Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Search our partners

Find the latest content on electronic components. Datasheets.com
Elektroda.pl
Please add exception to AdBlock for elektroda.pl.
If you watch the ads, you support portal and users.

Programator pamięci mięśniowej

ghost666 22 Sep 2014 11:59 4869 0
  • Programator pamięci mięśniowej

    Reporterka IEEE Spectrum, Ariel Bleicher, specjalnie dla wydania specjalnego odwiedziła Tada Starnera w jego laboratorium na Georgia Tech, gdzie oglądał i testował nowy rodzaj intrygującej technologii - skomputeryzowaną rękawiczkę wyposażoną w pięć silniczków wibracyjnych, każdy umieszczony na poszczególnych palcach. Dzięki noszeniu tej rękawiczki przez kilka godzin, podczas zajmowania się zupełnie innymi zajęciami, udało się jej nauczyć 61 nut z 'Ody do Radości" Beethovena. I to bez żadnego w zasadzie trudu. Wow.

    Oczywiście nauka bardziej skomplikowanych utworów pianinowych wymagałaby więcej niż tylko kilka godzin noszenia takiej rękawiczki, jednakże jej sukces pozwolił na zastanowienie się nad problemem trapiącym wiele osób - jak w efektywny sposób uczyć dzieci pisania na klawiaturze komputera dziesięcioma palcami?

    Nawet najmłodszy syn autora opisywanej konstrukcji - 11-letni chłopiec - bardzo szybko pisze na klawiaturze komputera. Jednakże jego ręce poruszają się po całej klawiaturze, a on sam rzadko używa małych palców do pisania. Autor artykułu, jako zagorzały zwolennik pisania dziesięcioma palcami, jest dosyć poirytowany tym stanem rzeczy. W związku z tym cały czas gani syna i zmusza go do przeniesienia dłoni do pozycji bazowej na klawiaturze i wykorzystania wszystkich palców do pisania. Oczywiście syn ignoruje te polecenia.

    Wprowadzenie odrobiny technologii do tego zagadnienia powinno spowodować, iż syn będzie chciał trochę z ojcem współpracować w temacie pisania dziesięcioma palcami. I tak w czasie, gdy małżonka autora wszywała silniczki wibracyjne w palce rękawiczek rowerowych, tak on stworzył dla swojego syna układ do kontroli haptycznej podczas pisania na klawiaturze komputera.



    Pierwszym wyzwaniem było wysterowanie niewielkich silniczków wibracyjnych zakupionych na eBayu. Ich koszt nie był wielki, autor zapłacił zaledwie $13,85 za zestaw dziesięciu sztuk (z wliczoną przesyłką). Pierwszym pomysłem ich wysterowania było wykorzystanie tranzystorów MOSFET, jednakże kolejny okazał się znacznie lepszy. Zainspirowany systemem Starnera i zasadą "jeśli nie jest popsute, to nie naprawiaj", wykorzystał układ będący zestawem tranzystorów w układzie Dalingtona. Wykorzystane zostały dwa układu ULN2003, po jednym na każdą dłoń. Układy te doskonale radzą sobie z swoim zadaniem. Każdy 14-pinowy układ zawiera w sobie siedem par tranzystorów w układzie Darlingtona, wraz z diodami zabezpieczającymi przed szpilkami pojawiającymi się na uzwojeniach obciażeń indukcyjnych - takich jak silniki. Podłączenie tych układów do Arduino Nano wykorzystanego w tym projekcie było kwestią bardzo prostego spięcia płytki prototypowej Arduino z układami ULN2003 na płytce stykowej. Silniki połączone zostały z systemem z pomocą kabli ethernetowych.

    Oczywiście, systemu tego nie dało się w pełni autonomicznie nosić na sobie, jak system Starnera. Jednakże użytkownik systemu i tak ma za zadanie siedzieć przed komputerem podczas programowania swoich mięśni do pisania na klawiaturze, więc nie jest to poważnym utrudnieniem do korzystania z systemu.

