Google en Amazon proberen hun spraak-gestuurde apparaten Home en Echo als een centraal punt voor slimme apparaten aan te bieden. Maar deze bedrijven hebben het niet zo op privacy. Gelukkig is er een opensource-alternatief. Lees in deze Jasper-tutorial hoe je je eigen spraakassistent bouwt!

Aan het einde van dit artikel heb je dus je eigen Google Home of Amazon Echo, maar dan een die je privacy respecteert en waar je zelf volledige controle over hebt. Daarvoor zetten we een Raspberry Pi 3 in. Dat minicomputertje heeft ingebouwde wifi, zodat we een kabel minder nodig hebben. Het besturingssysteem plaatsen we op een micro-sd-kaartje. Het enige wat we dan naast de voeding nog dienen aan te sluiten, zijn een microfoon en luidsprekers. De luidsprekers sluiten we aan op de analoge uitgang van de Pi. De geluidskwaliteit daarvan is niet geweldig, maar voor zo’n computerstem is het voldoende.

Een analoge ingang heeft de Pi niet, maar we sluiten eenvoudig een usb-microfoon aan. Het resultaat van ons knutselwerk is uiteraard niet zo mooi als een Google Home of Amazon Echo, maar als je wat handig bent, bouw je het geheel eenvoudig in een houten behuizing die niet misstaat in je woonkamer. Die afwerking laten we als oefening voor jou!

Jasper downloaden

Voor de software gebruiken we Jasper, een opensource-spraakassistent. De oorspronkelijke ontwikkelaars hebben het project al een tijdje geen update meer gegeven, maar Matt Curry heeft de ontwikkeling op zich genomen en al enkele nieuwe releases uitgebracht. We werken in deze masterclass met versie 1.5 van Matt Curry.

Let dus op dat je niet een officieel image van het Jasper-project downloadt, want dat is niet meer up-to-date. Download een image van de website van Matt Curry (http://bit.ly/2nwRBV9). Vink het bestand op de Amazon Drive van Matt Curry aan en klik onderaan op Download. Het is 1,4 GB groot en het duurt wel even voor je het binnen hebt.

Pak het tar.gz-bestand uit, bijvoorbeeld met het programma 7-Zip dat allerlei compressieformaten ondersteunt. Open het bestand daarvoor met 7-Zip en klik op Extract om het img-bestand erin uit te pakken.

Schrijf dan het uitgepakte bestand naar het micro-sd-kaartje. Dat kan met het programma Win32DiskImager. Steek je micro-sd-kaartje in de kaartlezer van je computer en kies in Win32DiskImager de schijfletter van je kaartje. Selecteer het img-bestand van Jasper en klik op Write om het naar je kaartje te schrijven.

Let op: het programma overschrijft de volledige inhoud van het kaartje! Gebruik dus alleen een kaartje waar geen data meer op staan die je nodig hebt, en controleer dubbel of je de juiste schijfletter kiest voordat je op Write klikt. Nadat het image naar het kaartje is geschreven, haal je het uit je kaartlezer en steek je het in je Pi.

Raspbian op Raspberry Pi

Sluit tijdelijk een toetsenbord en scherm op je Pi aan voor de configuratie, sluit je luidsprekers en usb-microfoon aan en tot slot de voedingskabel. Als alles goed gaat, start je Pi nu en krijg je een inlogprompt van Raspbian te zien. Log in met gebruikersnaam pi en wachtwoord raspberry. Voer het configuratieprogramma van Raspbian uit met

Kies eerst Expand Filesystem zodat het bestandssysteem je volledige micro-sd-kaart inneemt. Kies daarna Change User Password om het standaardwachtwoord te wijzigen.

Zorg dat Wait for Network at Boot ingeschakeld is. Bij Internationalisation Options kies je je taal, tijdzone, toetsenbordindeling en je land. Ga dan naar Advanced Options en zet onder Memory Split de hoeveelheid geheugen voor de gpu op 16 megabytes, zodat je zoveel mogelijk geheugen voor de cpu overhoudt. Schakel ook de ssh-server in onder SSH, zodat je het toetsenbord en beeldscherm niet aangesloten hoeft te houden, maar met Putty via het netwerk kunt inloggen. Ga tot slot met de Tab-toets naar Finish en antwoord No bij de vraag om nu te herstarten.

