霍金是如何靠轮椅,实现自由发音写作?

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3月14日,英国物理学家史蒂芬·霍金(Stephen William Hawking)去世,享年76岁。霍金1942年1月8日出生于英国牛津,英国剑桥大学著名物理学家。代表作品有《时间简史》、《果壳中的宇宙》、《大设计》等。

21岁时,霍金患上肌肉萎缩性侧索硬化症(俗称“渐冻症”),全身瘫痪,不能言语,手部只有三根手指可以活动。当时,医生判断他只能活两年。不过,霍金得得这种类型,病情恶化得要更慢一些。最终,他与病魔搏斗了半个多世纪。

学术上的成功,让霍金获得全世界的瞩目,但他身患重疾仍未停止对人类未来探索的精神,更是让他成为了全民眼中的励志英雄。纽约时报这么描述霍金:“他在轮椅上漫游宇宙,思考万有引力的本质和宇宙的起源,并成为人类决心和好奇心的象征。”

对于霍金来说,尽管身体被限制在轮椅上,但数十年来,他的思绪跑得比任何人都快,与外界的交流也是自由的。能做到这些,除了自身努力外,还得益于他轮椅上众多逆天科技的支持。

轮椅是代步工具,也是发声机

在霍金刚被诊断出渐冻症时,他还能依靠拐杖出行。但几年后,霍金就已经无法站立,虽然他曾十分不愿使用轮椅,但面对现实也他最后还是坐上了轮椅,并开始了与轮椅多达半个世纪的羁绊。

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起初,轮椅仅仅是霍金的代步工具。他除了无法行走外,并没其他异常,仍可有和别人讨论物理问题,还能慢慢写下一些公式。那时的他还一度迷上了“飙轮椅”。霍金常常把轮椅调到最高速,像孩子一样把轮椅当碰碰车玩。

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但这样的日子并没有持续很长时间,霍金的病情进一步恶化。他说话开始变得口齿不清,一开始大家还可以勉强听得懂,后来就只有他的家人和最亲密的朋友才能准确地理解和猜测他说的内容。这个时期,霍金出门时,除了需要借助轮椅之外,还需要专人进行翻译,才能与外界交流。

可惜,霍金的身体仍在恶化。1985年,他在欧洲不幸染上了肺炎,医生为了保他的命,实施了气管切开手术。至此,霍金失去了发声的能力。

无法说话后,霍金尝试用拼字板与别人交流。在霍金的传记电影《万物理论》中,对这种方式进行过描述。霍金需要用眼神选定区域、再确定颜色,最后挑挑眉毛表示确认,一个字母一个字母得拼成词汇。

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这样的交流方式不仅效率低下,还只能交流在双方面对面且熟知规则的情况下进行。

于是,霍金助理找来美国加利福尼亚 Words+公司的CEO帮助。他们给霍金的轮椅加上了一台装了专门软件的电脑和显示屏,还有他手上的操控器。那时,霍金只剩几根手指能动,能进行的操作也很少,但是有了这套系统,他每分钟能拼出15-20个单词。

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恢复写作的同时,霍金的家人和朋友还找到了另一家公司,帮助霍金发声。这家公司生产的设备主要用于电话自动应答系统,接到来自霍金的求助倍感荣幸。他们改造了一台 CallText 5010 设备,用上了当时最好的文字转换语音处理器,在1988年赠送给了霍金。这样霍金在输入文字后就能大声地“说”出来了。

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有意思的是,这时霍金轮椅发出的声音并不是我们现在听到的版本。在霍金的强烈要求下,这家公司为霍金制作了三种声音分别是他妻子、他女儿以及他本人的声音。但可能是因为这些工作都是由美国人完成的,霍金的语音至今都还带有明显的美式口音。

用脸打字

借助轮椅上的软件和发声器,霍金在这个时期里出版了震惊世界的《时间简史》,如今《时间简史》已经被翻译成40多种语言,售出1000多万本,被誉为最难看懂的畅销书。霍金曾高兴地说,“与在我失去说话功能前相比,我现在可以更如意地传达信息。”

