剛剛過去的?1月8日，是霍金的第76個生日。

21 歲就患上漸凍癥，并被預(yù)言無法存活超過2年的霍金，如今已經(jīng)走過了五十多個春秋。

這幾十年里，他還陸陸續(xù)續(xù)出版了十多本書，發(fā)表了多篇論文，獲獎無數(shù)，甚至還參演了電影、電視劇。

而霍金的輪椅，絕對是他達(dá)成這些成就過程中極其重要的一環(huán)！

輪椅成為霍金的一部分

2017年4月12日，霍金開通新浪微博，到現(xiàn)在為止，他一共只發(fā)了兩條信息，然而這兩條微博就為他“賺取”了300多萬中國粉絲。

那么，你一定很好奇，全身不能動的霍金發(fā)一條微博需要多久?

回答這個問題，要從這位當(dāng)今入類“最強大腦”的標(biāo)志性形象說起。

1963年，21歲的霍金不幸被診斷患有肌肉萎縮性側(cè)索硬化癥(又稱盧伽雷氏癥)。這是一種無法治愈的致命疾病，病入會慢慢喪失運動能力，后期甚至因為呼吸肌和喉部肌肉麻痹而不能發(fā)音，并因而失語。

輪椅飆車是霍金的愛好

當(dāng)時，美國加利福尼亞州一位名叫瓦特·沃爾托茲的電腦工程師為霍金設(shè)計了一個名為“平等器”的電腦程序，可以讓霍金從屏幕上選擇詞匯，并會轉(zhuǎn)入語音合成器，發(fā)出聲音來。

后來，劍橋調(diào)節(jié)通訊公司的大衛(wèi)·梅森改進(jìn)了這套設(shè)備，并安裝在霍金的輪椅上，使霍金每分鐘可“說”出15個詞。

這臺世界上幾乎獨一無二的輪椅不僅是霍金的代步工具，也構(gòu)成霍金個入形象的一部分。

它究竟有多智能?

霍金的輪椅是一臺集計算機軟件，通信技術(shù)，紅外光，語音轉(zhuǎn)換器于一體的入工智能設(shè)備，通過它，霍金的思想可以轉(zhuǎn)化為語音和文字，并表達(dá)給全世界。

霍金輪椅的語音合成器安置在椅背上，可以把他寫出的文字轉(zhuǎn)譯成獨特的“霍金式”電子語音。

輪椅上安裝有一個12英寸的電子屏幕，通過這個小小的“窗口”，霍金可以寫演講稿，收發(fā)電子郵件，甚至可以用即時通信軟件來接聽電話。

霍金輪椅上的平板電腦擁有Core i7處理器，它可以控制輪椅上所有的電子系統(tǒng)。輪椅上的萬用遙控器是一個紅外線裝置，可以用來操作霍金辦公室和家里的電視，音響，燈光，甚至可以用來開門，關(guān)門。

其實，霍金輪椅就是一部智能機器，而且它是隨著科技的發(fā)展而逐漸升級的。

用臉寫字

很多人可能會以為，霍金的輪椅是用他的幾根手指控制著的。但在差不多 2008 年的時候，霍金全身能動的部位，就只剩下臉上的肌肉了！

輪椅最重要的一個功能就是能夠幫助霍金表達(dá)，手指都不能動了，怎么才能不讓霍金與世界斷了聯(lián)系呢？好在科技有無限可能。

研究人員為霍金設(shè)計了一個特殊的眼鏡，上面安裝了紅外線發(fā)射器和檢測肌肉活動的探測器（ cheek switch），可以通過霍金說話時面部肌肉的收縮和舒張來激活輔助系統(tǒng)，并用眼球控制紅外線發(fā)射器，選定在屏幕中輪流出現(xiàn)的英文字母。

裝在眼鏡上的 cheek switch

例如，當(dāng)霍金想說“點子”（idea）這個詞時，他的面頰肌肉收縮首先激活輔助系統(tǒng)，電腦屏幕上會出現(xiàn)字母i，這時霍金的眼球動一下，計算機就會不斷顯示以i開頭的英文字母，直到idea出現(xiàn)；霍金再動一下眼球來表示選定這個字母，這就如同普通人用手操作鼠標(biāo)時的兩次點擊確定一樣。