Nu hoeven we alleen nog wifi te configureren. Scan naar de aanwezige wifi-netwerken met

Achter ESSID staat de naam van het netwerk. Open daarna het configuratiebestand met

en voeg de configuratie voor je netwerk toe met regels

En

Herstart daarna je Pi met

©PXimport

Audio instellen

We gaan ervan uit dat je speakers hebt aangesloten op de 3,5mm-uitgang van de Pi en een usb-luidspreker op een usb-poort. We zorgen dat Raspbian de usb-audiodrivers eerst laadt. Open daarvoor het juiste bestand met

en zorg dat bij snd_usb_audio als index 0 staat en bij snd_bcm2835 als index 1. Zorg ook dat op de laatste regel van dit bestand bij slots eerst snd-usb-audio komt en daarna pas snd-bcm2835. Sla het bestand op met Ctrl+O en sluit nano af met Ctrl+X. Voer daarna

uit en zoek met Ctrl+W naar defaults.ctl.card. Controleer of hier en bij defaults.pcm.card als waarde 0 staat en verander dit indien nodig. Controleer nu of je met de luidspreker iets kunt opnemen. Voer daarvoor de opdracht

uit en spreek iets in. Sluit de opname af met Ctrl+C. Speel de opname daarna af met

Hoor je wat je zojuist hebt ingesproken, dan is je audio correct geconfigureerd.

Lees verder op de volgende pagina.

Nu is ons besturingssysteem klaar om Jasper te installeren.

Jasper installeren en configureren

Ga naar de juiste directory met

en voer het installatieprogramma uit met

Druk op Enter om te bevestigen dat je Jasper wilt downloaden, bevestig dat gebruiker pi het programma draait, dat je het programma in de directory /home/pi wilt installeren en kies de versie main. Herstart daarna je Pi.

Met de standaardinstellingen werkt Jasper al bijna, maar je hebt nog één ding nodig: een server-token voor Wit.ai. Log op die website in met een GitHub- of Facebook-account. Klik zodra je ingelogd bent bovenaan rechts op Settings en kopieer het Server Access Token. Voer dan op je Pi de opdracht

uit en vul wat gegevens in, zoals je naam, Gmail-adres, Gmail-wachtwoord, telefoonnummer, locatie, tijdzone enzovoort. Informatie die je niet wilt invullen, laat je gewoon open.

Vul bij stt_engine de engine witai in. Voeg ook de regels

En

toe, waarbij je uiteraard je eigen token van Wit.ai invult. Sla het bestand op met Ctrl+O en sluit het af met Ctrl+X. Herstart Jasper met

©PXimport

Debuggen

Als Jasper niet doet wat hij moet doen, is het moeilijk om te zien wat er juist misloopt. Is het omdat Jasper je accent niet verstaat, of omdat je een fout in het configuratiebestand hebt staan? Sluit daarom alle draaiende Jasper-instanties af met

en start Jasper manueel op met

Het programma toont nu zijn uitvoer en met de optie --debug krijg je nog meer informatie te zien. Als er iets mis is met het configuratiebestand, krijg je hier een waarschuwing of foutmelding te zien. En als je een opdracht inspreekt, krijg je de tekst te zien die Jasper uit je spraak herkent. Zo weet je onmiddellijk wanneer je wat duidelijker moet articuleren. Is je probleem opgelost, sluit Jasper dan af met Ctrl+C en start het programma terug op de achtergrond op met

Praten met Jasper

Wanneer Jasper start, zegt hij “How can I be of service?” gevolgd door je naam. Vanaf dan luistert je assistent naar jou. Als je “Jasper” zegt, laat Jasper een hoog biepje horen. Dan spreek je je opdracht in, bijvoorbeeld “What’s the time?”, waarna Jasper een laag biepje genereert. Daarna spreekt Jasper zijn antwoord uit. Let wel op dat je onmiddellijk na het eerste biepje je opdracht inspreekt, want Jasper wacht niet lang.

Elke opdracht die Jasper verstaat, zit in een afzonderlijke module. Standaard komt Jasper al met enkele modules, zoals de tijd, “How’s the weather”, “What’s in the news”, “What’s the meaning of life”, “Tell me a joke”, enzovoort.