    Programator pamięci mięśniowej


    Arduino zaprogramowany jest do aktywacji jednego z silników na ćwierć sekundy podczas pojawiania się każdego znaku. Układ podłączony jest do komputera z pomocą portu szeregowego, na które komputer przesyła numer palca który ma być 'aktywowany'. I tak przesłanie '1' powoduje wibracje silnika na lewym małym palcu, '2' - wibracje silnika na palcu serdecznym lewej dłoni, '3' - wibrację silnika na środkowym palcu lewej dłoni i tak dalej. Zupełnie proste. Trudniejszym zadaniem było napisanie programu, który działać miał na komputerze podczas nauki tak, aby osoba ucząca się była w stanie połączyć stymulację poszczególnego palca z wyświetlaniem się konkretnego znaku na ekranie.

    W tym celu wykorzystany został Tkinter, proste środowisko zapewniające możliwość stworzenia interfejsu graficznego i sprzęgnięcie systemu z oprogramowaniem stworzonym w języku Python - ulubionym aktualnie językiem programowania autora. Oprogramowanie to może nie pozwala tworzyć GUI tak prosto jak na przykład Visual Studio, jednakże jest na tyle proste, iż bez problemu można z jego pomocą stworzyć środowisko do tak prostej aplikacji.

    Program stworzony przez autora prezentuje użytkownikowi jedno słowo, losowo wybrane z prostego słownika 100 często używanych w języku angielskim słów. Następnie odtwarza zapisane brzmienie słowa i pokazuje je na ekranie dużą czcionką. Potem zaś wysyła informacje o kolejnych znakach do Arduino tak, że odpowiednie palce wibrują po kolei, tak jak wpisywane powinny być poszczególne znaki, z jakich składa się wylosowane słowo. Użytkownik może dopasować częstotliwość wpisywania poszczególnych znaków do swoich preferencji. Program zlicza także prędkość pisania, co daje bezpośrednią natychmiastową informację zwrotną. Przycisk pozwala przejść do kolejnego słowa. Wykorzystanie Pythona i Tkintera pozwoliło na stworzenie tego środowiska w mniej niż 200 liniach kodu.

    Dużo trudniejszym zadaniem było przekonanie, aby syn autora zaczął korzystać ze stworzonego dla niego urządzenia. Oczywiście przez chwilę korzystał z niego i przyznawał iż istotnie wibracje rękawiczek pomagają mu używać odpowiednich palców do pisania na klawiaturze. Jednakże więcej czasu spędził na zabawie suwakiem regulującym prędkość pisania i próbie nadążenia nad szybkimi seriami liter. To spowodowało u autora przypomnienie sobie o jednym osiągnięciu bardzo chętnie stosowanym w dzisiejszej pedagogice - o grywalizacji nauki.

    Autor nie ma jeszcze pełnej idei, jak to zrealizować, jednakże dodanie motywacyjnych stoperów, odznak, punktów życia i mrugającego 'GAME OVER' na koniec powinno zachęcić każdego jedenastolatka do korzystania z systemu. Z drugiej strony zawsze pozostaje etycznie dwuznaczny trening z wykorzystaniem innego rodzaju bodźców, podobnie jak robi to Klatka Skinnera http://pl.wikipedia.org/wiki/Klatka_Skinnera . Jednakże płytka Arduino mogłaby mieć problem z generacją potencjału 1200 V.

    Źródło:

    http://spectrum.ieee.org/geek-life/hands-on/diy-musclememory-programmer

    Cool! Ranking DIY
    Can you write similar article? Send message to me and you will get SD card 64GB.
    About Author
    ghost666
    Translator, editor
    Offline 
    Fizyk z wykształcenia. Po zrobieniu doktoratu i dwóch latach pracy na uczelni, przeszedł do sektora prywatnego, gdzie zajmuje się projektowaniem urządzeń elektronicznych i programowaniem. Od 2003 roku na forum Elektroda.pl, od 2008 roku członek zespołu redakcyjnego.
    ghost666 wrote 10321 posts with rating 8606, helped 157 times. Live in city Warszawa. Been with us since 2003 year.