Ovládejte svůj počítač silou vůle!

Zní to velice lákavě, co říkáte… Chtěli byste si to vyzkoušet?

S koupí nového počítače jsem se bohužel musel rozloučit se svou starou hračkou – anemometrem. Neumím si to vysvětlit jinak, než že se proti mně spikli všichni výrobci notebooků. Představte si, že už dneska nenajdete model se sériovým portem! Každopádně jsem ihned začal přemýšlet, jak bych si mohl svého nového nejlepšího přítele vylepšit. Trvalo několik měsíců, než jsem na to přišel…

… ale určitě to dlouhé rozhodování stálo za to. Ovládání počítače pouze silou vůle, to je přece opravdová lahůdka! Abych se přiznal, ani zdaleka to není můj nápad (snad jen provedením, které předpokládá mizivou manuální zručnost a minimální znalosti v oblasti elektroniky). O této možnosti jsem se dočetl v jistém vědecko-populárním časopise. Ne, že bych se snad zdráhal dělat mu tady reklamu, ale na jméno si již opravdu nevzpomenu a nerad bych připsal zásluhu za článek, který mě přivedl na tuto úžasnou myšlenku, časopisu jinému.

O čem se tedy v článku psalo? Jistí (pravděpodobně američtí) vědci přišli na to, že člověk dokáže podvědomě ovlivňovat zdánlivě neovlivnitelné biologické procesy a vlastnosti těla (jako je např. rychlost srdečního tepu či odpor kůže v závislosti na množství potu), čehož se dá využít k ovládání počítačových programů.

Myšlenka, že budu schopný hrát svůj oblíbený Pong nebo třeba surfovat po Internetu bez sebemenšího pohybu, mě absolutně nadchla. Nicméně, zatím jsem ještě neměl žádné zařízení, které by bylo ochotné přenášet moje neviditelné příkazy do počítače.

Stál jsem tedy před novou otázkou: měřit tep, či odpor kůže? Každé ze zařízení má jistě své výhody i nevýhody. Rychlost tepu mi přijde jako přesně měřitelná veličina, kterou významně neovlivňuje okolní prostředí ani způsob uchycení přístroje. Taktéž je však pulsní oximetr daleko náročnější na konstrukci. Jelikož se mi nechtělo běhat do „džíemka“ pro součástky, rozhodl jsem se nakonec pro druhou variantu.

Konstrukce

Zařízení lze zcela jednoduše vyrobit ze starého mikrofonu (přesněji z kabelu ke starému mikrofonu). Stačí mikrofon ustřihnout, nahradit ho baterkou a dvěma elektrodami (v mém případě to byl kus hliníkové fólie připevněný k nějaké staré gumě). Podle aktuálního odporu kůže teď do zvukové karty poleze různě silný elektrický proud.

Člověk by ani neřekl, že se v IT dostane k šití :-).

Čtečka myšlenek je hotová, nyní by to chtělo vytáhnout nějaká data ze zvukové karty. Jako první na mě z Googlu vybafla multiplatformní zvuková knihovna PortAudio. Po zběžném prolistování dokumentace jsem dokázal napsat tento program:

#include <portaudio.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <SDL/SDL.h>

#define WIDTH			800
#define HEIGHT			200

SDL_Surface *window;
SDL_Surface *img, *bg;

int xpos = WIDTH/2 - 20;
int cal_a, cal_q, cal, std, data;


static int paCallback(	const void *inputBuffer, void *outputBuffer,
								unsigned long fpb,
								const PaStreamCallbackTimeInfo* timeInfo,
								PaStreamCallbackFlags statusFlags,
								void *userData )
{
	float *in = (float*)inputBuffer;
	(void) outputBuffer;

	int i;
	for(i=0, data=0; i<fpb; i++){
		data += (int)((*in)*10000);
		in ++;
	}
	data /= i;

