Papierrechner

Published: Feb. 5, 2015, 7:30 a.m.

Joachim Breitner veranstaltete im FabLab Karlsruhe einen Workshop auf dem er unter anderem seinen Taschenrechner auf Papier vorstellte. Den Rechner hat er mit einem speziellen Digitalstift realisiert, dessen genaue Funktionsweise analysiert wurde. Im Workshop ging es speziell um den Tiptoi-Stift, der auf dem Papier ein fast unsichtbares Punktemuster analysiert. Dieses Punktemuster macht das Papier zu digitalem Papier. Hier werden immer im Code 16 Punkte zu einem Block zusammengefasst, von denen die Punkte am linken und oberen Rand zur Erkennung, und die restlichen neun Punkte die eigentliche Information als Zahl mit Pr\xfcfbits beinhalten. Dabei entsprechen vier Punkte etwa einem Millimeter und daher sind die Muster, die sich auf den aktiven Bereichen wiederholen, mit dem Auge kaum zu erkennen. Die Funktionen des Stifts werden als GME-Dateien wie auf einen USB-Stick kopiert, und diese konnten in einem l\xe4ngeren Prozess zum Gro\xdfteil analysiert werden. Zun\xe4chst wurden die im freien Ogg Vorbis-Format kodierten Tondateien gefunden, die \xfcber eine einfache Substitutions-Chiffre verschleiert wurden. Im Folge der weiteren Analyse wurden die Programme zu den Papiermustern gefunden, und aus diesen konnte die Maschinensprache der Stifte im Gro\xdfteil bestimmt werden. Das System reagiert auf gescannte Codes, und kann dann verschiedene Aktionen wie das Abspielen von Audio, Variablen setzen, Rechnungen durchf\xfchren und Variablen abfragen. Ein R\xe4tsel verblieb, warum die berechneten Werte aus den Papiercodes nicht mit den Kennungen in den Programmen \xfcbereinstimmten. Dies konnte man durch Wechsel des Stifts in einen Debug-Modus durch Dr\xfccken der Minus-Taste beim Anschalten und anschlie\xdfend der Plus-Taste nachvollziehen, denn dann liest der Stift die in der Maschinensprache verwendeten Codes auf Chinesisch vor. Zum Verst\xe4ndnis braucht man da nur eine Tabelle der chinesischen Zahlen von 1 bis 10. Aber auch diese Zuordnung konnte inzwischen analysiert und gel\xf6st werden. Damit k\xf6nnen nun komplett eigene Seiten mit Papier-Code und zugeh\xf6rigen GME-Programmen von jedem selbst erstellt werden, dazu wurde das tttool entwickelt, mit dem sowohl die Programme in einer speziellen Sprache, wie auch die zugeh\xf6rigen Punktemuster erzeugt werden k\xf6nnen. Das Erstellen druckbarer Seiten erfordert dann nur noch ein geeignetes Grafikprogramm und passende Hintergrundbilder, wie Joachim Breitner im Gespr\xe4ch mit Sebastian Ritterbusch darlegt.