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Create 20211215 Deploy Mycroft AI voice assistant on Raspberry Pi using Ansible.md
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jrg
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f270944877
commit
16c3db4e00
@ -0,0 +1,243 @@
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[#]: subject: "Deploy Mycroft AI voice assistant on Raspberry Pi using Ansible"
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[#]: via: "https://opensource.com/article/21/12/mycroft-raspberry-pi-ansible"
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[#]: author: "Gaëtan Trellu https://opensource.com/users/goldyfruit"
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[#]: collector: "lujun9972"
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[#]: translator: "jrglinux"
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[#]: reviewer: " "
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[#]: publisher: " "
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[#]: url: " "
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# 使用 Ansible 在树莓派上部署 Mycroft AI 语音助手
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使用本文中的这些 `Ansible playbooks` 可以帮你获得更优的 `Mycroft AI` 体验。
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![Looking at a map][1]
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`Mycroft AI` 是一款虚拟助手应用程序，可以响应语音请求并完成相应的任务，比如在互联网上搜索你需要的某些信息，或者下载你喜欢的博客等等。这是一款优秀的开源软件，不同于那些收集个人数据业务的公司的同款软件，`Mycroft AI` 注重于保护隐私以及提供平台灵活性。
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`Mycroft AI` 使用 `python` 开发，可以安装于不同的硬件平台上。家喻户晓的树莓派便是一个非常热门的运行语音助手的硬件方案（不过不是唯一的方案）。方便的是，`Mycroft` 为树莓派提供了 [`Picroft`][2] 镜像，虽然目前 `Picrof` 还有一些限制，比如不支持 `64` 位系统，不过不能阻止它成为一种优秀的解决方案。
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### 树莓派4，我选择的目标平台
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树莓派在 `Mycroft` 社区中非常受欢迎，因为其性价比高，在教育行业中有着巨大的优势，并且由于 `Mycroft` 提供的便捷功能以及 `Pi` 本身易于访问的输入/输出（`GPIO`）引脚等，为树莓派提供了有趣扩展的可能性（比如，项目 [the wake word LED GPIO skill][3]）。
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树莓派`4B`具有足够的 `CPU` 算力以及内存来平稳运行 `Mycroft`。我使用的是 `8G` 内存的树莓派`4B`，运行 `Raspberry Pi OS Bullseye 64-bit` 系统，你可以从 [`RaspberryPi.org`][4] 网站下载该系统镜像文件。
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### 另一个自动化故事
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构建你自己的 `Mycroft AI` 系统，必须要注意一些细节问题。根据我的初步经验（一年前开始），以下罗列了一些重要的技术细节点：
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* 音频输出（扬声器配置）
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* 音频输入（麦克风配置）
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* 麦克风质量（以购买的实际硬件为准）
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* 唤醒词响应（比如打招呼 "嘿，`Mycroft`")
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* 响应延迟（比如提问 "天气怎么样")
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这些并不是`Mycroft AI` 的问题（译注：难道软件平台就没有处理延时问题？），它们只能是您在选择硬件和配置操作时必须牢记关心的事情。`Pi` 本身能够运行 `Mycroft AI`，但有一些配置需要额外的注意下：
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* `CPU` 调度器
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* `SD` 卡性能
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* `PulseAudio` 配置
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* 网络延迟
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我做了大量的研究和实践来解决上面列出这些令人头疼的注意点，最终我实现了我的"终极"目标--最流畅的体验！
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### Ansible 雪中送炭
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我已经摸索出了最流畅的体验配置，但是如何确保在任何 `Raspberry Pi 4` 板子上都能不遗漏每一个设置细节然后达到重新部署这种流畅性体验的目标呢？
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[`Ansible`][5] 能帮助你实现。`Ansible` 在设计上是幂等设计，这意味着它仅在需要时响应更改的请求。如果一切配置正确，`Ansible` 不会改变任何事情。这边是幂等设计的优美指出。
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为了达到这一目的，我使用了两种 `Ansible` 场景角色工具：
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* 一个用于配置和调整树莓派
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* 一个用于安装和配置 `Mycroft AI`
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### Ansible prepi 角色
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[`Ansible prepi role`][6] 应用了一些配置，以便让树莓派 `4B` 发挥更佳的性能以及为安装 `Mycroft` 做前提准备。
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* 更新 `Raspberry Pi OS` 至最新版本
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* 添加 `Debian backports` 仓库
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* 使用 `next` 分支更新固件，该分支支持 `5.15` 版本内核以及边缘固件
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* 使用测试版本更新 `EEPROM`，该版本支持边缘功能
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* 设置 `initial_turbo` 用来加速启动过程
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* 将树莓派超频至 `2GHz`
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* 在 `RAMDisck` 上挂载 `/tmp`
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* 优化 `/` 分区挂载选项，提升 `SD` 卡读/写性能
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* 管理 `I2C、SPI、UART` 接口
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* 设置 `CPU` 控制器至避免在空间内核函数之间发生上下文切换的模式，以便提升性能
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* 安装和配置 `PulseAduio`（非系统范围）
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* 新固件或者 `EEPROM` 安装后重启树莓派
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### Ansible mycroft 角色
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[`Ansible mycroft role`][7] 基于脚本 `dev_setup.sh` 从 `Github` 仓库获取并安装和配置 `Mycroft AI`，该脚本是 `Mycroft` 核心团队提供。
