ChatGPT hibrido con hardware Arduino - Procesamiento distribuido - Protocolo I2C

Se puede diseñar un sistema básico de respuesta automática con una red de Arduinos para demostrar conceptos simples de procesamiento distribuido y comunicación entre microcontroladores.

Concepto Básico

Para este ejemplo, crearemos una red de Arduinos donde uno actúa como maestro y otros como esclavos. El maestro recibirá una entrada (una pregunta) y distribuirá partes del procesamiento a los esclavos. Los esclavos devolverán sus respuestas al maestro, quien las combinará y dará una respuesta final.

Materiales Necesarios

• 3 Arduinos (Uno, Mega, etc.)
• Cables de conexión

Diagrama de Conexión

Usaremos el protocolo I2C para la comunicación entre los Arduinos:

Paso a Paso

1. Conectar los Pines I2C:

   • Conectar los pines SDA y SCL de todos los Arduinos entre sí. En los Arduinos Uno, estos son los pines A4 (SDA) y A5 (SCL).
   • Conectar todos los GND entre sí.

2. Asignar Direcciones I2C:

   • Cada Arduino esclavo necesita una dirección I2C única.

3. Código para el Maestro:

El maestro recibe una pregunta desde el monitor serial, distribuye la pregunta a los esclavos y recoge sus respuestas.

cpp
#include <Wire.h>

void setup() {
  Wire.begin(); // Inicia como maestro
  Serial.begin(9600);
  Serial.println("Ingrese su pregunta:");
}

void loop() {
  if (Serial.available()) {
    String question = Serial.readStringUntil('\n');

    // Enviar la pregunta al Esclavo 1
    Wire.beginTransmission(8);
    Wire.write(question.c_str());
    Wire.endTransmission();

    delay(100);

    // Enviar la pregunta al Esclavo 2
    Wire.beginTransmission(9);
    Wire.write(question.c_str());
    Wire.endTransmission();

    delay(100);

    // Recibir respuesta del Esclavo 1
    Wire.requestFrom(8, 32);
    String response1 = "";
    while (Wire.available()) {
      char c = Wire.read();
      response1 += c;
    }

    // Recibir respuesta del Esclavo 2
    Wire.requestFrom(9, 32);
    String response2 = "";
    while (Wire.available()) {
      char c = Wire.read();
      response2 += c;
    }

    // Combinar respuestas
    String finalResponse = "Esclavo 1: " + response1 + "\nEsclavo 2: " + response2;
    Serial.println(finalResponse);
  }
}

4. Código para los Esclavos:

Cada esclavo recibe la pregunta, realiza un procesamiento simple y envía una respuesta.

• Esclavo 1:

cpp
#include <Wire.h>

void setup() {
  Wire.begin(8); // Inicia como esclavo con dirección 8
  Wire.onReceive(receiveEvent);
  Wire.onRequest(requestEvent);
  Serial.begin(9600);
}

String question = "";
String response = "";

void receiveEvent(int howMany) {
  while (Wire.available()) {
    char c = Wire.read();
    question += c;
  }
  // Procesamiento simple de la pregunta
  response = "Resp1 a '" + question + "'";
}

void requestEvent() {
  Wire.write(response.c_str());
}

void loop() {
  // No se necesita código en el loop
}

• Esclavo 2:

cpp
#include <Wire.h>

void setup() {
  Wire.begin(9); // Inicia como esclavo con dirección 9
  Wire.onReceive(receiveEvent);
  Wire.onRequest(requestEvent);
  Serial.begin(9600);
}

String question = "";
String response = "";

void receiveEvent(int howMany) {
  while (Wire.available()) {
    char c = Wire.read();
    question += c;
  }
  // Procesamiento simple de la pregunta
  response = "Resp2 a '" + question + "'";
}

void requestEvent() {
  Wire.write(response.c_str());
}

void loop() {
  // No se necesita código en el loop
}

Explicación

1. Maestro: Recibe la pregunta desde el monitor serial, la envía a los esclavos y recibe las respuestas.
2. Esclavos: Reciben la pregunta, realizan un procesamiento simple (en este caso, solo añaden una respuesta predefinida) y envían la respuesta de vuelta al maestro.

Limitaciones

Este ejemplo es muy básico y tiene varias limitaciones:

• Capacidad de procesamiento: Los Arduinos tienen capacidades de procesamiento muy limitadas comparadas con las necesarias para ejecutar modelos de lenguaje complejos como ChatGPT.
• Memoria: La memoria de los Arduinos es muy limitada para almacenar y manejar modelos grandes de procesamiento de lenguaje.
• Comunicación: La comunicación I2C es relativamente lenta y no es adecuada para manejar grandes volúmenes de datos o comunicaciones complejas.

Para crear un chatbot más avanzado, se recomienda usar hardware más potente, como una Raspberry Pi o una computadora con capacidad de ejecutar modelos de inteligencia artificial complejos.