Geniální fyzik se učí s PC: Hawking dostal nový systém a starý hlas

aktualizováno 
Společnost Intel přišla s novým systémem, který Stephenu Hawkingovi umožňuje komunikovat s okolím nebo brouzdat po internetu navzdory paralyzující nemoci. Odborníci museli sestavit systém, který předvídá, co chce fyzik říci, a zároveň se podobá systému, na který je Hawking za desítky let už zvyklý.

Nový systém využívá prediktivního psaní společnosti SwiftKey a učí se nejen z současných, ale i minulých textů slavného fyzika. Hawking tak může časté fráze psát mnohem jednodušeji, stačí je vybrat poté, co je systém nabídne. Když napíše slovo „the“, nabídne se mu automaticky mezi prvními slovo „black“, následované slovem „hole“, což autorovi známému díky studiu černých děr ušetří přibližně minutu jen při psaní této jednoduché fráze.

Fotogalerie

Firma Intel plánuje celý systém ACAT (Assistive Context Aware Toolkit) zpřístupnit vývojářům, a dát tak možnost jeho rozvoje pro další formy postižení. Vývoj systému pro Hawkinga na míru nebyl jednoduché. Nešlo jen o to navrhnout použitelnou a inteligentní predikci, ale také zachovat alespoň částečně způsob ovládání z předchozích verzí. Hawking už přesně věděl, co od svého systému může očekávat.

Odkázán na řečový syntetizátor

„Měl jsem štěstí, přišel jsem o hlas na počátku éry osobních počítačů,“ říká populární astrofyzik a jeden z nejznámějších vědců současnosti. Známý je nejen zkoumáním černých děr, ale také jako autor populárně naučných knih přibližujících teoretickou fyziku laikům. Jako jednoho z mála teoretických fyziků jej veřejnost zná nejen podle tváře, ale i podle hlasu.

ALS

Amyotrofická laterální skleróza

ALS je nevyléčitelné progresivní neurodegenerativní onemocnění, které se projevuje postupnou ztrátou nervových buněk.

V Česku touto vzácnou chorobou nyní trpí asi 600 lidí, ve světě pak okolo 420 tisíc.

Poslední tři desítky let ovšem hlas Stephena Hawkinga není hlas, se kterým vyrůstal. Během studia na vysoké škole Hawkinga, mladého sportovce a nadšeného studenta, začaly trápit nečekané zdravotní problémy. Lékaři mu v roce 1963 oznámili, že trpí nevyléčitelnou nemocí motorických nervů, které se říká amyotrofická laterární skleróza. Brzy byl upoután na vozíček, navzdory prognóznám však přežil svou vlastní smrt a nadále mu fungoval mozek. V roce 1985 přišel po prodělaném zápalu plic definitivně o hlas.

Od kartiček po osobní počítače

Zpočátku komunikoval Stephen Hawking s okolím pomocí kartiček, písmena označoval pomocí zdvihnutého obočí. Jeho kolega mu však našel pomoc ze společnosti Words Plus, kde mu sestavili první syntetizátor hlasu. Počítač Apple II namontovaný na jeho vozíček mu umožnil sestavovat věty rychlostí 15 slov za minutu (což je přibližně poloviční rychlost oproti pomalému psaní na klávesnici). Ovladač měl Hawking u palce.

To bylo před třiceti lety a hlas Stephena Hawkinga za tu dobu slyšel snad každý, od jeho studentů přes státníky a akademiky až po diváky seriálu Simpsonovi. Od té doby ovšem nerv, kterým ovládá palec, postupně degradoval. V roce 2008 už Hawking komunikoval pouze rychlostí dvou slov za minutu. Jediný ovladač, který jej pojí se světem, je připevněn k jeho brýlím a pomocí infračerveného paprsku měří svaly na tváři.

Stephen Hawking ovládá počítač pomocí pohybů tváře.

Stephen Hawking ovládá počítač pomocí aktivace obličejových svalů.

V péči společnosti Intel je Hawking od roku 1997. Spoluzakladatel společnosti zabývající se nejen vývojem procesorů jej oslovil na konferenci. Všiml si, že fyzik používá stroj s procesorem AMD a nabídl mu, že mu zajistí „skutečný počítač“. Od té doby Intel každé dva roky dodává slavnému vědci nový systém (exkluzivní reportáž přinesl magazín Wired).

Poté, co přijel tým z Intelu za Hawkingem do Británie, zjistili, že práce bude složitější, než si mysleli. Asi dvacet minut poté, co Hawkingovi vysvětlovali svůj koncept, ozval se syntetický hlas a fyzik promluvil.