Voor de integratie met Gmail vul je de variabelen gmail_address en gmail_password in het configuratiebestand ~/.jasper/profile.yml in met nano. Let op: iedereen die het micro-sd-kaartje van je Pi steelt of via het netwerk op je Pi inbreekt omdat je het standaardwachtwoord niet hebt veranderd, is zo in staat om je Gmail-wachtwoord te lezen.

Gebruik daarom authenticatie in twee stappen voor Gmail en stel een app-wachtwoord in voor Jasper, dat je in zijn configuratiebestand invult. Dit wachtwoord kun je op elk moment intrekken op https://myaccount.google.com/security. Als je Gmail-gegevens geconfigureerd zijn, vraag je aan Jasper “Do I have any email?” en antwoordt hij met het aantal ongelezen e-mails.

Ook integratie met Facebook is mogelijk: dan kun je je Facebook-notificaties opvragen of Jasper vragen wie er vandaag jarig is. En heb je Spotify Premium, dan laat je eenvoudig je afspeellijsten van Spotify door je Pi afspelen met stembesturing. Beide modules vereisen wel wat meer configuratie, we verwijzen daarvoor naar de documentatie van Jasper.

Pocketsphinx, een andere speech-to-text-engine

We hebben nu met de standaard speech-to-text-engine (STT) Wit.ai gewerkt, omdat die eenvoudig te activeren is. Een nadeel is dat die al je spraak over internet stuurt naar de servers van Wit.ai, wat vanuit privacystandpunt niet aan te raden is. Bovendien levert het sturen van je spraak over internet ook een vertraging op. We tonen hier daarom hoe je naar een offline stt-engine overschakelt, Pocketsphinx. Let wel op: die herkent iets minder goed spraak dan Wit.ai.

Ververs eerst de pakketbronnen van Raspbian met

Installeer daarna Pocketsphinx en de Python-module voor Pocketsphinx met

Daarna dienen we enkele afhankelijkheden zelf te compileren. Dat is nogal een omslachtig proces. We verwijzen daarvoor naar de documentatie van Jasper, maar niet alles klopt meer. Volg eerst de uitleg onder het kopje ‘Installing CMUCLMTK’.

Download nu OpenFST 1.3.4 met de opdracht

En installeer het met

Download dan m2m-aligner 1.2 met

Pak het uit met

Open de directory en compileer het met

Ga terug naar de home-directory met

en download mitlm 0.4.1 met

Pak het uit met

Ga in de directory met

configureer het pakket met

en installeer het met

©PXimport

Ga terug naar de home-directory met

en download Phonetisaurus 0.8.1 met

Pak het bestand uit met

Ga naar de juiste directory met

en compileer Phonetisaurus met

Maak ondertussen maar een wandeling met de hond, want het compileren duurt een tijdje. Ga dan terug naar de home-directory (met cd) en kopieer enkele gecompileerde bestanden met

Download dan het Phonetisaurus FST-model met

en pak het uit met

Ga daarna naar de uitgepakte directory met

en bouw het FST-model met

Ga daarna terug naar de home-directory en geef de uitgepakte directory een andere naam met

Je bent nu eindelijk klaar met de installatie van Pocketsphinx! Pas daarna in ~/.jasper/profile.yml de stt-engine aan door de regel

Voeg ook de regel

En daaronder

toe. Sla op met Ctrl+O en sluit nano af met Ctrl+X. Start Jasper nu opnieuw, waarna je spraakassistent werkt zonder je spraak het internet op te sturen. Het heeft dus wat moeite gekost, maar daar krijg je wel wat voor terug!

Jasper ondersteunt dus meerdere speech-to-text engines. Drie daarvan sturen wat je tegen Jasper zegt door over internet om de spraak daar te analyseren en de herkende tekst terug te sturen. De engine van Wit.ai werkt met het Wit.ai-platform dat spraakherkenningsalgoritmes door crowdsourcing traint. De engine van Google is dezelfde als die je op Android gebruikt als je “OK, Google” zegt. En de engine van AT&T bouwt voort op de diensten van het gelijknamige telecommunicatiebedrijf.