當(dāng)霍金完成造句后，就可以把這個句子發(fā)送到語音合成器上，由后者替他“說”出來了。

cheek switch 通過收縮面部肌肉，結(jié)合眼部控制，給傳感器發(fā)送信號，反饋給電腦

從而選中目標(biāo)字母，完成輸寫

再加上深度學(xué)習(xí)系統(tǒng)加持，霍金說話的速度大大提升，輸入幾個字母，電腦會預(yù)判他想說的話，更快做出反應(yīng)。

此外，cheek switch 除了能夠幫助霍金表達(dá)，還承擔(dān)了操控輪椅移動等多種操作。

超大音箱

為了能夠讓霍金順利發(fā)聲，輪椅還被裝上了音箱，以及音箱放大器的等輔助設(shè)備。能夠合成聲音，“ 替 ” 霍金發(fā)聲。

早年裝在輪椅上的設(shè)備是由一家開發(fā)語音合成器的公司設(shè)計的

長這樣的——

現(xiàn)在當(dāng)然更便攜小巧了——

有趣的是，由英特爾公司設(shè)計的語音系統(tǒng)用的是美式英語，這讓一些人尤其是英國女王伊麗莎白，對這位英國國寶級科學(xué)家的“口音”頗有微詞。

她在一次會見霍金時問：“還是美國口音嗎？”霍金回答說：“是的，而且這個聲音已經(jīng)拿到了版權(quán)?！?/span>

伊麗莎白女王對英語語音十分看重，以至于英國以她的發(fā)音作為英式英語的標(biāo)準(zhǔn)音。盡管如此，霍金輪椅的智能發(fā)音系統(tǒng)沒能取悅于女王，但是這套2.0版的輪椅畢竟讓霍金與世界的交流延續(xù)至今。

霍金自己曾經(jīng)還吐槽過自己的聲音像是《 007 》的大反派，不過他表示自己還挺想扮演這個角色。

多功能感應(yīng)系統(tǒng)

輪椅現(xiàn)在的硬件支持，和系統(tǒng)升級維護(hù)由英特爾公司一手包辦。搭載了各種傳感器，和帶有智能算法的設(shè)備。

能監(jiān)測霍金的健康狀態(tài)

跟蹤記錄輪椅的使用狀態(tài)

以及通過輪椅上的攝像頭，判斷前方路段的安全性

英特爾和霍金還聯(lián)合推出了 “ Intel Connected Wheelchair Project ” 計劃，讓這種黑科技輪椅能夠造福更多行動不便的人們。

系統(tǒng)升級

霍金為了使用紅外線監(jiān)測裝置，總是要把臉部肌肉繃緊，以便寫文章、收發(fā)郵件和瀏覽互聯(lián)網(wǎng)。

到了2011年，他的病情進(jìn)一步惡化，用這種方式每分鐘僅能輸入一兩個單詞，因而不得不再次求助于老朋友摩爾。

在摩爾的指派下，因特爾首席技術(shù)官賈斯汀·拉特納（Justin Rattner）組建了一個人機交流技術(shù)團隊，團隊成員專門去拜訪霍金，試圖為他找到解決辦法。在見面的當(dāng)時，霍金花了20分鐘，才發(fā)出一句包含30個單詞的歡迎拜訪者的話。

其后，技術(shù)團隊對霍金的設(shè)備進(jìn)行了改造升級，研發(fā)了一個可供所有殘障人士使用的交互系統(tǒng)工具包（輔助情境感知工具包，簡稱ACAT）。安裝升級了這個開源項目后，霍金輪椅可謂升級到2.1版。

雖然還是利用面部肌肉動作來操作電腦，但ACAT允許使用者通過幾乎任何面部動作來進(jìn)行交互操作。

升級后的軟件由于集成了Swift Key人工智能預(yù)測技術(shù)，霍金僅需要輸入15%～20%的字母，電腦軟件就能預(yù)測出剩下的內(nèi)容，還能夠在每輸入一個單詞后預(yù)測出下一個可能的單詞。

