福音？ACAT系統解讀

技術宅

小知識

誰是霍金？

霍金是英國著名物理學家，1942年1月8日出生于英國牛津。他因患有肌肉萎縮性脊髓側索硬化癥（ALS），自21歲起便逐漸喪失了全身的機動能力和說話能力。如今的霍金，更因為ALS病情的進一步加深，而只剩下“挑動眉毛”這唯一能通過肌肉控制自主完成的動作。雖然霍金是個重度殘障人士，但是他并沒有被疾病擊倒，借助眾多科技公司為其量身打造的高科技裝備，他不僅能操控電腦，而且在隨后的幾十年里先后編撰和發表了多部震驚全球的理論著作，是繼牛頓和愛因斯坦之后最杰出的物理學家之一，被世人譽為“宇宙之王”。

科技掃盲 ?癱瘓后將如何輸入文字

操作電腦就離不開文字的輸入和鼠標點擊，但是對于像霍金這樣四肢癱瘓的殘障人士，即使是在正常人看似很簡單的敲擊鍵盤和點擊鼠標上，他們也是無法完成的。因此要讓他們操控電腦就必須設計出區別于正常人的操作方式。

那么不能說話也不能行動的霍金是怎么輸入文字的？霍金開始使用的是開關輸入法，文字輸入軟件使用的是Waltosz開發的軟件Word+，使用Word+時，光標會在屏幕上一行一行地掃描，經過某個單詞或者字母時，霍金按下開關，單詞或者字母會顯示在屏幕下方。一直重復這個開關步驟，直到形成一句話。

到了2008年，霍金的疾病加劇，他的手已經無法按下開關。這時科技人員開始讓他使用面部輸入法，工作人員在霍金的眼鏡上，安裝了負責偵測肌肉活動的紅外線發射器及偵測器。當他動一下肌肉時，在前面的屏幕上就會出現字幕，每屏6個，當是他需要的字母時，再動一下，屏幕上就會出現以這個字母開頭的單詞，再動一下就能選中需要的字母。

近年來隨著霍金病情的惡化，他已經無法再控制面部表情。科技人員又嘗試使用腦電波輸入，但是由于電波信號不穩定，這種輸入法錯誤較多。為了提高霍金操作電腦的效率，英特爾公司特別針對霍金設計了ACAT，它能將霍金操作電腦的效率提升10倍。

情境感知探秘 ?認識ACAT的工作原理

ACAT是英特爾公司專為殘障人士開發的一套輔助系統，中文翻譯為輔助情境感知工具包，從名稱就可以知道它是一個和人的情境感知關聯的工具軟件包。從上面的描述我們知道，現在的霍金已經無法再控制面部表情而只能實現挑動眉毛這樣的面部動作。因此要讓其實現高效的輸入，就只能在這有限的面部動作上入手。那么ACAT是怎樣讓霍金實現對電腦的操控的呢？

首先我們來了解一下霍金目前使用的電腦及系統，他所使用的電腦是由聯想提供，型號為聯想（ThinkPad）X230，基本配置是i5-3320M（CPU）/8GB（內存）/180GB（SDD硬盤）。由于霍金無法使用鍵盤，這臺原本是筆記本的電腦被設計成了類似一體機的形狀。預裝的操作系統是Windows 7專業版，還有微軟Office、英特爾ACAT工具包以及SwiftKey輸入法。

ACAT是運行在Windows 7上的一套輔助系統，這套系統最大的一項改進是引入了“上下文輸入預測”功能，該功能是由SwiftKey公司為霍金量身定制，通過這個改進可以讓霍金實現高效的輸入。首先SwiftKey輸入系統采集和分析了大量霍金過去發表的文章和個人回復，并以此為依據建立一個數據模型，從而可以精準分析和判斷霍金最有可能輸入的選項。

比如當霍金在輸入“black”（黑色）這個單詞時，由于霍金的研究方向是黑洞，因此系統判斷他最可能要輸入“blackhole”（黑洞）這個單詞，這樣在當前屏幕系統會自動補足“hole”的后綴。這個其實就類似我們在百度搜索使用的聯想關鍵詞一樣，當我們在百度搜索框輸入“聯”字時，系統在后臺會自動根據網友的搜索數據，判斷當前用戶最可能需要進行的搜索是“聯想官網”，從而自動在下拉列表中給出搜索選擇。

此外，因為目前霍金能實現的面部動作很有限，為了讓他能夠進行類似的切換任務、打開文件的操作，ACAT系統預先在數據庫中內置了和霍金對應面部動作的關聯操作，挑動眉毛兩次對應鼠標雙擊，眨眼則為切換任務，這樣霍金通過簡單的面部動作即可實現對電腦的操控。

ACAT給我們帶來什么

雖然英特爾開發的ACAT系統主要是為四肢癱瘓的殘障人士服務，其實類似這樣的研究，除了英特爾外，還有很多科技公司在進行類似的實驗。三星正和美德州大學合作開發用意念控制平板的技術，芝加哥康復中心研發出了全球首個意念控制義肢，日本的知名廠商Neurowear則推出一款可以采用腦電波來控制音樂的耳機產品，它通過傳感器對佩戴者的情緒變化做出反應，可以通過腦電波控制音樂的暫停、上下一曲等操作。

當然，這些高科技的產品不僅可以幫助更多的殘障人士使用IT設備，同時也可以為我們的日常操作帶來極大的便利。比如ACAT系統可以通過模型分析實現一系列自動操作，當寒冷的冬天，我們躺在床上不想起來但又希望可以操作電腦時，這時的場景大家是不是有些像殘障人士？如果此時可以利用類似ACAT的系統，我們在床上眨眨眼睛即可啟動QQ，點點頭即可開始聊天，這樣的科技生活是不是更愜意？ “存在即感知、感知即交互”，這種看似神奇的場景正逐步走入我們的生活，也必然會給我們使用IT產品帶來更多的便利。