Als je niet wilt dat anderen in principe kunnen meeluisteren in je woonkamer naar wat je tegen Jasper zegt, laat je deze engines links liggen. Maar toevallig zijn het wel de engines die het beste werken. Wil je een offline stt-engine, dan is Pocketsphinx de eerste keuze. Deze opensource-engine werkt snel en is geoptimaliseerd voor systemen met weinig processorkracht zoals de Raspberry Pi.

De spraakherkenning is wel duidelijk minder goed dan die van de online engines. Een andere offline engine is Julius. Die dien je echter met je eigen akoestisch model te trainen, wat nogal een complexe taak is.

Een andere stem voor Jasper

De stem van Jasper klinkt standaard nogal robotachtig. Dat is de verantwoordelijkheid van de standaard text-to-speech engine die Jasper gebruikt, espeak. Gelukkig is het kiezen van een andere text-to-speech-engine niet zo’n lijdensweg als de installatie van Pocketsphinx. De SVOX Pico tts-engine installeer je eenvoudig met

Ook de configuratie is eenvoudig. Open het bestand ~/.jasper/profile.yml met nano en voeg de regel

toe. Sla het bestand op met Ctrl+O en sluit nano af met Ctrl+X. Als je nu Jasper opnieuw start, krijg je een veel menselijker klinkende stem te horen. Bovendien hebben we nog altijd het voordeel Jasper zijn uitgesproken woorden niet over internet stuurt, zodat je spraakassistent je privacy garandeert.

Een schoonheidsfoutje is dat de stem van de Pico-tts-engine vrouwelijk is en onze spraakassistent nog altijd naar de mannelijke naam Jasper luistert. In Jasper 1.6 zal de naam eenvoudig te veranderen zijn.

Jasper ondersteunt maar liefst acht text-to-speech engines. Is je privacy je lief, dan vallen verschillende al af omdat ze online werken en de tekst die Jasper naar spraak wil omzetten naar een server sturen. Het zijn wel de tts-engines die de beste spraakherkenning hebben.

Google TTS gebruikt dezelfde text-to-speech-api als die van nieuwere Android-apparaten. De spraaksynthese gebeurt op servers van Google. Ivona TTS werkt met de Ivona Speech Cloud van Amazon, die we ook van in de Kindle Fire kennen. Ook hier gebeurt de spraaksynthese online. MaryTTS werkt ook met een server, maar het voordeel is dat de server opensource is en dat je ze op je eigen machine kunt installeren. Voor de Raspberry Pi is het programma echter nogal zwaar.

Maak je gebruik van een publieke MaryTTS-server, dan is je privacy uiteraard niet gegarandeerd. Tot de offline engines behoren eSpeak, Festival en Flite, die nogal robotachtig klinken. SVOX Pico TTS is de engine die in Android 1.6 gebruikt werd en heeft een vrij goede kwaliteit. Draai je Jasper op een Mac, dan kun je ook Mac OS X TTS inzetten, die de say-opdracht van macOS aanroept.

Met een prijskaartje van 399 euro is de Dyson V8 Cyclone een van de meest betaalbare draadloze steelstofzuigers van het Britse merk. Je haalt hiervoor een redelijk compacte maar krachtige huishoudhulp in huis, die een aantal duidelijke kanttekeningen heeft.

De Dyson V8 heeft een nieuw ontwerp gekregen. Weg is de trekker die je constant moet indrukken om het apparaat te laten zuigen. In plaats daarvan beschikt hij voortaan over een handige aan-uitknop. Daarnaast zit een moduswisselaar, die met verschillende kleuren aangeeft welke zuigstand je gebruikt. Opvallend is ook dat Dyson voor de V8 Cyclone geen spannende kleuren voor de plastic onderdelen gebruikt. In plaats daarvan zien we een combinatie van kaki, rood, grijs en zwart; het geheel valt daardoor minder op.

©Wesley Akkerman

De nieuwe Dyson V8 Cyclone

De nieuwe V8 levert 30 procent meer zuigkracht en een 50 procent langere accuduur. In de laagste zuigstand houdt hij het tot 60 minuten vol. Helaas ontbreekt een handig lcd-scherm (dat wel op duurdere modellen zit) voor de resterende accutijd; ook hier moet je het doen met iets te simpele led-indicators. Onderop zit een nieuwe vloerzuigmond, die Dyson de 'Motorbar' noemt. Die moet dankzij het gebruik van speciale kammetjes effectief zijn tegen vastzittende haren, maar de stofzuiger moet het verder ook zonder moderne functies doen zoals lasers of stofsensoren.

