为了让霍金说话,科技界也都是蛮拼的

21 岁的时候就患上肌萎缩侧索硬化症的霍金,1985 年再度惨遭不幸,因患肺炎做了穿气管手术,被彻底剥夺了说话的能力,演讲和问答只能通过语音合成器来完成。在这之后,为了让大师能够再开金口,整个科技界都是蛮拼的。

1997 年,Intel 的联合创始人 Gordon Moore 第一次见到霍金,发现后者使用的用于沟通交流的计算设备用的是 AMD 的处理器。后面的故事,你应该也猜到了。对滴,就是这样,“你介意换一台真正的计算器么?”

开关输入法

20 世纪 80 年代的所有渐冻人一样,霍金最初使用的也是 Waltosz 开发的软件 Word+,最初运行在 Radio Shack TRS-80 家用电脑上,后来则转到了 IBM PC、苹果的 MacWindows 电脑。来自英国剑桥的 David Mason 把这套设备安装到了轮椅上,霍金可以使用一种特制的开关来输入内容与人沟通。

使用 Word+,光标会在屏幕上一行一行的扫描,经过某个单词或者字母时,霍金按下开关,单词或者字母会显示在屏幕下方。这个步骤会一直重复进行,直到凑出整个句子。接下来语音合成器会将句子念出来。

据说,霍金是用该种扫描式输入法的速度最快的三个人之一(另外两个一个是开发者本人,一个是开发者的好朋友),每分钟能打出来 15- 20 个词。对于写稿来说倒是足够了,但与人交流的时候,还是很不方便的。

接下来的很多年,霍金都是一次操作两台电脑,分别在左右两边控制,一台写稿,一台与人沟通,知道后来 Waltosz 增加了聊天视窗,霍金仅需要在一台电脑上切换不同模式。

再后来 Waltosz Word+ 版本里做了改版,把选中的单词或者字母放在屏幕上方,而下方则用来存储常用的输入内容。

Waltosz 2011 年卖掉了 Word+,这期间也是一直由 Intel 负责维护霍金的轮椅和通讯设备了。两年为一个周期,Intel 坚持为霍金升级更新电脑。

面部输入法

其实,在 2008 年,霍金的疾病加剧,手已经很虚弱了,无法按下开关。他的助理研发了新设备来帮助大师重新“开口说话”。他在霍金的眼镜上,安装了负责侦测肌肉活动的红外线发射器及侦测器。当他动下肌肉时,在前面的屏幕上就会出现字幕,每屏 6 个,当是他需要字母时,再动下,屏幕上就会出现这个字母开头的单词,再动一下就能选中需要的字母。据说使用这种输入法,霍金每分钟可以讲 5-6 个单词。

不过,近几年,霍金疾病加剧,难以控制下巴抽搐,与外界交流的速度明显减慢,每分钟只能说一个词。2012 年,Intel 再度出手,想帮助霍金回复之前的交流速度。

这次与 Intel 的专家交流时,霍金使用的仍然是 Word+ 的软件 EZ Keys,已经多年没有升级了,20 分钟只能打出了 30 个单词。专家们只能从硬件入手,开始解决这个难题了。

脑电波输入法

Intel 的专家想到了面部动作识别,不过,霍金的肌肉已经不太灵活了。眼球追踪尝试,但大师的眼睑已经下垂。

他们想到了脑电波。其实,除了 Intel 这条主线,关心大师沟通问题的人还有不少,2012 年的时候,美国的脑神经科学家改造了霍金的睡眠头带,并把他变成了一款脑电波读取设备 iBrain。头带上安装了火柴盒大小的传感器,字母在屏幕闪现,当霍金想选中单词时,停止大脑的反应,设备就可以监测、提取出来,选中这个字母或者单词。这种装置已经在霍金本人身上开始检测。不过,你也想到了,信号读取的准确性还不那么强,很多时候,都会误选成附近的字母或者单词。

交互系统工具包 ACAT

在观察了霍金一段时间后,2012 年,专家们开始了正式的大规模改造。成果就是今天 Intel 刚刚公布的针对残障人士的开发的交互系统工具包 ACATAssistive Context Aware Toolkit,辅助情境感知工具包)。

ACAT 整合了滑动手势输入法 SwiftKey,并支持用户通过眨眼、眉毛的动作等进行交互操作。SwiftKey 由同为数学天才的一对朋友 Jon Reynolds Dr Ben Medlock 2008 年创立的,具备联想功能,可在用户输入时预测单词和短句。SwiftKey 还有一项滑行输入功能 SwiftKey Flow,用户只需要在要录入单词的几个字母之间滑行,系统词库就能把需要的单词给找出来,无需考虑顺序、排列、冗余甚至无需考虑多输入进去的字母。使用该输入法,霍金的打字速度提高了一倍,并使其从事普通任务的效率提高了十倍。

喜大普奔的是,Intel 决定把这套工具包开源,时间很可能就在下个月。这也意味着全球 300 万渐冻症患者或者四肢残疾瘫痪的病人,可以操作电脑了。

其实,除了 ACAT 系统,Intel 今年下半年还发布了他们为霍金量身打造的联网轮椅,可以从用户身上收集生物信息、医疗信息,并进行分析。同时,还能帮助霍金导航到目的地。

霍金三十年

虽然霍金与 Intel 的故事缘起 AMD 处理器,虽然这些年霍金也成为了 Intel 谈情怀讲故事的一个点,但近二十年来 Intel 为了让大师更好的与外界沟通交流也是煞费苦心。科技用于增强非正常人的能力,提升正常人的体验,才会更有意义。

霍金的这三十年,其实也是科技发展的三十年,从最初的开关到现在脑电波监测,从最初的单字母输入到现在联想、乱码输入,正式输入法交互的演变,无一不是科技的进步。

今年已经 72 岁的霍金,已经与疾病抗争了 50 多年,对于大家的努力也是心存感激,他也曾在博客中写道,“一个人的声音非常重要,如果你发音含糊不清,人们就会认为你精神上有问题、有缺陷”。即使在耄耋之年,还发表了《大设计》(The Grand Design)、《我的简史》(My brief history)等著作。

不管大师还能走多久,但科技永不止步,人类的探索也永无止境。

比如,Wadsworth Center 的脑损伤研究者 Jonathan Wolpaw 最近正在开发计算机-大脑用户界面系统,这套系统可以让瘫痪的人,通过电脑屏幕有与亲朋好友沟通,操作也及其简单,第一步,戴上类似泳帽一样的脑波信号收集器;第二步,让她在一堆字母中,集中注意力于其中一个,于是一个字母就会显示在屏幕上。虽然现在打字速度还比较慢,但这也代表了交互越来越简单越来越自然的趋势。


想想三星正和美德州大学合作开发用意念控制平板的技术、芝加哥康复中心研发出了全球首个意念控制义肢Tomonori 和他的猫耳朵Neurowear Necomimi ,“存在即感知、感知即交互”还远吗?

特别说明

由于众所周知的原因,本博客以往文章的图片无法显示,请谅解。

标签

生活纪实 (191) 感想 (114) ingress (54) 软件 (49) 小诗 (35) 梦境 (28) 教程 (21) 科幻 (21) 体会 (20) 杭州 (11) blogger (5) wordpress (5) Google adsense (4) Google voice (3) Chrome (2) Tensorflow (1) 谷粉 (1)

博客归档