Голосовое управление для электронных шахмат

Актуальность

Шахматы являются одной из самых древних интеллектуальных игр. В наше время шахматы пользуются особой популярностью. Люди всех возрастов соревнуются друг c другом в этой игре, испытывая интеллект, знание и возможность просчитывать ходы наперёд.

В связи с развитием телекоммуникационных технологий и масштабной цифровизацией населения игра в шахматы начала переходить в электронный формат. COVID-19 ещё сильнее ускорил переход к «электронным шахматам». На сегодняшний день многие крупные турниры проходят в дистанционном формате. Шахматные сайты-сервисы имеют многомиллионную аудиторию.

Однако существует небольшое количество электронных ресурсов, предлагающих условия для игры гражданам с ограниченными возможностями, или же тем, кто по какой-либо причине не может пользоваться компьютерной мышкой для управления игровым процессом.

Это в совокупности со всё ускоряющимся переходом шахмат в онлайн-формат создаёт необходимость в создании систем голосового управления шахматами, которые позволяют играть без использования клавиатуры и мышки. Такая система должна освободить руки игрока, позволяя ему совершать другие действия, параллельно ведя партию.

Востребованность таких систем возрастает из-за последовательного внедрения программ голосового управления в повседневную жизнь.

Авторы предлагают разработку голосового управления электронными шахматами (ГУЭШ), призванную дать возможность пользователям играть в компьютерные шахматы, управляя процессом голосом, с адаптацией под любую платформу.

Цель

Создать программу голосового управления для электронных шахмат.

Задачи

1. Изучить научную литературу в области алгоритмов распознавания речи.
2. Проанализировать существующие программы голосового управления в целом.
3. Написать программу голосового управления шахмат на Python с функциями автоматического определения цвета фигур игрока, а также озвучивания ходов оппонента.
4. Создать физический интерфейс в виде кнопки, при нажатии которой будет включаться функция записи голоса.

Оснащение и оборудование, использованное при создании работы

• Компьютер
• Плата Arduino
• Кнопка
• 3D-принтер

Описание

В качестве среды для написания кода был выбран Pycharm, находящийся в открытом доступе.

В начале работы авторы ввели систему координат, соответствующую шахматной доске, используя набор переменных.

Затем они ввели функцию «Рука», ответственную за перемещение фигур.

Далее работали над функцией распознавания голоса.

По завершении написания функции распознавания голоса был начат поиск решения проблемы определения ориентации шахматной доски. В ходе исследования темы было найдено решение с использованием снимков экрана. Этот метод заключается в создании снимка экрана компьютера, на котором определяется верхний левый квадрат, а затем сравнивается с уже существующим изображением белой ладьи.

После завершения работы над функцией «Глаз» изучали варианты создания физического интерфейса, выбрав Arduino в качестве платформы по причине доступности ресурсов. В коде кнопки использовалась библиотека «Keyboard.h». Затем была разработана 3D-модель корпуса для кнопки в программе Fusion 360.

Последним дополнением к ГУЭШ стала функция озвучивания ходов соперника. Для решения этой задачи было решено использовать модули requests и bs4.

Таким образом, граждане, страдающие слепотой, а также те игроки, кто просто желают играть с завязанными глазами, получают возможность полноценно пользоваться электронными шахматами.

В дополнение к основной программе голосового управления был создан физический интерфейс, состоящий из кнопки. При активации кнопки эмулируется нажатие комбинации клавиш Left alt и Left ctrl, что в программе ГУЭШ вызывает команду «Ухо». Это позволяет игроку совершать ходы именно в то время, когда он пожелает.

Результаты работы/выводы

Программа создана, код программы загружен на ресурс «GitHub» для свободного пользования.

Перспективы использования результатов работы

Планируется публикация версии программы «ГУЭШ» для мобильных устройств на сервисе «Google Play» для расширения охвата пользователей системой.