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📌 Puntos Clave (TL;DR)

• Problema: Severas restricciones computacionales en microcontroladores (Arduino Uno ATmega328P con solo 2KB de SRAM), deslizamiento de ruedas, ruido ultrasónico y la brecha de la realidad (Reality Gap) entre la física de Webots y el hardware real.
• Solución: Arquitectura de E/S distribuida (HC-06 Bluetooth a 115,200 baudios) donde una PC procesa la visión OpenCV y la inferencia de Q-Table mientras Arduino controla los motores mediante PWM. Corrección de distorsión de lente y homografía con marcadores ArUco (vision.py) para seguimiento de pose (x, y, θ) en tiempo real.
• Resultado: Transferencia directa (zero-shot) de la Q-Table de 648 estados que alcanzó un 86.7% de tasa de éxito (26/30 pruebas) en una arena física de 1.2m × 1.2m, superando la brecha de realidad sin reentrenamiento in situ.

📌 Puntos Clave (TL;DR)

• Objetivo: Medir el desempeño puro y determinista de la política voraz aprendida (ε=0) sin ruido exploratorio, validando su viabilidad de despliegue.
• Metodología: Implementación de evaluate_qlearning.py con 30 pruebas independientes distribuidas en 5 semillas de evaluación, monitoreando tasa de éxito, eficiencia de ruta frente a la distancia mínima teórica y conteo de aproximaciones críticas (near-miss).
• Resultado: Q-Learning tabular alcanzó un 93.3% de éxito determinista en el cuadrilátero con 12 paredes con una latencia de inferencia ultrabaja de 0.02 ms, superando a modelos más pesados como DQN y SARSA.

📌 Puntos Clave (TL;DR)

• Problema: Cuando el objetivo está detrás de un obstáculo, la búsqueda codiciosa de recompensas por delta de distancia (+0.1 × Δdist) empuja al robot a colisionar frontalmente, atrapándolo en un mínimo local (Local Minima).
• Solución: Integración de percepción ultrasónica en 3 direcciones con barrido (frontal/izq/der) y propagación de valor a largo plazo (γ=0.99), junto con una canalización automatizada en PowerShell (headless_run.ps1) para entrenar en modo Headless con 3 semillas (0, 1, 2).
• Resultado: El robot aprendió políticas de desvío efectivas en el cuadrilátero con 12 paredes, superando el 90% de tasa de éxito tras 600 episodios.

📌 Puntos Clave (TL;DR)

• Problema: Las recompensas dispersas (+1.0 en la meta, -1.0 en colisión) generan grandes retrasos de exploración, provocando que el robot deambule durante miles de episodios antes de encontrar el objetivo.
• Solución: Diseño de un esquema de Recompensas Densas (Reward Shaping) que combina recompensas proporcionales a la reducción de distancia euclidiana (+0.1 × Δdist) con penalizaciones por paso (-0.01), giro (-0.01) y retroceso (-0.05), junto con decaimiento exponencial de epsilon (1.0 → 0.05).
• Resultado: La recompensa promedio móvil alcanzó valores positivos estables (0.7+) antes de los 500 episodios en el escenario no_obstacle, superando el 98% de tasa de éxito.

📌 Puntos Clave (TL;DR)

• Problema: Las lecturas continuas de sensores (distancia y orientación) provocan una explosión del espacio de estados para el Q-Learning tabular, y la sincronización con el simulador Webots requiere una comunicación de baja latencia.
• Solución: Diseño de un mapeador de sensores continuos en 5 dimensiones que produce 3 × 8 × 3 × 3 × 3 = 648 estados discretos (discretizer.py) y una canalización IPC mediante sockets TCP (puerto 5000, JSON delimitado por líneas).
• Resultado: Indexación ultrarrápida de la tabla Q en tiempo O(1) y sincronización física estable en pasos de 32 ms entre el simulador y el agente Python.