霍金輪椅上的八大“黑科技”

英國(guó)天體物理學(xué)家霍金的辭世，令世人感到惋惜。一時(shí)之間，圍繞在他身邊的各種話題，都成為熱點(diǎn)。有人說，霍金的輪椅才是當(dāng)今科技的巔峰，在這部“全世界最貴的輪椅”里，究竟隱藏了哪些黑科技？不妨讓我們逐一細(xì)數(shù)。

輪椅1.0：從“眼神交流”到“手指操控”

背景：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。患病之后，他全身只有三根手指和兩只眼睛可以活動(dòng)，并且只能用極其微弱、難以識(shí)別的語言交談。在1985年因患肺炎而做氣管切開手術(shù)后，霍金更是被徹底剝奪了說話的能力。

1.智能手指操控器

在傳記電影《萬物理論》中有個(gè)片段——霍金嘗試用拼字板與別人交流，他需要利用眼神選定區(qū)域，再確定顏色，最后挑挑眉毛表示確認(rèn)。因?yàn)槊總€(gè)詞匯，都需要逐個(gè)字母拼成，這種交流方式不僅效率低下，且只能在雙方面對(duì)面且熟知規(guī)則的情況下進(jìn)行交流。于是，研究人員將注意力放在了手指上。他們給霍金的輪椅加上了一臺(tái)裝了專門軟件的電腦和顯示屏，有了這套系統(tǒng)，霍金便可以手握操控器，每分鐘至少能拼出15～20個(gè)單詞。

2.文字轉(zhuǎn)換語音處理器

恢復(fù)寫作的同時(shí)，“發(fā)聲”也是關(guān)鍵。研究人員改造了一臺(tái)原本用于電話自動(dòng)應(yīng)答系統(tǒng)的設(shè)備，并用上了當(dāng)時(shí)最好的文字轉(zhuǎn)換語音處理器。

這個(gè)名為“平等器”的電腦程序，其中的文本文件是Word。它可以讓霍金從屏幕上選擇詞匯，只要他按動(dòng)手中的開關(guān)選擇詞匯后，就會(huì)轉(zhuǎn)入語音合成器，發(fā)出聲音來。這臺(tái)設(shè)備經(jīng)過不斷改進(jìn)，使霍金“說話”的速度大大加快，每分鐘還可以“說”出15個(gè)詞。正是借助輪椅上的軟件和發(fā)聲器，霍金在這個(gè)時(shí)期里出版了震驚世界的《時(shí)間簡(jiǎn)史》。

輪椅2.0：從“檢測(cè)肌肉”到“追蹤眼球”

背景：霍金的病情依舊在惡化，到了2008年，霍金全身只剩下一塊右臉的肌肉能動(dòng)，他的輪椅需要繼續(xù)“被改造”。

3.紅外線監(jiān)測(cè)技術(shù)

研究人員為他設(shè)計(jì)了一個(gè)特殊的眼鏡，眼鏡上配備了名為“臉頰開關(guān)”的裝置，包含紅外線發(fā)射器和檢測(cè)肌肉活動(dòng)的探測(cè)器，通過霍金說話時(shí)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。霍金在計(jì)算機(jī)上所做的一切，都是透過臉頰某一條肌肉運(yùn)作。雖然仍能進(jìn)行寫作，但用臉打字的效率降到每分鐘5～6個(gè)單詞。

4.眼球追蹤技術(shù)

隨著時(shí)間的推移，就連這臉上唯一能動(dòng)的肌肉也在逐漸僵硬。霍金曾一度花了足足20分鐘才“說”出了30個(gè)左右的詞。研究人員曾考慮用當(dāng)時(shí)最新的眼球追蹤技術(shù)來替代舊系統(tǒng)。只可惜當(dāng)時(shí)由于霍金的病情導(dǎo)致眼瞼下垂嚴(yán)重，眼球追蹤技術(shù)無法準(zhǔn)確地鎖定他的目光，所以這項(xiàng)技術(shù)被迫放棄。

5.智能文字預(yù)測(cè)技術(shù)

我們熟悉的“智能輸入法”，其實(shí)早就在霍金的輪椅上出現(xiàn)。為提高霍金的打字速度，研究人員采集了他的大量文檔，分析詞頻以及上下文關(guān)聯(lián)，在霍金輸入時(shí)會(huì)給出最合適的預(yù)測(cè)詞。依靠這項(xiàng)人工智能預(yù)測(cè)技術(shù)，霍金僅需要輸入15%～20%的字母，軟件就能預(yù)測(cè)出剩下的內(nèi)容，還能夠在每輸入一個(gè)單詞后，預(yù)測(cè)出下一個(gè)可能的單詞。利用升級(jí)后的軟件，霍金的輸入速度至少提高了一倍，也就是每分鐘輸入3～4個(gè)單詞。

