Человек как интерфейс

Архив

С 1997 года в Кембридже работает и лаборатория Microsoft (три других научных центра фирмы прописаны в Рэдмонде, Сан-Франциско и, не удивляйтесь, в Пекине), которую возглавляет профессор Роджер Нидхэм (Roger Needham). Сфера ее интересов отнюдь не ограничивается традиционным для Microsoft программным обеспечением: в Microsoft Research работает несколько рабочих групп, занимающихся среди прочего исследованиями распределенных систем и сетей, способами обработки больших объемов информации, человеко-машинными интерфейсами (распознавание естественных способов самовыражения человека, таких как речь, жесты, мимика и т. п.), самообучающимися компьютерными системами, языками программирования и так называемыми функциональными абстрактными языками (Functional Languages), компиляторами, криптографией и многим другим.

В середине апреля (почти сразу после решения суда по делу Microsoft) лаборатория Microsoft Research провела первое за свою не слишком долгую историю масштабное мероприятие для прессы - Microsoft Research Day, на которое пригласили и "КТ". Мне удалось пообщаться там с работающими в Кембридже учеными, и ниже я поделюсь своими впечатлениями.

Одной из особенностей Microsoft Research является то, что исследователи имеют широкую свободу действий и работают без жесткой привязки к срокам или к существующим продуктам Microsoft. Наверное, это не очень хорошо для компании с точки зрения сиюминутной выгоды, зато приводит к появлению новых идей. Конечно, тамошние исследователи, несмотря на все свободы, не столь смелы и эксцентричны в поступках, как знаменитый профессор Кевин Уорик (Kevin Warwick), вжививший себе чип под кожу. Но, тем не менее, профессор Нидхэм считает полностью справедливым прогноз о будущем доминировании "повсеместного компьютинга" (ubiquitous computing) [2], и в темах исследований его сотрудников чувствуется сильное влияние такого подхода.

Самыми интригующими разработками, на мой взгляд, занимается группа Hardware Systems, представленная в Кембридже Линдси Уильямс (Lyndsay Williams). Она, кстати, знаменита тем, что в 1998 году, будучи еще сотрудницей British Telecom, придумала и сделала SmartQuill - ручку, способную распознавать рукописный текст во время письма (см. врезку). Нынешние проекты Уильямс и группы Hardware Systems сосредоточены также в области мобильных и носимых компьютеров. Акцент делается на создании "человеческих" пользовательских интерфейсов для таких устройств. Честно говоря, до посещения Кембриджа я не имел представления о том, что Microsoft ведет исследования в области носимых компьютеров. Вероятно, потому, что эти исследования пока не нашли воплощения в коммерческих продуктах и не предавались широкой огласке.

По легенде, идея распознающей рукописный ввод ручки пришла к Линдси Уильямс во сне, разбудив ее среди ночи. Через пару лет после того сновидения был создан прототип, причем это была не просто ручка, а целый компьютер, способный выполнять функции органайзера, почтового клиента и пишущей машинки. В отличие от традиционных способов распознавания текста, сканирующих и анализирующих графическую информацию, в SmartQuill использовались данные о перемещении ручки в пространстве, снимаемые с помощью акселерометров. Забавно, но при таком подходе для распознавания текста не требуется сам текст! Достаточно просто водить ручкой в пространстве, выписывая слова и предложения (Об этом мы в свое время писали, см. "КТ" #269, www.computerra.ru/1998/41/39.html.) [*] После перехода Линдси в Microsoft это направление не было ею заброшено, хотя и не стало приоритетным. Впрочем, и права на торговую марку "SmartQuill" остались у British Telecom. - М.Б-З. * (обратно к тексту) - Кстати, подходит к концу обещанный тогда BT срок - два года до запуска ручки в производство. Предполагалось, что стоить ручка будет около 200 долларов - скоро увидим. И попишем. - М.Б-З.

Главный на сегодняшний день проект Hardware Systems Group называется Smart MoveX. Цель проекта, основной лозунг которого "Пользователь как интерфейс", - проанализировать различные физические параметры человека, снимаемые биометрическими датчиками, определить с их помощью, где человек находится (дома, в транспорте, на работе) и чем занимается, и использовать для оптимизации работы различных устройств. Первые приложения, в которых найдет применение идея, по мнению Уильямс, - это носимые компьютеры и мобильные телефоны.