Hawkingovi na komunikaci záleží, nechce ji šidit

Tým společnosti SwiftKey (Stephen Spencer, Joe Osbourne), Hawkingův osobní...

Tým společnosti SwiftKey (Stephen Spencer, SwiftKey, Joe Osbourne, Swiftkey), Hawkingův osobní asistent a Lama Nachmanová z Intelu

„Přivítal nás a vyjádřil, jak rád je, že jsme tam s ním. Aniž bychom si toho všimli, celou tu dobu, co jsme mluvili, psal. Trvalo mu asi 20 minut, než napsal těch třicet slov,“ vzpomíná Pete Denman. „.Úplně nás to vykolejilo, bylo to dojemné. Uvědomili jsme si, že to bude mnohem větší oříšek, než jsme si mysleli.“

Tým Intelu prozkoumal několik nadějných, ale slepých uliček. Zkusili třeba vzít v potaz výraz Hawkingovy tváře nebo sledování pohybu očí, ale přestože při předběžných testech vypadaly tyto technologie slibně, v případě Hawkinga a jeho postižení nebyly účinné. Kamery nedokázaly spolehlivě sledovat směr Hawkingova pohybu, především kvůli nekontrolovatelnému mhouření očních víček. Stejně tak selhaly i pokusy ovládat počítač přes EEG čapku, která by sledovala jeho mozkovou aktivitu. Jediné, co zůstalo, byl senzor na tváři, a vývojáři museli pracovat s tím, co měli.

Inženýrka Lama Nachmanová ze společnosti Intel vedla tým specialistů...

Inženýrka Lama Nachmanová ze společnosti Intel vedla tým specialistů vyvíjejících nový systém ovládání a komunikace pro Stephena Hawkinga.

„Pochopili jsme, že po nás nechce jen rychlejší komunikaci, ale chce také lépe ovládat počítač,“ říká Lama Nachmanová ze společnosti Intel. Dokud měl totiž Hawking pod kontrolou svůj palec, mohl pomocí předchozího nástroje EZ Keys ovládat i prohlížeč Firefox nebo poznámkový blok.

„Hawking je trpělivý natolik, že si může dovolit být perfekcionista. Záleží mu na každém písmenku a každé čárce.“

Jeden z problémů předchozího systému byla i nemožnost snadného zrušení předchozí volby. Při výběru písmene napřed Hawking vybral řádek, poté konkrétní písmeno. Často se netrefil a vybral písmeno vedlejší. To nesmírně zdržovalo. „Je pro něj opravdu důležité, aby zaznělo přesně to, co chtěl říci, a aby byla správně každá čárka,“ myslí si Nachmanová. „Naučil se být trpělivý natolik, aby si mohl dovolit být perfekcionista. Nechce jen něco říct, chce to říct dokonale.“

Tlačítko Zpět, které do ovládacího rozhraní přibylo, ovšem zase muselo zmizet. Hawking si na něj nezvykl, mátlo jej a dělal kvůli němu více chyb. „Je to jeden z nejchytřejších lidí na světě, ale nesmíme zapomínat, že nikdy nebyl vystaven moderní technice,“ připomíná Denmanová. „Nikdy nemohl používat iPhone. Učili jsme nejslavnějšího a nejchytřejšího 72letého dědu, jak zacházet s počítači.“

Jak předvídat, co řekne génius?

Inženýři věděli, že jedním z řešení může být predikce na základě kontextu. Uživatelé ji znají třeba z telefonů, kde pomáhá rychleji psát na dotykové obrazovce. Podle již napsaných slov systém odhaduje, jaké další slovo chcete napsat, a s každým dalším dotykem informaci zpřesňuje. Nemusíte se navíc úplně přesně trefit do daného tlačítka, algoritmy si poradí s řadou nepřesností.

Klávesnice Swiftkey na naší ukázce:

Ale spoléhat na predikci byl pro Hawkinga zcela nový úkol. „Sestavili jsme Stephenovi verzi na míru, adaptovanou pro problémy, se kterými se vypořádává,“ uvedl Joe Osborne z firmy SwiftKey, která se na vývoji zařízení pro Stephena Hawkinga podílela. Vývojáři zjistili, že chyby a překlepy profesora Hawkinga jsou úplně jiné, než jakých se dopouští uživatel mobilního telefonu. 

Na nový počítač není jednoduché si zvyknout. Zvlášť když je vám přes 70 let.

Na nový počítač není jednoduché si zvyknout. Zvlášť když je vám přes 70.

