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為了讓霍金說上話,科學家在他輪椅上用了哪些科技?


霍金的輪椅基本上是跟霍金的形象聯繫在一起的。但是實際上,年輕時候的霍金是非常英俊帥氣的小伙,甚至於霍金曾經還是一名運動健將,在劍橋賽艇隊擔任了五年的舵手。

↑年輕時候的霍金↑

1963年,21歲的他不幸被診斷患有肌肉萎縮性側索硬化症(又稱盧伽雷氏症)。這是一種無法治癒的致命疾病,病人會慢慢喪失運動能力,後期甚至因為呼吸肌和喉部肌肉麻痹而不能發音,並因而失語。

替他運動。

在確診患病幾年之後,霍金就不能直立行走了,於是霍金開始坐上輪椅。但是霍金最開始的輪椅與普通的輪椅並沒有什麼兩樣,只是霍金代步的工具而已。但是隨著霍金病情的惡化,這個輪椅不得不加上了電動機,於是霍金的輪椅開始逐漸的變得不一樣了。

↑飈車的霍金↑

替他說話。

1985年,霍金因為肺炎的手術,徹底喪失了說話的能力——實際上即便沒有做手術,霍金遲早也會因為肌肉萎縮而失語。因此物理學家馬丁·金最先想到利用軟體讓霍金重新說話,於是他找到了美國Words+ 公司的 CEO,讓其為霍金開發了一套文字輸入系統。這套系統最開始使用的是帶有按鍵的操作板來控制文字輸入,那個時候霍金還有三根手指頭可以活動。

↑文字輸入系統的控制面板↑

除了文字輸入之外,MIT的工程師還開發了一套語音合成系統,讓霍金輸入的文字分別可以通過他妻子、女兒和他本人的聲音來發聲。

隨後在1997年,英特爾公司為霍金重新設計了一套輪椅系統。

在2005年,霍金只剩下一根手指可以活動,而在2008年,霍金連這根手指都不能動了,於是這套系統終於進化出來了最終形態:通過紅外線感測器捕捉霍金臉上肌肉的活動來幫助霍金輸入文字。

↑裝在霍金眼鏡上的紅外線感測器↑

當然,後來科學家想了包括眼球捕捉系統、腦電波捕捉系統等一系列更加先進的系統,但是或者因為霍金的身體原因,或者因為霍金年紀大了、已經沒有辦法學習那些新的輸入方法,所以最終都不得不作廢。

但是硬體不能升級,軟體還可以升級。諸如智能輸入、智能聯想、大數據甚至於未來的機器學習之類的軟體科技很快就運用到霍金的輪椅上。

簡單說,原來霍金想要輸入一個單詞,必須要把整個單詞完整地輸入進去,而實際上現在但凡用過手機智能輸入法的人都知道,只要有智能聯想,根本不用把單詞輸入完成,而且輸入一個單詞之後,另外會有聯想的單詞出現,從而大大增加輸入的速度。

而且科學家還利用霍金已經出版的讀物來學習霍金的語言習慣,從而大大增加了這套系統輸入文字的準確度。

↑霍金的輸入法↑

讓他生活地更舒服。

↑整合一切的輪椅↑

除了在給霍金的輪椅提供計算機技術支持外,英特爾團隊也改進了輪椅的很多設計,包括改善人體工程學設計,搭載更高性能的控制系統,整合健康監測和生命維持裝置。

所以霍金雖然因為生病而非常不幸的喪失了身體的一些能力,但是生在這個時代,他又無疑是幸運的,因為科技的力量可以幫他從一定程度上戰勝病魔,讓他繼續發揮他的聰明才智。


輪椅+電機+控制器+電話答錄機+液晶顯示屏

美國加利福尼亞一位名叫的瓦特·沃爾托茲電腦工程師幫霍金走出了困境。他送給了霍金一段自己編寫的名為「平等器」的電腦程序,這個程序可以讓霍金從屏幕上選擇辭彙,只要他按動手中的開關,單詞轉入語言合成器發出聲音來。後來,劍橋調節通訊公司的大衛·梅森又改進了這套設備,並安裝在了霍金的輪椅上,使霍金「說話」的速度大大加快,每分鐘可「說」出15個詞,如果需要還可以把文字直接列印出來。

我們可以發現,霍金的這種選詞方式與滑鼠的區別不是很大,後來隨著霍金病情的加重,連手指也不能動作了,無法再用手控制計算機,只好依靠其他方式與人溝通。於是科學家們在霍金的眼鏡上,大約距右頰一英寸的地方,安裝了一塊可以偵測肌肉活動的紅外線發射器及偵測器,當霍金想打招呼,說「Hello」時,眼球控制紅外線感應器,選定在熒幕上輪流出現的英文字母,當屏幕出現他想要的「H」時,霍金再動眼球,這樣計算機就會不斷顯示以「H」為字頭的英單詞,當 「Hello」出現時,他只要再動一下便可以選定「Hello」,然後接著選擇下一個單詞,在整句話完畢後,計算機便會將霍金用眼球控制計算機造出的句子傳至合成器發出發聲。

霍金這種用眼球控制計算機的技術也被用在了其他更多方面,例如日本佳能公司生產的高端相機就可以利用眼球來控制相機的對焦點。


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