Go言語で実現するフォースの覚醒 (Gobotで脳波をなんとかする)

これは学生エンジニア Advent Calendar18日目の記事です．
『スターウォーズ フォースの覚醒』公開日ということで，Goを使ってフォースに目覚めるための方法を紹介します．

目覚めた結果

このような感じで，フォースを利用することで手元のコンピュータを操作できます．

必要なもの

Goは入っている前提で

Neurosky MindWave Mobile ($99.99)

Bluetooth接続が可能なシングルチャンネルの脳波計です．公式にて$99.99で買うことができ，また国内でも1万円後半ほどで転売されているものを探すことができます．かなり遊べます．

Gobot

Gobotは，Goでフィジカルコンピューティングを実現するためのフレームワークです．MindWave Mobileだけでなく，Arduino, Leap Motion, Pebbleなど様々な機器に対応しており，シリアルポート制御から値のパースまでよしなに行ってくれる素敵フレームワークです．

MindWave Mobileを使用する今回の場合，公式の通り下記コマンドでインストールすることができます．

go get -d -u github.com/hybridgroup/gobot/... && go install github.com/hybridgroup/gobot/platforms/neurosky

サンプル

package main

import (
	"github.com/everdev/mack"
	"github.com/hybridgroup/gobot"
	"github.com/hybridgroup/gobot/platforms/neurosky"
)

func main() {
	const meditationThreshold uint8 = 70

	gbot := gobot.NewGobot()
	adaptor := neurosky.NewNeuroskyAdaptor("neurosky", "/dev/tty.MindWaveMobile-DevA")
	neuro := neurosky.NewNeuroskyDriver(adaptor, "neuro")

	work := func() {
		gobot.On(neuro.Event("meditation"), func(v interface{}) {
			med := v.(uint8)
			if med != 0 && med > meditationThreshold {
				// 以下に任意の操作 今回はAppleScriptでKeynoteスライドおくり
				mack.Tell("Keynote", `show next`)
			}
		})
	}

	robot := gobot.NewRobot("brainBot",
		[]gobot.Connection{adaptor},
		[]gobot.Device{neuro},
		work,
	)

	gbot.AddRobot(robot)
	gbot.Start()
}

デモで使用したプログラムがこちらになります．
瞑想度(meditation)の値を一秒間に一度取得し，瞑想度が閾値を超えたらKeynoteスライドを次に送ります．
心身の平穏でフォースの能力を引き出す感じです．ジェダイっぽい．

つまり快適にスライドを操作するためには，自由に心身の平穏を作り出せるよう修行すれば良いのです．
手っ取り早く瞑想度を上げたい場合，目をつむると簡単に瞑想度が上がります

解説

NewNeuroskyAdaptor(name string, port string)の第二引数にて，シリアルポートを指定するのですが，自分の環境の場合，MindWaveMobileのポートが/dev/tty.MindWaveMobile-DevAでした．お使いのOSに合わせて指定してください．

workに定義した関数が，NewRobot(name string, v ...interface{})にてデバイスの実行準備完了時に一度だけ呼ばれます．そこで，work内に，各イベントのコールバック登録をガシガシと書いていきます．
コールバックはいくつも登録可能ですが，今回の用途では一つの脳波特徴量で十分なので，サンプルでは一つのみの登録となっています．
今回は，ジェダイの騎士っぽく瞑想度(meditation)をイベントとして利用します. meditationは一秒に一度，瞑想度を0~100の値で取得します．他にも集中度(attention), 脳波生データ(wave)も取得することができます．

動作の流れとして，mediationの値が取得できたら，閾値と比較し，閾値より大であれば任意の動作を行うという流れになっています．
閾値の条件に加えて0でない条件が加わっていますが，これは動作中稀にmediation = 0が入ることがあるため，その応急処置です．また，閾値のmediationThreshold = 70は完全に自分の環境に合わせた決め打ちなので，環境に合わせてちょうど良さそうな値を入れてください．
精度が気になる方は，脳波生データ(wave)を使って自前で特徴量を抽出してみても良いかもしれません．こちらは512 Hzのサンプリング周波数で脳波生データを取得することができます．

スライドをおくるために使用したmack.Tell(application string, commands ...string) は，GoからAppleScriptを手軽に扱うためのラッパーパッケージです．詳しくは以下URLにて
https://github.com/everdev/mack

おわりに

Gobotを使うことで，低レベルI/Oを気にすることなく，かなり快適かつ適当に脳波計を扱うことができました．他にもARDroneやArduino，Raspberry Piなどをほぼ同様のインタフェースで扱うことができ，かなり快適にIoTなプログラミングができます．
API実装やCLI実装など，ややインフラ寄りで固い印象のあるGoですが，ゲームプログラミングやモバイルアプリ開発，今回のIoT分野など，色々なジャンルで活躍できそうですね．

では，良いGoライフを！
May the Gopher be with you! ʕ ◔ϖ◔ʔ