霍金的轮椅

作者:SME 来源:读者

  众所周知,斯蒂芬·霍金是一个传奇,他在成名时就几乎全身瘫痪,成天坐着轮椅,连与人交谈都困难重重。

  很难想象,一个抓不起笔、开不了口,连生活都不能自理的残障人士不仅写了10余本畅销书,发表了多篇有影响力的论文,还参演了多部影视剧作品。这背后靠的不是什么伟大的女人,靠的是他的轮椅。

  霍金在年仅21岁时就被诊断出患有肌萎缩性侧索硬化症(又名“渐冻症”),他的肌肉会渐渐萎缩,失去力量,最终蔓延至呼吸和吞咽的相关肌群,有很大概率死于呼吸衰竭。

  

  随着病情持续恶化,霍金必须依靠拐杖才能出行。几年后,霍金已无法站立,虽然他曾十分不愿使用轮椅,但面对现实,他只有这一个选择。霍金与轮椅将近50年的羁绊正式开始。

  起初,轮椅只是霍金的代步工具,他除行动上的不便之外,并没有什么异于常人的地方。他依旧能和别人谈笑风生,还能缓慢地写下一些公式。

  不过很快霍金的病情再度恶化,他不再能写字,说话也开始变得含含糊糊。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理解他说的内容。

  1985年,霍金在欧洲访问时患上严重的肺炎,医生为他实施了气管切开手术。手术虽保住了他的性命,但他却永远失去了发声的能力。

  对霍金来说,失声后如何与人沟通,是比生死更为重要的亟待解决的问题。他也尝试了很多方法,但没有一种能让人满意,比如最原始的拼写板。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,一个字母一个字母地拼成词语。这套“眉目传情”的功法必须要两个人配合完成,拼一个单词要花上数分钟,麻烦至极。

  

  重新让霍金“说话”,不仅仅是他自己的愿望,也是学术界迫切的需求。物理学家马丁·金最先想到用一套辅助软件跟霍金交流,他找到美国加利福尼亚Words+公司的CEO,请求他帮助霍金教授。这位CEO曾经开发过一套名为Equalizer的软件,以帮助同样患有渐冻症的岳母。当他得知要帮助的对象是霍金教授时,他立刻表示将全力以赴。

  为了方便霍金运行这套软件,他们在霍金的轮椅上安装了AppleII电脑以及一个显示器。这套系统的运行原理其实很简单——光标会一行一行地扫过屏幕上显示的字母表,霍金只需要在光标经过他想要的字母时,给电脑一个确认指令,便能实现输入。

  彼时,霍金每分钟能拼出15~20个单词。

  恢复写作的同时,霍金的家人和朋友又找到一家开发语音合成器的公司,希望可以帮助霍金发声。

  这家公司生产的设备主要用于电话自动应答系统。收到来自霍金的求助,他们备感荣幸。技术人员改造了一台CallText5010设备,用上了当时最好的文字转换语音处理器,并在1988年将其赠送给霍金。这样,霍金在输入文字后就能大声地“说话”了。

  不过,这台安装在轮椅上的硬件并不完美,它发出的声音也并不是我们现在熟知的霍金的声音。霍金本人也对这点十分不满,他要求替换成自己的声音。

  于是,麻省理工学院的工程师为霍金制作了3种声音,分别是他妻子、他女儿,以及他本人的声音。可能是因为这些工作都是由美国人完成的,霍金的语音至今都带有明显的美式口音。

  靠着科技力量,霍金得以继续写作出书。他整理了之前的书稿,出版了震惊世界的《时间简史》。

  1997年,英特尔团队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,并承诺每隔两年将硬件升级一次。

  随着病情持续恶化,霍金仅剩面部的部分肌肉可以活动,他的装备面临又一次大的改造。

  霍金的研究生助理为他设计了一个名叫“cheekswitch”的装置,这个装置可以安装在眼镜框上,用红外线检测霍金右脸颊的一块肌肉活动。霍金用脸部肌肉替代手指打字,虽然仍能进行写作,但他的打字速度降到每分钟5~6个单词。

  不幸的是,这块唯一能动的肌肉也在逐渐僵硬。

  为了改善这种情况,英特尔的技术人员考虑用当时最新的眼球追踪技术来替代旧系统,用眼神当光标。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。

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

  工程师团队不得不另辟蹊径,将研发重点放在改善软件输入效率上。团队与在智能手机输入法领域备受好评的SwiftKey公司合作,采集霍金的大量文档,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。比如输入“时间”,软件便会联想出“简史”。

  

  同时新软件还添加了很多便捷操作,包括:一键静音,全屏幕任意位置的鼠標点击功能,快速搜索,收发电子邮件。利用新软件,霍金不仅提高了输入效率,还能方便地上网。

  目前,英特尔团队开放了这套ACAT(AssistiveContext-AwareToolkit)软件的源代码,并将其托管在著名开源社区GitHub,免费让残障人士使用。

  

  除给霍金的轮椅提供计算机技术支持外,英特尔团队也改进了轮椅的很多设计:改善人体工程学设计;通过红外线操控霍金办公室和家中的电视机、音响、灯光、门;开发多功能感应系统——实时监控霍金的各项生理指标,评测他的健康状况,记录轮椅的使用状况,以及感应轮椅所到之处的安全问题。

  (杨帆摘自微信公众号“SME”)

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