	if(cal != 0){
		cal_q++;
		cal_a += data;
	}

	return 0;
}

void check(PaError err){

	if(err != paNoError){
		printf("PortAudio error: %s\n", Pa_GetErrorText(err));
		Pa_Terminate();
		SDL_Quit();
		exit(1);
	}
}

void draw_image(SDL_Surface *img, int x, int y){
	SDL_Rect r;
	r.x = x;
	r.y = y;
	SDL_BlitSurface(img, NULL, window, &r);
}

void draw_scene(){

	cal_q = 0;
	cal = 1;
	cal_a = 0;
	Pa_Sleep(100);
	cal = 0;
	data = (int) cal_a/cal_q;
	
	if(data < std) xpos -= 5;
	else if (data > std) xpos += 5;

	if(xpos < 10) xpos = 10;
	if(xpos > WIDTH-50) xpos = WIDTH-50;

	draw_image(img, xpos, 80);
	SDL_Flip(window);
	draw_image(bg, xpos, 80);
}

int main(){

	// inicializace SDL
	if(SDL_Init(SDL_INIT_VIDEO) < 0){  
		printf("Inicializace SDL: %s\n", SDL_GetError());  
		return 1;  
	}

	window = SDL_SetVideoMode(WIDTH, HEIGHT, 32, SDL_HWSURFACE|SDL_DOUBLEBUF);
	if(!window){
		printf("Vytvareni okna: %s\n", SDL_GetError());
		SDL_Quit();
		return 1;
	}

	SDL_WM_SetCaption("POM", NULL);

	// inicializace PortAudio
	check(Pa_Initialize());

	PaStream *stream;
	PaError err;

	check(Pa_OpenDefaultStream(&stream, 1, 0, paFloat32, 8000, 16, paCallback, NULL));

	/***************************/

	img = SDL_LoadBMP("ball.bmp");
	bg = SDL_LoadBMP("bg.bmp");
	
	check(Pa_StartStream(stream));

	// kalibrace
	printf("Probiha kalibrace... "); fflush(stdout);
	cal_q = 0;
	cal = 1;
	cal_a = 0;
	Pa_Sleep(5000);
	cal = 0;
	std = (int) cal_a/cal_q;
	printf("%i\n", std);

	// hlavni smycka
	SDL_Event event;
	char done = 0;

	while(!done){
		while(SDL_PollEvent(&event)){
			if(event.type == SDL_QUIT) done = 1;  
		}
		draw_scene();
	}
	
	check(Pa_StopStream(stream));

	/***************************/

	check(Pa_CloseStream(stream));
	Pa_Terminate();

	SDL_Quit();

	return 0;
}

Není na něm moc co k vysvětlování. Funguje to tak, že se vždy několik zlomků sekundy načítají data z mikrofonu, na konci tohoto intervalu se zprůměrují a podle toho se balónek posune buďto doprava, nebo doleva. Na začátku programu probíhá několik sekund kalibrace, při které program získá „standardní“ hodnotu, na základě které se potom rozhoduje o směru pohybu balónku.

Dojmy

Abych řekl pravdu, doteď vlastně nevím, zda se mi pokus povedl, nebo ne. Je sice pravda, že jsem desítky minut seděl před monitorem a balónek mě poslouchal, ovšem ani to ze mě nevypudilo všechny pochyby. Předpokládejme na chvíli, že se balónek pohyboval zcela náhodně. V jednorozměrném prostoru mám padesátiprocentní šanci, že se můj příkaz splní. Vlastně je tam skoro jisté, že pokud budu chtít balónek poslat doprava, on se tam po nějaké době opravdu začne posunovat. Snad i proto jsem napsal tento článek. Doufám, že jsem tím nalákal některé čtenáře k tvorbě vlastní „čtečky myšlenek“ – třeba i kvalitnější, než jsem si vytvořil já – a budeme tedy moci svoje zkušenosti s ovládáním počítače myslí porovnat. Já teď odjíždím pro součástky na pulsní oximetr…