Met slechts 2,7 kilogram is de Dyson V8 Cyclone lekker licht en wendbaar, waardoor je moeiteloos vloeren en zelfs hoekjes op het plafond schoonhoudt. Het stofreservoir (540 milliliter) heeft een handig uitwerpsysteem waarbij je het vuil niet hoeft aan te raken. Toch zijn we niet helemaal tevreden over alle eigenschappen van de zuigmodule. Het handvat is namelijk smal en klein, waardoor je grip bij langer gebruik oncomfortabel is. Ook kan het bij je duim gaan schuren. Dit is waarschijnlijk de minst ergonomische Dyson die we op de redactie hebben getest.

©Wesley Akkerman

Dyson V8 Cyclone in de praktijk

Gelukkig biedt de Dyson V8 Cyclone met 297 air-watts in de Boost-stand een flinke verbetering in zuigkracht (ten opzichte van zijn voorganger). De standaardmodus levert 79 aW en dat is voor ons ruim voldoende voor dagelijkse taken. Vooral het vloerkleed moet eraan geloven: haren, kruimels en ander vuil worden daar moeiteloos uit gezogen. Op hardere vloeren stelt de Cyclone eveneens niet teleur, al valt er wel één ding op. Wanneer je de stofzuiger oppakt nadat je bijvoorbeeld wat kruimels of korrels opzuigt, kan het zijn dat er een paar uit de mond vallen.

Daarnaast missen we een zachte(re) borstel op de Dyson V8 Cyclone. De huidige zuigmond ratelt namelijk hard over de vloer, wat niet zo prettig is voor (onder)buren in een flat- of appartementsgebouw of slapende kinderen. En dat terwijl de motor zelf stiller is dan verwacht. Gelukkig neemt de zuigmond moeiteloos allerlei soorten haren op en raken die niet in de borstel verstrengeld. Ook goed om te weten: de Cyclone past zijn zuigkracht niet automatisch aan, zoals duurdere modellen dat wel doen, waardoor je dat dus zelf in de gaten moet houden. Geen groot probleem, maar toch.

©Wesley Akkerman

Batterij en accessoires

Zoals gezegd gaat de batterij maximaal een uurtje mee wanneer je de zuinigste modus inschakelt. Anders moet je rekening houden met ongeveer een halfuur in de normale stand. Zet je de Boost-modus aan en laat je die aanstaan, dan is het binnen tien minuten wel gedaan. Geen vreemde scores als je kijkt naar het formaat en de behoorlijk indrukwekkende zuigkracht. Een groot pluspunt is daarnaast dat je de accu kunt verwisselen. Daardoor kun je de levensduur aanzienlijk verlengen door mettertijd een nieuwe batterij aan te schaffen.

Je krijgt trouwens twee accessoires bij aanschaf van de Dyson de V8 Cyclone: een kierenzuiger en een gemotoriseerde miniborstel. Hoewel dat misschien wat karig lijkt vergeleken met eerdere modellen, zijn oude V8-hulpstukken compatibel (mocht je die nog hebben). In de praktijk blijkt de basisset echter compleet genoeg. De kierenzuiger werkt goed voor meubels en lastige hoeken, terwijl de miniborstel onmisbaar is voor trappen, matrassen en bekleding. Ondanks het beperkte pakket biedt de stofzuiger dus voldoende opties voor de meeste huishoudens.

©Wesley Akkerman

Dyson V8 Cyclone kopen?

De Dyson V8 Cyclone is een geslaagde steelstofzuiger voor wie krachtige prestaties zoekt zonder overbodige luxe. Vooral op tapijt en bekleding komt hij sterk naar voren, en ook het verwijderen van haren gaat hem goed af. Het harde, smalle handvat en de wat stugge vloermond voelen niet altijd even prettig aan, maar dat past deels bij de prijsklasse. Jammer is ook het ontbreken van een lcd-display met handige informatie, al is dat net als het gebrek aan een automatische zuigstand goed te overzien. Alles bij elkaar is dit een betrouwbaar basismodel dat doet wat hij moet doen.

