Im Prinzip könnte das schon gehen. Allerdings hat man nur relativ wenige und langsame IO Kanäle. Zur steuerung der LEDs und auswertung der Fotodioden würde es schon fast sinnvoll sein einen µC zu nehmen, und damit hat man die Technik schon fast ad Absurdum geführt. Vermutlich ist es da einfacher gleich einen kleinen µC zu nehmen, das ist auch nicht komplizierter als die Schaltung die man sonst für das Interfache bräuchte.

Sofern man das Handy gut programmaieren kann, wäre eher ein aufteilung sinnvoll: Der µC übernimmt die Hardwarenahe Steuerung (PWM für Motoren, Odometrie usw.) das Handy könnte dann für die KI und Bildauswertung sorgen.