6.遠(yuǎn)程遙控技術(shù)

在霍金輪椅上的平板電腦上擁有Core i7處理器。這個(gè)“萬用遙控器”是一個(gè)紅外線裝置，除了可以控制輪椅上所有的電子系統(tǒng)，還能用來操控霍金的辦公室和家里的所有智能設(shè)備，包括電視、音響、燈光等，甚至可以用來開門、關(guān)門等。我們現(xiàn)在所謂的智能家居生活，其實(shí)霍金早就在體驗(yàn)了。

輪椅3.0：從“人機(jī)交互”到“腦機(jī)接口”

科技永遠(yuǎn)不會(huì)停下腳步，3.0版本的智能輪椅一直在醞釀中。或許，這并非只是為霍金一個(gè)人而設(shè)計(jì)的，所有重度殘障人士都有可能受益于此。

7.“人機(jī)界面”技術(shù)

“人機(jī)交互技術(shù)”不僅能讓殘障人士自主控制電動(dòng)輪椅，還能將思想傳送到語音合成器上，讓后者代為“說話”。最新版的智能輪椅基于喉部肌肉發(fā)音時(shí)的收縮和舒張來設(shè)計(jì)，軟件能夠通過“讀懂”喉嚨肌肉群的運(yùn)動(dòng)，來判斷要說出的詞句，傳輸?shù)秸Z音合成器上后，就能形成人的話語。霍金生前已嘗試過這種技術(shù)，但由于他的健康狀況，以及技術(shù)水平尚未成熟，當(dāng)時(shí)并未啟用。

8.“腦機(jī)接口”技術(shù)

在未來科技的支持下，大腦不僅能幫助“發(fā)聲”，還可以直接控制不能運(yùn)動(dòng)的四肢。這種更高級(jí)的“腦機(jī)接口”智能技術(shù)，是將名為“神經(jīng)生命”的芯片植入腦部，然后使它通過連接器與電腦相連。如果想用思想控制輪椅的運(yùn)動(dòng)，就必須在大腦中樞植入芯片，然而霍金不愿意在自己的大腦中植入芯片。

專家聲音

“最強(qiáng)輪椅”：是真實(shí)存在還是虛構(gòu)？

隨著霍金的離世，它的“座駕”輪椅便成了一些科技大佬爭(zhēng)相研究的對(duì)象。據(jù)BBC媒體爆料，霍金座椅將被英國(guó)皇家博物館永久收藏，為了紀(jì)念這位偉大的科學(xué)家，英國(guó)博物館將為這個(gè)座椅提供唯一的展覽館。

然而對(duì)于霍金輪椅上的黑科技，也存在某些質(zhì)疑的聲音，認(rèn)為當(dāng)今的科技水平根本不可能造就如此“神器”。為此，記者專門采訪了華南理工大學(xué)軟件學(xué)院的黃翰教授。“‘用臉打字’在技術(shù)上是可行的，眼球追蹤技術(shù)也可以做到，至少可以實(shí)現(xiàn)眼球控制光標(biāo)和觸發(fā)光標(biāo)選擇等。”黃教授告訴記者，對(duì)于行動(dòng)不方便的人士或者需要無聲非接觸的場(chǎng)合，眼動(dòng)控制確實(shí)是一種非常適合的方法。這項(xiàng)技術(shù)要進(jìn)入日常應(yīng)用，主要是要解決傳感器的感應(yīng)精確度和人體使用副作用問題。不久前，北大就有一位“漸凍人”博士利用類似技術(shù)，實(shí)現(xiàn)用眼球轉(zhuǎn)動(dòng)來發(fā)微信。

至于“文字轉(zhuǎn)換語音處理器”“紅外線監(jiān)測(cè)技術(shù)”等，黃教授告訴記者，這些技術(shù)目前相對(duì)成熟，也在一些移動(dòng)終端產(chǎn)品上有普及。“‘智能文字預(yù)測(cè)技術(shù)’目前在一些個(gè)性化輸入法上也是成熟的，我們經(jīng)常打的詞和短語（對(duì)于霍金來說是單詞或者短語）會(huì)在前面幾個(gè)字或者字母出現(xiàn)時(shí)優(yōu)先被推薦給輸入者去選擇。”他說，“但‘腦機(jī)接口’目前產(chǎn)品不多，科研用途比較多一些。這些技術(shù)難被普及的原因，首先是因?yàn)榧夹g(shù)效果不穩(wěn)定，其次是造價(jià)太貴。”據(jù)粗略估算，買一臺(tái)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(jí)到3.0版，恐怕價(jià)錢更會(huì)高出許多。

無論如何，霍金生前的“座駕”匯聚了眾多尖端的“黑科技”，是迄今為止最為先進(jìn)的輪椅。

（王世全摘自《廣州日?qǐng)?bào)》）