# 5. Permisos del puerto serie
sudo usermod -a -G dialout $USER
# (cerrar sesión y volver a entrar)

Instalación del firmware Arduino

1. Abrir arduino/robot_controller/robot_controller.ino en Arduino IDE
2. Instalar librería Makeblock desde el gestor de librerías
3. Seleccionar placa: Arduino Uno (o la que corresponda a tu Makeblock)
4. Subir el sketch

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Arranque

# Probar conexión serie primero (sin el resto del sistema)
python3 tools/test_serial.py

# Arrancar todo el sistema
python3 odroid/launch.py

# Sin LLM (modo sensores/visión solamente)
python3 odroid/launch.py --sin-llm

# Solo driver serie (para debugging)
python3 odroid/launch.py --test-serial

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Orden de pruebas recomendado

1. Arduino solo: abrir Monitor Serie del IDE, verificar que llegan tramas TEL:US:...
2. Prueba serie: python3 tools/test_serial.py → probar ping, move 100 100, stop
3. HAL completo: python3 odroid/launch.py --sin-llm → verificar logs de visión
4. Sistema completo: python3 odroid/launch.py → el robot empieza a explorar

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Notas de hardware

• Motor derecho invertido por defecto en la librería Makeblock: si gira al revés, cambiar el signo en aplicarMotores() del firmware.
• Pin de batería: A6 en Makeblock Orion con divisor de tensión x3.3. Ajustar si la placa es diferente.
• Cámara: /dev/video0 por defecto. Comprobar con v4l2-ctl --list-devices.
• Puerto serie: /dev/ttyUSB0 por defecto. Puede ser /dev/ttyACM0 según el cable.

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Roadmap

• Arquitectura base (HAL + bus ZeroMQ + cerebro FSM/LLM)
• Protocolo serie Arduino ↔ Odroid
• Detección de objetos con YOLOv8n
• Memoria SQLite + ChromaDB
• Módulo de voz (Whisper tiny + TTS)
• Navegación con mapa (SLAM ligero)
• Soporte Raspberry Pi 4/5
• Dashboard web de monitorización en tiempo real
• Modo aprendizaje por demostración

Contribuir

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Licencia

MIT — libre para usar, modificar y compartir.