霍金輸入法更迭背后的人機(jī)交互變革

1963年，年僅21歲的霍金不幸患上了一種名為“肌肉萎縮性側(cè)索硬化癥”的疾病，這種病通常又被稱作“漸凍癥”。2014年風(fēng)靡一時(shí)的“冰桶挑戰(zhàn)”，其由來便是為漸凍癥病人捐款而發(fā)起，霍金表達(dá)了對(duì)這起活動(dòng)的支持并欣然接受了挑戰(zhàn)，他的幾位子女代代其以冰水澆頭。

1985年，在一場(chǎng)嚴(yán)重的肺病中，霍金被迫接受了穿氣管手術(shù)，自此被徹底剝奪說話的能力，演講和問答只能通過語音合成器來完成。1997年開始，英特爾公司為霍金提供定制電腦，并提供技術(shù)支持。在英特爾最近一次系統(tǒng)檢修中，輸入法廠商SwiftKey抓住機(jī)會(huì)將團(tuán)隊(duì)研發(fā)的智能輸入法集成到了電腦系統(tǒng)中。

霍金“輸入法”三十年簡(jiǎn)史

SwiftKey輸入法于2008年由瓊·雷諾茲和本·梅德洛克二人開發(fā)出來，其特別之處在于具備滑行輸入和聯(lián)想功能，用戶只需要用手指在想要輸入單詞的幾個(gè)字母之間滑行，系統(tǒng)詞庫便可以把需要的單詞找出來，并可在輸入過程中預(yù)測(cè)下一個(gè)單詞或短句。據(jù)說，整合了SwiftKey的輸入系統(tǒng)幫助霍金將說話速度提高了一倍。

最初霍金使用一種按鍵裝置配合一款名為“Equalizer”軟件輸入文本，輸入過程中光標(biāo)會(huì)在字母表上逐行掃描，當(dāng)光標(biāo)停留在想要輸入的字母上時(shí)，霍金按下按鍵選定字母，系統(tǒng)同時(shí)給出以該字母開頭的聯(lián)想單詞。后來霍金病情進(jìn)一步惡化，拇指運(yùn)動(dòng)神經(jīng)逐漸失去活力。之后，霍金曾短暫嘗試過眼球追蹤技術(shù)，讓鼠標(biāo)指針對(duì)著目光移動(dòng)，以眨眼完成點(diǎn)擊命令，但最終因?yàn)檠鄄€嚴(yán)重下垂而放棄。于是英特爾將一個(gè)紅外線探測(cè)器安裝在霍金的眼鏡上，用以探測(cè)臉頰一塊肌肉的抽動(dòng)，一次抽動(dòng)等于一次點(diǎn)擊，于是從2008年開始霍金變成了“用一塊肌肉說話的人”。2012年，美國(guó)腦神經(jīng)科學(xué)家曾嘗試?yán)媚X電波讀取技術(shù)幫助霍金提高輸入速度，但因?yàn)樽x取的準(zhǔn)確性太低最終放棄。

此后，英特爾對(duì)霍金的輸入系統(tǒng)進(jìn)行了大規(guī)模的改造，最終推出一套交互系統(tǒng)工具包，上文中提到的SwiftKey輸入法被整合其中，并支持用戶通過眨眼，眉毛的動(dòng)作等進(jìn)行交互操作。在此之前，SwiftKey團(tuán)隊(duì)先讓系統(tǒng)學(xué)習(xí)了一下霍金已經(jīng)發(fā)表和尚未發(fā)表的作品，以構(gòu)建一套帶有霍金風(fēng)格的語言模型，從而讓電腦輸出的語言風(fēng)格更貼近霍金本人。一直到今天，這套輸入方式仍被霍金所采用。

事實(shí)上，SwiftKey的滑行輸入和聯(lián)想功能在今天已經(jīng)不是什么新鮮功能，谷歌以及國(guó)內(nèi)的百度、搜狗、觸寶等主流輸入法都已經(jīng)具備這兩項(xiàng)功能。不過對(duì)于習(xí)慣九宮格和全鍵盤輸入的普通用戶而言，滑行的輸入方式使用起來并不是特別舒適。但對(duì)霍金這樣的殘障人士而言確是項(xiàng)了不起的技術(shù)。

并非每個(gè)人都像霍金一樣幸運(yùn)

全球有300萬漸凍癥病人以及數(shù)以千萬計(jì)的四肢癱瘓病人，并非每個(gè)人都像霍金一樣幸運(yùn)。2014年底英特爾在推出為霍金定制的交互系統(tǒng)工具包之后，宣布要將其開源，但不知何種原因至今沒有消息。不過即便工具包開源也并不意味著所有漸凍癥病人都可以開口說話，首先你要擁有一套霍金那樣的輔助替代溝通設(shè)備。

好萊塢制片人米克·埃貝林在一次慈善募捐活動(dòng)中遇到一位患有“漸凍癥”多年的街頭涂鴉藝術(shù)家托尼，埃貝林從加州前往紐約，準(zhǔn)備為這位全身上下只有眼球能夠活動(dòng)的藝術(shù)家開出一張愛心支票，托尼的弟弟對(duì)埃貝林說：“其實(shí)我只想聽托尼再說一句話?！碑?dāng)時(shí)的埃貝林想當(dāng)然的以為所有癱瘓病人都可以像霍金一樣使用機(jī)器交流，托尼的弟弟告訴他那套設(shè)備要花費(fèi)10000美金。這對(duì)大部分病人來說不是可小數(shù)目。