In de winter loopt de energierekening al snel op. De droger gaat vaker aan omdat de was buiten niet droogt, en omdat we vaker thuis koken en eten gaat ook de vaatwasser vaker aan. Ook de wasmachine draait op volle toeren, want nat weer en dikke kleding leveren extra was op. Hét moment dus om even stil te staan bij het energieverbruik van deze drie apparaten. Met wat kleine aanpassingen zorg je voor een zichtbaar (gunstig!) verschil op je stroomrekening.

Slim plannen loont

Wie een slimme meter of dynamisch energietarief heeft, kan precies zien wanneer stroom het goedkoopst is. Door het programma van je wasmachine, droger of vaatwasser daarop af te stemmen, draai je letterlijk op de voordeligste momenten. Veel moderne apparaten hebben een startuitstelknop, waarmee je eenvoudig plant dat een was 's nachts of vroeg in de ochtend klaar is.

Heb je geen dynamisch contract, dan is het slim om eerst te kijken of jouw leverancier een piek- en daltarief hanteert. Bij een dubbeltariefmeter geldt het lagere tarief meestal alleen tussen ongeveer 23.00 en 07.00 uur, niet standaard in het weekend. Even checken bij je energieleverancier voorkomt verrassingen.

Wassen op lagere temperatuur

De grootste energiebesparing zit in de temperatuur van het waswater. Een was van 30 graden is meestal voldoende schoon, zeker met de huidige wasmiddelen die ook bij lage temperatuur goed werken. Alleen bij sterk vervuilde was of handdoeken kan een hogere stand nodig zijn. Een wasbeurt op 60 graden of af en toe een machinereiniger houdt de trommel fris en voorkomt vetluis - een kookwas op 90 graden is bij moderne machines niet meer nodig.

Een andere eenvoudige stap is de wasmachine pas te laten draaien als hij goed vol is. Een halve was verbruikt bijna evenveel energie als een volle: zonde. Ook de juiste dosering helpt: te veel wasmiddel kan op den duur zeepresten achterlaten, waardoor de machine harder moet werken.

Droger of droogrek?

De droger is een onmisbare hulp in de winter, maar verbruikt veel stroom. Centrifugeer je was daarom eerst op de hoogste stand, zodat er minder vocht overblijft. Hoe droger het de trommel ingaat, hoe korter het droogprogramma duurt. Warmtepompdrogers verbruiken het minst stroom, al bespaar je nog meer door de was af en toe op te hangen. In een goed geventileerde kamer, bijvoorbeeld bij de verwarming, droogt het prima zonder dat je ernaar hoeft om te kijken.

De vaatwasser slim inzetten

Een vaatwasser verbruikt vooral energie om water te verwarmen. Kies daarom het eco-programma: dat duurt wat langer, maar gebruikt minder stroom en water doordat het water op lagere temperatuur wordt verwarmd. Grote etensresten kun je beter even wegschrapen, maar spoel servies niet voor onder de kraan - dat is onnodig en verspilt warm water. Licht aangekoekte pannen en schalen vormen voor moderne vaatwassers echt geen probleem.

Wie zonnepanelen heeft, kan de vaatwasser het beste overdag laten draaien, zodat de stroom direct uit eigen opwekking komt. Ook hier geldt dat een startuitstelknop handig is: je plant eenvoudig in dat het programma start zodra de zon op het dak staat.

Onderhoud maakt echt verschil

Goed onderhoud klinkt saai, maar heeft een direct effect op het energieverbruik. Een verstopt filter, kalk in de sproeiarmen of pluis in de droger laten apparaten harder werken dan nodig. Zet ze af en toe op een onderhoudsprogramma of gebruik een speciale reiniger. Dat voorkomt niet alleen geurtjes, maar zorgt ook dat de machine weer zo goed (lees: zo zuinig) mogelijk zijn werk kan doen.

Kleine aanpassingen, harde euro's

Energie besparen is vooral een optelsom van gewoontes. Door slimmer te plannen, de juiste temperatuur te kiezen en je apparaten schoon te houden, daalt het verbruik ongemerkt. En misschien nog belangrijker: je verlengt de levensduur van apparaten die het dagelijks zwaar te verduren hebben. Daarmee bespaar je ook op de langere termijn.