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* 需要准备 `Python3` 环境
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* 系统集成环境
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* 额外的安装技能
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* 安装 `Boto3`，`py_mplayer`, `pyopenssl` 库
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* 支持 `IPC` 的 `RAMDisck`
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* 支持文件配置
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* `PulseAudio` 优化
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* 安全的 `Mycroft` 消息总线 `websocket`
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我利用 [`Ansible playbook`][8] 来协调上面两个角色的使用。
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### 个人配置需求
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下面列举了一些个人配置的需求：
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* 能上网的树莓派 `4B` 板子（或者更新的板子）
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* [`Raspberry Pi OS 64-bit`][9]
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* `Ansible 2.9`（或者更新版本）
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* 可正常工作的 `SSH`
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推荐使用[`Etcher`][10] 来烧录 `Raspberry Pi OS` 镜像至 `SD` 卡，你也可以使用你选择的镜像烧录工具。
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我将 `Pi` 超频来提升性能，不过这可能对你的硬件是一种潜在危险。在使用我的 `Ansible playbooks` 配置之前，请先仔细阅读。你需要为你的每个配置选择负责。你将决定使用哪个固件、哪个 `EEPROM`。超频的话需要记得提供相应的冷却系统。
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### 执行 Ansible playbook
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第一步，使用命令从 `Github` 获取 `Ansible playbook`:
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```shell
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$ git clone https://github.com/smartgic/ansible-playbooks-mycroft.git
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```
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源码中，`requirements.yml` 文件中提供了 `playbook` 的依赖角色列表，必须从 `Ansible Galaxy` 中检索这些依赖。
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```shell
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$ cd ansible-playbooks-mycroft
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$ ansible-galaxy install -r requirements.yml
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Starting galaxy role install process
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\- downloading role 'mycroft', owned by smartgic
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\- downloading role from <https://github.com/smartgic/ansible-role-mycroft/archive/main.tar.gz>
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\- extracting smartgic.mycroft to /home/goldyfruit/.ansible/roles/smartgic.mycroft
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\- smartgic.mycroft (main) was installed successfully
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\- downloading role 'prepi', owned by smartgic
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\- downloading role from <https://github.com/smartgic/ansible-role-prepi/archive/main.tar.gz>
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\- extracting smartgic.prepi to /home/goldyfruit/.ansible/roles/smartgic.prepi
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||||
\- smartgic.prepi (main) was installed successfully
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```
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第二步，编辑仓库中的 `Ansible inventory` ，设置需要管理的主机。
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```shell
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[rpi]
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rpi4b01 ansible_host=192.168.1.97 ansible_user=pi
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```
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[`rpi`] 代表组，无需更改。该组有一个主机 `rpi4b01`, 其 `IP` 地址为 `192.168.1.97`， 并创建 `pi` 作为 `Linux`（`Raspberry Pi OS`）上的默认用户。
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现在比较棘手的部分到了：你希望每个选项怎么配置？这取决于你自己，下面是我的首选配置，供你参考：
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```shell
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# file: install-custom.yml
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\- hosts: rpi
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gather_facts: yes
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become: yes
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pre_tasks:
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- name: Install Python 3.x Ansible requirement
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raw: apt-get install -y python3
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changed_when: no
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tags:
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- always
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vars:
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# PREPI
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prepi_pi_user: pi
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||||
prepi_hostname: mylovelypi
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||||
prepi_firmware_update: yes
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||||