于是，埃貝林收起支票并許下一個(gè)看起來不可能實(shí)現(xiàn)的承諾，他答應(yīng)托尼的弟弟要為托尼制造一臺(tái)能夠讓其重新說話的機(jī)器。對(duì)于托尼這樣普通的漸凍癥患者來說，問題并不在于科技，而是如何讓高科技的設(shè)備價(jià)格更加平民化。正如個(gè)人計(jì)算機(jī)在誕生之初因?yàn)楦甙旱膬r(jià)格鮮有人問津一樣，我們有理由相信輔助替代溝通設(shè)備在未來將以更廉價(jià)的方式，幫助更多的漸凍癥病人“開口說話”。

也許，在等待設(shè)備走向廉價(jià)的這段時(shí)間里，霍金曾經(jīng)嘗試過的那些尚未成熟的技術(shù)將會(huì)日趨成熟，眼球追蹤技術(shù)、腦電波讀取技術(shù)，或者其他新的什么技術(shù)，將對(duì)目前的人機(jī)交互方式帶來顛覆性的改變。

那些尚未成熟的人機(jī)交互技術(shù)

霍金曾短暫使用過眼球追蹤技術(shù)完成文本輸入，但因?yàn)槠溲鄄€嚴(yán)重下垂以及操作的準(zhǔn)確性最終改用其他方式。這項(xiàng)技術(shù)主要通過紅外設(shè)備和攝像頭等圖像采集設(shè)備監(jiān)測(cè)人眼的細(xì)微變化，并根據(jù)不同變化做出相應(yīng)反應(yīng)來完成對(duì)設(shè)備的控制。輔以眨眼識(shí)別、注視識(shí)別等技術(shù)，可以在一定程度上代替鼠標(biāo)和觸摸板等輸入設(shè)備，但操作范圍十分有限。

不過作為鼠標(biāo)、觸摸板等較為成熟的人機(jī)交互方式的補(bǔ)充功能，眼球追蹤技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)十分廣闊。三星、LG均曾推出搭載該項(xiàng)技術(shù)的智能手機(jī)，通過監(jiān)測(cè)用戶的眼球變化來完成控制鎖屏?xí)r間、滾動(dòng)頁面、播放視頻等操作。不過，讓機(jī)器對(duì)人類眼睛動(dòng)作的真實(shí)意圖進(jìn)行有效識(shí)別，以判斷它是無意識(shí)運(yùn)動(dòng)還是有意識(shí)變化，并不是件容易的事。假如用戶在使用設(shè)備過程中打了個(gè)哈欠，設(shè)備是否能夠正確識(shí)別出是眼球的無意識(shí)變化從而避免作出不正確的反應(yīng)呢？

除了智能手機(jī)之外，眼球追蹤技術(shù)還應(yīng)用于電腦和汽車領(lǐng)域，一家瑞典公司曾計(jì)劃推出一款電腦外設(shè)設(shè)備，將其放置在屏幕頂部，再通過USB連接，用戶就可以利用實(shí)現(xiàn)控制電腦完成一些操作。汽車廠商通用和豐田也在該項(xiàng)技術(shù)上投入精力，通過監(jiān)測(cè)駕駛員的眼球變化來提醒其避免疲勞駕駛。不過這些技術(shù)仍處于測(cè)試階段，大規(guī)模的使用還需時(shí)日。至于通過眼球完成更為精細(xì)的文本輸入，看上去就更加遙遠(yuǎn)了。

霍金嘗試過的另外一項(xiàng)技術(shù)就更加前沿了，通過讀取腦電波來操控計(jì)算機(jī)，聽起來像是科幻電影里的情形。這項(xiàng)技術(shù)的原理是利用傳感器探測(cè)大腦頭皮電流變化和血液的流動(dòng)信息，然后根據(jù)腦電波的不同特點(diǎn)來操控設(shè)備，字母在屏幕上閃現(xiàn)，當(dāng)霍金想選中單詞時(shí)，停止大腦的反應(yīng)，設(shè)備就可以監(jiān)測(cè)、提取出來，選中這個(gè)字母或者單詞。不過讀取的準(zhǔn)確性很低，容易造成誤選。與眼球追蹤技術(shù)一樣，腦電波技術(shù)目前只應(yīng)用與簡(jiǎn)單的交互操作上，比如利用腦電波控制小球漂浮的游戲，還有通過傳感器識(shí)別用戶情緒起伏作出相應(yīng)動(dòng)作的“貓耳朵”玩具。

對(duì)于腦電波技術(shù)，相信許多人和我一樣有一些困惑和擔(dān)憂，既然傳感器可以讀取人類的腦電波，并將其轉(zhuǎn)化為普通電波輸入到電子設(shè)備中，那么設(shè)備能否通過輸出電波并利用傳感器反過來對(duì)人類大腦形成干擾呢？如果答案是肯定的，那么是否意味著未來人們可以像黑客入侵計(jì)算機(jī)系統(tǒng)一樣進(jìn)入人類的大腦？這一設(shè)想未免讓人不寒而栗。

三十年來，霍金在輔助替代溝通設(shè)備上的需求一定程度上引領(lǐng)著人機(jī)交互領(lǐng)域的變革，霍金每一次病情惡化都導(dǎo)致一項(xiàng)技術(shù)被迫淘汰，而科技一次次地幫助他重新“開口”講話。如今霍金面部唯一一塊能動(dòng)的肌肉也在逐漸萎縮，看起來未來能夠幫助霍金的也只有腦電波技術(shù)了。

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