利用升級后的軟件，霍金對文件進(jìn)行瀏覽、編輯、管理和在多任務(wù)間進(jìn)行切換、收發(fā)電子郵件等日常任務(wù)的速度提高了10倍。

在沒有使用ACAT之前，霍金的輸入速度是每分鐘1.5個單詞（每20分鐘30個單詞），在使用ACAT后，他的輸入速度至少提高了一倍，也就是每分鐘輸入3～4個單詞。

有人計算，霍金在向中國公眾發(fā)一條有99個詞的微博時，即便沒有錯誤，大約也需要30多分鐘。再加上思考以及排版、審閱等，估計霍金用了大約40分鐘時間，才完成了他向中國粉絲的第一次問候。

3.0版輪椅在路上

2.1版的霍金輪椅或許在某一天就會因為主人病情的不幸加重而無法使用，因此，人機交流專家已經(jīng)開始設(shè)計3.0版智能輪椅——也許這并非只是為霍金一個人而設(shè)計的，所有重度殘障人都可能受益于此。

而且，由于霍金已經(jīng)習(xí)慣了自己現(xiàn)有的輪椅，而要想習(xí)慣3.0版輪椅，這位物理大師可能還需要開始新的學(xué)習(xí)。

最新版智能輪椅是基于喉部肌肉發(fā)音時的收縮和舒張來設(shè)計的。

當(dāng)人們說話時，大腦語言中樞會發(fā)出信號到喉嚨，使喉嚨的肌肉群協(xié)同收縮和舒張而發(fā)出聲音。即使一個人說話不說出聲，或者說出來的話只是自己能夠聽到，其喉部的肌肉群也仍然有運動。

換句話說，想要說出的話即使僅僅在大腦中，大腦也會產(chǎn)生指令，讓喉嚨肌肉群運動。如果設(shè)計一個軟件，能夠通過“讀懂”喉嚨肌肉群的運動來判斷要說出的詞句，然后傳輸?shù)秸Z音合成器上，就能形成人的話語。與靠電腦軟件檢測臉部肌肉相比，這樣的“發(fā)音”方式要直接很多。

新技術(shù)將造福人類

根據(jù)這一原理，美國航空航天局艾姆斯研究中心研發(fā)了一項技術(shù)，不僅可以讓殘障人自主控制電動輪椅，而且能夠?qū)⑺枷耄ㄏ胝f的話）傳送到語音合成器，讓后者“說話”。

首先，通過一個貼在喉部皮膚上的電極，使用者頭腦中只要有“向右”或“停下”的想法（指令），輪椅便會自動探測到喉部微弱的電子脈沖并“翻譯”出來，這樣的指令正確傳達(dá)給輪椅后，輪椅就會完成右轉(zhuǎn)或停下的動作。

同樣，使用者想說什么話，也可以通過軟件探測到，并向語音合成器傳輸指令，讓后者替使用者“發(fā)聲”。

霍金已經(jīng)嘗試過這種人（腦）-機界面，但他感到并不適應(yīng)。

原因有兩個：其一，從使用面頰肌肉到通過喉部肌肉收縮來操控，有一個需要重新學(xué)習(xí)的過程，霍金還沒有適應(yīng)這種新的技能。

其二，按照目前的技術(shù)，電極擺放的位置如果稍有偏移，辨識的準(zhǔn)確率就會從94%下降到50%以下。有時候，電極解讀并發(fā)送到語音合成器“說”出來的話，并非霍金的本意。所以霍金的輪椅目前并沒有正式使用這一系統(tǒng)。

輪椅的價格

目前，霍金輪椅的價格可能是普通殘障者所可望而不可即的。

由于霍金的輪椅都是科技公司友情贊助的，并不需要他自己“埋單”，因此，還沒有人能夠給霍金輪椅定一個“官方價格”。

據(jù)粗略估算，買一臺目前版本的霍金輪椅大概得花95萬～100萬美元。如果將來真的升級到3.0版，恐怕價錢更會高出許多。

多年以來，斯蒂芬·霍金每天都驅(qū)動輪椅從他的家——劍橋西路5號，經(jīng)過美麗的劍河、古老的國王學(xué)院，駛到位于銀街的劍橋大學(xué)應(yīng)用數(shù)學(xué)和理論物理系辦公室。

如果你有機會造訪劍橋大學(xué)并路過這里，你會看到這座擁有大師的科學(xué)圣殿前面有一段斜坡，那就是為了便于霍金輪椅的運行而特意修建的。

本文為加拿大中文報綜述，轉(zhuǎn)載請注明本文轉(zhuǎn)載自加拿大中文報（cadaily）

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