prepi_overclock: yes
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||||
prepi_force_turbo: yes
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||||
prepi_cpu_freq: 2000
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||||
prepi_pulseaudio_daemon: yes
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||||
# MYCROFT
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||||
mycroft_branch: dev
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||||
mycroft_user: "{{ prepi_pi_user }}"
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mycroft_skills_update_interval: 2.0
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||||
mycroft_recording_timeout_with_silence: 3.0
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||||
mycroft_enclosure_name: picroft
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||||
mycroft_extra_skills:
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||||
- <https://github.com/smartgic/mycroft-finished-booting-skill.git>
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tasks:
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||||
- import_role:
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name: smartgic.prepi
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- import_role:
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||||
name: smartgic.mycroft
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```
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上面的配置内容需要保存在文件里（比如，`install-custom.ym`）。
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现在关键步骤：运行你新创建的`playbook`:
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```shell
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`$ ansible-playbook -i inventory install-custom.yml -k`
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```
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`-k` 选项只有在不需要`SSH key` 的时候才使用。在命令执行期间，树莓派可能会重启若干次。`playbook` 会自动处理这个问题，不必担心。
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`Ansible` 配置完成后，你可以看到一条祝贺消息，提示你下一步需要做什么。
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![Congratulations message][11]
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(Gaëtan Trellu, [CC BY-SA 4.0][12])
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### Ansible 让自定义 Mycroft 变得更容易
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这些 `playbooks` 是我开始使用 `Mycroft AI` 后学到的经验教训。它们帮助我在任何一个地方都能构建、重构、自定义、拷贝我的安装并保持一致，这让我很省心！
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读完此文，你有何意见、问题或疑虑？欢迎在 `Twitter`上 [`@goldyfruit`][13]上和我交流，或者访问 [`Mycroft channels`][14] 搜寻答案。
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via: https://opensource.com/article/21/12/mycroft-raspberry-pi-ansible
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作者：[Gaëtan Trellu][a]
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选题：[lujun9972][b]
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译者：[jrglinux](https://github.com/jrglinux)
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校对：[校对者ID](https://github.com/校对者ID)
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本文由 [LCTT](https://github.com/LCTT/TranslateProject) 原创编译，[Linux中国](https://linux.cn/) 荣誉推出
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[a]: https://opensource.com/users/goldyfruit
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[b]: https://github.com/lujun9972
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[1]: https://opensource.com/sites/default/files/styles/image-full-size/public/lead-images/tips_map_guide_ebook_help_troubleshooting_lightbulb_520.png?itok=L0BQHgjr "Looking at a map"
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[2]: https://mycroft-ai.gitbook.io/docs/using-mycroft-ai/get-mycroft/picroft
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[3]: https://github.com/smartgic/mycroft-wakeword-led-gpio-skill
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[4]: https://downloads.raspberrypi.org/raspios_lite_arm64/images/raspios_lite_arm64-2021-11-08/2021-10-30-raspios-bullseye-arm64-lite.zip
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[5]: https://github.com/ansible/ansible
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[6]: https://github.com/smartgic/ansible-role-prepi
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[7]: https://github.com/smartgic/ansible-role-mycroft
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[8]: https://github.com/smartgic/ansible-playbooks-mycroft
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[9]: https://downloads.raspberrypi.org/raspios_arm64/images
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||||
[10]: https://opensource.com/article/18/7/getting-started-etcherio
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[11]: https://opensource.com/sites/default/files/uploads/congratulations-message.png "Congratulations message"
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[12]: https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/
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[13]: https://twitter.com/goldyfruit
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[14]: https://chat.mycroft.ai/community/channels/general
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