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:


Nejčtenější

Nelíbí se mi, kam se internet vydal, říká vynálezce WWW. Chce to změnit

Tim Berners-Lee představuje vizi nového, decentralizovaného internetu...

V roce 1990 spustil první webový server a odstartoval tak revoluci. Díky němu se internet rozšířil do celého světa, do...

Mučení a vraždu novináře prý nahrály hodinky Apple. Nejspíš to bylo jinak

Apple Watch 2

Údajná vražda opozičního saúdskoarabského novináře Džamála Chášakdžího na konzulátu v Turecku vyvolává mezinárodní...



Ve věku 65 let zemřel na rakovinu Paul Allen, s Gatesem založil Microsoft

Paul Allen na snímku z prosince 2017.

Ve věku 65 letech zemřel v pondělí spoluzakladatel firmy Microsoft Paul Allen. Miliardář, filantrop a hledač lodních...

Návrat „imperialistického brouka“? Výzkumný program USA vzbudil obavy

Program „Hmyzí spojenci“ má změnit škůdce v pomocníky v zemědělství.

Skupina vědců v časopise Science varuje před možným zneužitím amerického výzkumného programu, který vyvíjí zcela nový...

Grafika snů: podrobné srovnání RTX 2080 s GTX 1080Ti

Porovnání grafických karet s čipem Nvidia GeForce RTX 2080 a GTX 1080Ti (vpravo)

Porovnali jsme novou grafickou kartu RTX 2080 s předchozí špičkou GTX 1080Ti. Výsledky jsou zajímavé a ačkoli v mnoha...

Další z rubriky

Co na změně času vadí vědcům. V Rozstřelu bude bioložka Helena Illnerová

Fyzioložka a biochemička Helena Illnerová v diskusním pořadu iDNES.cz Rozstřel

Je střídání času podle vědy škodlivé a případně pro koho? Dozvíte se to v Rozstřelu od bioložky Helen Illnerové....

Úplně nový typ léku. Nobelovu cenu získali „bojovníci“ proti rakovině

Nobelova cena za medicínu udělaná v roce 1962 Francisu Crickovi za jeho podíl...

Nobelovu cenu za medicínu získali Američan James Allison a Japonec Tasuko Honjo, jejichž výzkum otevírá nové možnosti v...

Nobelovku za fyziku získali odborníci na lasery. Za pinzetu i operace očí

Arthur Ashkin, Gérard Mourou a Donna Stricklandová, laureáti Nobelovy ceny za...

Nositeli Nobelovy ceny za fyziku se stali Američan Arthur Askhin, Gerard Mourou z Francie a Kanaďanka Donna...



Najdete na iDNES.cz