1997年,英特尔创始人戈登·摩尔曾与霍金当面交流,他发现霍金轮椅上使用的搭载老对手AMD处理器的电脑,整套系统也存在很多缺点,便表示将承包霍金的硬件设备,霍金接受了英特尔的建议。

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英特尔重新设计了霍金的轮椅,将计算机集成在轮椅上,用轮椅的电池供电,并且承诺每隔两年将硬件升级一次。

不过,霍金的病情依旧在恶化。原本仅剩能活动的三个手指也失去了行动能力。到了2008年,霍金全身只剩下一块右脸的肌肉能动。这样一来,就无法使用上述的方法来进行写作和交流。

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这时,霍金的研究生助理为他设计制作了一副眼镜,后者装了个叫“cheek switch”的装置,能用红外线检测霍金右脸颊的这一块肌肉的活动。

霍金就用这块脸部肌肉,替代手指,继续打字。虽然仍能进行写作,但用脸打字,显然效率会进一步下降。这时,他的打字速度降成了每分钟5-6个单词。

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更恶劣的是,这唯一能动的肌肉也在逐渐僵硬。霍金曾一度花了足足20分钟才“说”出了30个左右的词。

为了改善这种情况,英特尔的技术人员考虑过用当时最新的眼球追踪技术来替代旧系统,用眼深当光标。这项技术,比如今手眼结合用鼠标控制屏幕光标还要精准、快速、方便。

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可惜的是,由于霍金长期受病情影响,眼睑下垂严重,导致眼球追踪技术无法准确地锁定他的目光。因此,这项技术被迫放弃。

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既然技术无法升级,技术人员走了另一条路劲——开发更好的打字软件,以此提高霍金的打字速度。团队找来了在智能手机输入法领域备受好评的SwiftKey公司合作,他们采集了霍金的大量文档,分析词频以及上下文关联,在霍金输入时会给出最合适的预测词。这样霍金就不再需要逐个输入字母。这个方法类似现在大多数智能手机的输入法。霍金本人特别喜欢这套新软件,他说“希望它在接下来的20年继续为我服务。”

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同时,新软件还添加很多便捷操作,包括一键静音,全屏幕任意位置的鼠标点击功能,快速搜索还有电子邮件。用上新软件,霍金的输入效率高了10倍,还能方便的用Firefox浏览器上网。

更厉害的是,技术人员还在轮椅上装了一个万能遥控器,用来操控霍金的办公室和家里的智能设备。

对于英特尔团队来说,看到霍金的使用效果后,他们打算以此帮助更多的残疾人。目前,他们开放了这套ACAT(Assistive Context-Aware Toolkit)软件的源代码,将其托管在著名开源社区GitHub,免费让残障人士用上霍金同款软件,同时也希望在更多开发者的维护下能不断完善这套软件。

全能轮椅

霍金的轮椅除了配备打字和发声设备外,英特尔的团队还考虑到了其他问题。例如,开发了多功能感应系统,时刻监控霍金和轮椅的安全。这套系统能够时刻监控霍金的各项生理指标,评测他的健康状况。另外还有监控轮椅的情况,记录轮椅的使用,以及感应轮椅所到之处的安全问题。防止霍金不小心开翻车。

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此外,团队还利用人体工程学,改善了轮椅的设计。同时,他们也推出了伽利略、爱迪生开发工具包,推动智能物联网轮椅的开发,致力于让残障人士享受更便利的生活。

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有人会好奇装有这么多黑科技的轮椅,想要买一台多少钱?可惜,因为它是英特尔公司友情赞助给霍金的,具体价格无法确定。但英特尔正积极地将上述的一些应用推广到更多的残障人中,或许不久的将来,我们身边也会有更多的残障人士用上这样的轮椅。

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1 条精彩回复

  1. 西顿家居照明     04-14

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