Ladění systému ASTER trvalo mnoho měsíců. „Hawkingův asistent použil slovo ASTER-mučení, a profesor se té frázi smál,“ vzpomíná Denmanová. Nový systém byl mnohem lepší, než ten starý, ale Hawking se s tím starým tak sžil, že předvídal, jaká slova mu nabídne. U nového systému, který pokaždé nabízel jiná slova podle kontextu, nevěděl dopředu, kolikáté slovo bude vybírat.skupinou uživatelů jsou nepřesní rychlíci, mají problém s pravopisem a píšou hlavně SMS nebo tweety,“ píše Sarah Rowley ze Swiftkey. „Profesor Hawking má naopak výborné znalosti pravopisu a píše dlouhé knihy nebo přednášky.“

Další kapitolou, nezávislou na ovládacím rozhraní, byl syntetický hlas. Přestože lze dnes zakoupit (či dokonce jen stáhnout) desítky velmi dobrých syntetických hlasů často k nerozeznání od těch lidských, Hawking si chtěl nechat ten hlas, kterým mluví od roku 1988. Vývojáři nakonec zálohu tohoto programu našli, přestože firma Speech Plus, která jej vyvinula, prošla od té doby dvěma akvizicemi.

Spisovatel Hawking

Stephen Hawking napsal řadu knih, které najdete v českém překladu na Knihy.iDNES.cz

Hawking tak i s nejmodernějším vybavením stále mluví hlasem, který 80. letech vyvinul programátor Dennis Klatt na MIT. Hlas modeloval podle svého vlastního a nazval jej „Perfect Paul“. Už skoro třicet let je to však hlas profesora Stephena Hawkinga.

Doplnění: Do článku jsme doplnili důvod, proč u Stephena Hawkinga nešlo použít sledování očí pro ovládání počítače.

Autor:

Mohlo by vás zajímat: Černobyl

Černobylská havárie se stala 26. dubna 1986 v černobylské jaderné elektrárně na Ukrajině (tehdy část Sovětského svazu). Vzpomínka na tragédii v těchto dnech oživila televizní minisérie Černobyl.

Téma Černobyl v článcích Technet.cz:
Brzda místo plynu a plyn místo brzdy. To byl Černobyl
Havárie neskončí před rokem 2065. Černobyl polyká tuny vody a miliardy eur
Výbuch roztavil beton a tisícitunový poklop létal vzduchem. Černobyl 1986

Nejčtenější

Scéna jako z hororu. Na střeše mrakodrapu vrtule rozsekala cestující

Havárie vrtulníku N619PA na střeše budovy PAN AM 16.5. 1977

Části zdeformované vrtule se do ulic New Yorku řítily jako smrtící neřízené projektily. Vrtulník společnosti New York...

Třímachový zabiják letadlových lodí Suchoj T-4 byl velkým žroutem rublů

Suchoj T-4

Historie letectví se pozoruhodnými stroji jenom hemží. Jedním takovým byl i sovětský bombardér Suchoj T-4. Vznikl pouze...

Osudový omyl. První a poslední přistání proudového letadla v Olomouci

MiG-21F trupového čísla 0618 s nímž v Olomouci tragicky havaroval kadet Omran...

Bylo mu 23 let, když se u Přerova učil létat na vysoce výkonném letounu Mig-21F. Podcenil však zadání úkolu a při...

Kilogram má novou definici. Jeho fyzická podoba ztratila 50 mikrogramů

Kopie originálu kilogram z Paříže v americké laboratoři Sandia. Podobné vzory

Od 20. května začala platit nová definice kilogramu. Ta již nebude mít fyzickou podobu, ale bude odvozená od pevné...

Jarní aktualizace Windows 10 je ke stažení. Microsoft se moc nepředvedl

Světlý motiv v jarní verzi Windows 10  2019

Microsoft uvolnil ke stažení velkou jarní aktualizaci Windows 10. Nečekejte však žádné velké změny. Většina se odehrála...

Další z rubriky

Velký omyl českého rodáka odstartoval snahy o ovládnutí energie Slunce

Ronald Richter pracující na projektu Huemul. Snímek z argentinského zdroje není...

Příběh fyzika Ronalda Richtera, rodáka z dnešního Sokolova, dokazuje, že ve vědě slepé uličky opravdu mohou vést na...

Kilogram má novou definici. Jeho fyzická podoba ztratila 50 mikrogramů

Kopie originálu kilogram z Paříže v americké laboratoři Sandia. Podobné vzory

Od 20. května začala platit nová definice kilogramu. Ta již nebude mít fyzickou podobu, ale bude odvozená od pevné...

Seismický úspěch. Sonda InSight zachytila první marsotřesení

Sonda InSight v konfiguraci, jak bude pracovat na povrchu Marsu. Všimněte si...

Seizmograf na sondě InSight zaznamenal první otřesy, které podle vědců pocházejí z nitra Marsu. O takzvaném...

Najdete na iDNES.cz