MimiClaw - 单片机 AI

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2026-03-07

单片机 AI - 运行在 5 美元 ESP32 芯片上的 AI Agent，功耗仅 0.5W，可用充电宝供电。

核心特性

极低功耗

功耗仅 0.5W
可用充电宝供电数天
深度睡眠模式支持
动态功耗管理

微型体积

运行在 ESP32 单片机
硬币大小的芯片
无需传统操作系统
完全嵌入式设计

实时系统

基于 FreeRTOS 微实时系统
任务优先级调度
中断驱动架构
确定性响应时间

闪存记忆

使用 SPIFFS 闪存文件系统
掉电不丢失记忆
4MB 存储空间
磨损均衡机制

快速开始

硬件要求

ESP32 开发板（推荐 ESP32-DevKitC）
USB 数据线
5V 电源或充电宝

开发环境

# 安装 ESP-IDF
git clone --recursive https://github.com/espressif/esp-idf.git
cd esp-idf
./install.sh

# 设置环境变量
. ./export.sh

编译烧录

# 克隆仓库
git clone https://github.com/memovai/mimiclaw.git
cd mimiclaw

# 配置
idf.py menuconfig

# 编译
idf.py build

# 烧录
idf.py -p /dev/ttyUSB0 flash

# 查看日志
idf.py -p /dev/ttyUSB0 monitor

技术架构

硬件架构

┌─────────────────────────────┐
│      ESP32 芯片              │
│  ┌─────────┐  ┌──────────┐  │
│  │ CPU 0   │  │  CPU 1   │  │
│  │ 240MHz  │  │  240MHz  │  │
│  └─────────┘  └──────────┘  │
│  ┌─────────────────────────┐│
│  │   520KB SRAM            ││
│  └─────────────────────────┘│
│  ┌─────────────────────────┐│
│  │   4MB Flash (SPIFFS)    ││
│  └─────────────────────────┘│
│  ┌─────────────────────────┐│
│  │   WiFi/BLE 模块         ││
│  └─────────────────────────┘│
└─────────────────────────────┘

软件架构

// FreeRTOS 任务结构
void ai_task(void *pvParameters) {
    while (1) {
        // 接收消息
        char* message = receive_message();
        
        // 调用 LLM API
        char* response = call_llm_api(message);
        
        // 存储记忆
        store_memory(message, response);
        
        // 发送响应
        send_response(response);
        
        // 进入低功耗模式
        vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(100));
    }
}

网络通信

// TCP Socket 通信
int sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
connect(sock, (struct sockaddr *)&server_addr, sizeof(server_addr));

// 发送请求
send(sock, request, strlen(request), 0);

// 接收响应
recv(sock, buffer, sizeof(buffer), 0);

功能特性

WiFi 连接

// WiFi 配置
wifi_config_t wifi_config = {
    .sta = {
        .ssid = "YourSSID",
        .password = "YourPassword",
    },
};

esp_wifi_set_config(ESP_IF_WIFI_STA, &wifi_config);
esp_wifi_start();

蓝牙通信

// BLE 服务器
esp_ble_gatts_create_service(gatts_if, &service_id, 4);
esp_ble_gatts_add_char(gatts_if, service_handle, &char_uuid, 
                        ESP_GATT_PERM_READ | ESP_GATT_PERM_WRITE,
                        ESP_GATT_CHAR_PROP_BIT_READ | ESP_GATT_CHAR_PROP_BIT_WRITE,
                        &char_val, NULL);

闪存存储

// SPIFFS 文件操作
FILE* f = fopen("/spiffs/memory.txt", "a");
fprintf(f, "%s\n", memory_content);
fclose(f);

低功耗模式

// 深度睡眠
esp_sleep_enable_timer_wakeup(60 * 1000000); // 60秒后唤醒
esp_deep_sleep_start();

// 轻度睡眠
esp_light_sleep_start();

适用场景

桌面 AI 摆件

放在桌面的智能助手
语音交互小玩具
极客装饰品

物联网设备

智能家居控制中心
传感器数据处理
边缘 AI 推理

低功耗场景

电池供电设备
太阳能供电系统
长时间无人值守

性能指标

指标	数值
功耗	0.5W (活跃) / 0.01W (睡眠)
内存占用	~200KB RAM
存储空间	4MB Flash
响应延迟	100-500ms
WiFi 连接	802.11 b/g/n
蓝牙	BLE 4.2

开发指南

内存优化

// 使用静态分配避免碎片
static char buffer[1024];

// 及时释放内存
char* temp = malloc(size);
// 使用 temp
free(temp);

// 使用栈内存
void function() {
    char local_buffer[256];
    // 使用 local_buffer
}

任务优先级

// 创建高优先级任务
xTaskCreate(critical_task, "Critical", 2048, NULL, 10, NULL);

// 创建低优先级任务
xTaskCreate(background_task, "Background", 2048, NULL, 1, NULL);

看门狗定时器

// 初始化看门狗
esp_task_wdt_init(30, true);
esp_task_wdt_add(NULL);

// 喂狗
esp_task_wdt_reset();

扩展功能

传感器集成

// DHT11 温湿度传感器
float temperature = read_dht11_temperature();
float humidity = read_dht11_humidity();

// 发送给 AI
char message[128];
sprintf(message, "当前温度 %.1f°C，湿度 %.1f%%", temperature, humidity);

显示屏支持

// OLED 显示
#include "ssd1306.h"

ssd1306_init();
ssd1306_clear_screen();
ssd1306_draw_string(0, 0, "MimiClaw", 16, 1);
ssd1306_refresh_gram();

语音识别

// I2S 麦克风
i2s_config_t i2s_config = {
    .mode = I2S_MODE_MASTER | I2S_MODE_RX,
    .sample_rate = 16000,
    .bits_per_sample = I2S_BITS_PER_SAMPLE_16BIT,
    // ...
};

与其他版本对比

vs 官方版

官方版需要完整操作系统，MimiClaw 运行在单片机
官方版功耗数瓦，MimiClaw 仅 0.5W
官方版体积大，MimiClaw 硬币大小

vs Nanobot

Nanobot 需要 Python 环境，MimiClaw 纯 C 语言
Nanobot 内存 100MB+，MimiClaw 仅 200KB
Nanobot 适合服务器，MimiClaw 适合嵌入式

vs NanoClaw

NanoClaw 使用 Docker 隔离，MimiClaw 物理隔离
NanoClaw 安全性更高，MimiClaw 功耗更低
应用场景完全不同

贡献

欢迎嵌入式开发者贡献！

# 克隆仓库
git clone https://github.com/memovai/mimiclaw.git

# 运行单元测试
idf.py build
idf.py flash monitor

许可证

MIT License - 详见 LICENSE

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