本文发表于《大众科学》的前博客网络,仅反映作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点
今年秋天去电影院观看《万物理论》的观众们,得以一窥物理学家史蒂芬·霍金为阐述他对黑洞的本质、空间和时间的开创性见解而克服的挑战。周二,世界将了解到新技术如何让这位科学家和作家继续与世界分享他的发现,同时他也在与退行性运动神经元疾病作斗争,这种疾病在过去五十年里已经削弱了他的沟通能力。
长期以来,霍金一直使用自愿抽搐脸颊肌肉的方式,一次一个字符地组成词语和句子,这些词句通过连接到他电脑的语音生成设备表达出来。他的每一次轻微的动作都能停止一个光标,这个光标会不断扫描科学家面前屏幕上的文本。随着霍金因肌萎缩性脊髓侧索硬化症(ALS)而日益丧失能力,近年来他的沟通速度已降至每分钟仅一个单词。
据英特尔公司称,与芯片制造商英特尔的研究人员合作,提高了霍金的打字速度,同时使他能够更快地执行常见任务(如浏览网络、电子邮件和文档),速度提高了10倍。关键是定制软件,它简化了他与当前使用的技术的交互,包括用于Skype通话的前置摄像头平板电脑。
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英特尔首席工程师兼项目负责人拉玛·纳赫曼说,英特尔的升级让霍金受益于更先进的系统与内置于软件中的更好预测功能的结合,使他能够为常见活动输入更少的命令。更具体地说,英特尔采用了伦敦应用程序制造商SwiftKey的新词语预测器,该预测器可以在打字时自动完成单词,预测短语或句子中最常用的下一个词语。纳赫曼说,该软件还可以从个人用户那里学习,使其能够“显著减少史蒂芬构建单词所需的点击次数”。她补充说,这位物理学家现在只需要输入所有字符的20%,系统就可以完成他的想法。
新软件补充了他的其余硬件设备,其中包括轮椅下方的一个黑匣子,里面装有音频放大器、稳压器和一个USB硬件密钥,该密钥接收来自霍金眼镜上的红外传感器的输入。当他抽搐脸颊时,传感器会检测到光线的变化。一个硬件语音合成器位于椅子背面的另一个黑匣子中,并通过基于USB的串行端口接收来自计算机的命令。
升级霍金支持基础设施的关键是纳赫曼和她的团队多年来观察这位科学家如何使用他可用的技术,了解他如何编写文档或电子邮件、发表演讲、搜索网络和阅读PDF。“如果你正在使用Microsoft Word,史蒂芬经常使用它,那么你最常使用几组功能——打开新文档、保存、编辑等等,”纳赫曼说。“我们为他的系统添加了许多上下文菜单以加快使用速度,因此他只需单击一下即可选择一个,而不必先移动鼠标,然后移动到菜单,然后再选择一个选项。”以前可能需要他多达15个步骤的操作现在只需要五个或更少。
英特尔设计的霍金升级版专门用于与他的设备配合使用。纳赫曼说,他不想要一个新系统,这意味着新的眼球追踪方法被禁止使用,脑电图(EEG)也是如此,它可以将大脑活动转化为简单的命令。该公司表示,研究人员目前正在研究一种手势识别系统,该系统可以识别他们希望引入霍金的多种面部表情,尽管该技术仍处于研究阶段。
英特尔在开发霍金新界面计划中的一部分是下个月向软件开发人员免费发布公司的开源软件。这将使其他程序员能够以使其成为对其他与运动神经元疾病和四肢瘫痪作斗争的人有用的界面的方式调整代码。