Уже создан прототип устройства под названием XSkin, который на Microsoft Research Day продемонстрировал Дерек Мак-Оли (Derek McAuley), заместитель директора Microsoft Research. Прибор размером с пейджер регистрирует данные об освещении, частоте сердечных сокращений человека, электрическом сопротивлении его кожи, ускорении (для этого используется - здесь просматривается преемственность со SmartQuill - акселерометр ADXL202 компании Analog Devices) и т. п. Он может крепиться на ремень, и, как утверждают исследователи, его можно носить круглосуточно, не испытывая неудобств [3].

С XSkin был проведен ряд экспериментов. В одном из них сотрудник Microsoft одиннадцать часов носил устройство на себе, при этом все показания приборов записывались, а затем вручную анализировались. Оказалось, что даже на основании этих скудных данных можно сделать вывод о том, чем занимается человек. К примеру, во время интенсивной, но сидячей работы, такой как ответы на письма, вебмастеринг, редактирование данных в Excel и т. п., у "подопытного", как правило, периодически учащался пульс, а ускорение, как нетрудно догадаться, изменялось незначительно. Во время деловой встречи и пульс, и ускорение оставались почти неизменными, а прогулка на велосипеде характеризовалась резкими изменениями ускорения и учащением пульса. С помощью подобного прибора можно повышать "интеллектуальность" портативных компьютеров и средств связи. Проект должен завершиться созданием обучающегося устройства, которое по мере эксплуатации все больше "узнает" о поведении и привычках хозяина и использует эту информацию для оптимизации работы карманных приборов.

Еще один проект группы Hardware Systems носит имя Smart Skin. Судя по тому, как мало о нем информации, могу предположить, что проект недалеко ушел от стадии постановки задачи. Тем не менее, сама постановка весьма интересна: создание интерфейса, который одновременно являлся бы всей поверхностью устройства - как кожа. Такой интерфейс, к примеру, может применяться в платежных картах для идентификации хозяина по отпечаткам пальцев, автоматически включать или выключать какое-либо устройство при прикосновении к нему и т. п. Более известным примером воплощения идеи "повсеместного" компьютинга могут служить электронные книги. Участие Microsoft в развитии технологий, применяемых в электронных книгах, заключается прежде всего в разработке растеризатора - программы, преобразующей векторные шрифты в растровую картинку, которая и выводится на экран. Такая программа, разумеется, входит в состав Windows да и любую другую систему с GUI. Microsoft разработала новый тип растеризатора - ClearType, который улучшает восприятие символов с экрана. Обычно один RGB-пиксел формируется тремя (красной, зеленой и синей) точками, расположенными на экране втрое чаще, чем пикселы. Идея ClearType заключается в том, что к этим точкам можно адресоваться раздельно, реализуя по одному из направлений экрана втрое большее разрешение, чем при стандартном подходе. Большее разрешение позволяет сгладить края текстовых символов и сделать чтение с маленьких экранов комфортным. Технология реализована чисто программным путем (с помощью драйвера) и потому совместима с существующими LCD-мониторами. Вскоре, судя по всему, ClearType будет включен в стандартную поставку Windows.

Нужно отметить, что исследования в рамках проекта SmartMoveX не распространяются на методы биометрии - все сенсорные компоненты систем берутся уже готовыми, хотя в Microsoft Research есть и другие рабочие группы, одна из которых занимается разработками в области компьютерного зрения, в том числе и распознавания лиц.

О конкретном применении подобных "компьютеров с чувствами" (как их еще называют в Microsoft) ученые пока предпочитают особо не распространяться. Может быть, это связано с нехваткой фантазии, а может, с суеверной осторожностью или нежеланием попусту сотрясать воздух. Единственный пример прикладного использования XSkin, о котором рассказали сотрудники Кембриджской лаборатории, - это сотовый телефон, умеющий автоматически определять наилучшую реакцию на поступающий вызов в зависимости от того, чем занимается хозяин. Например, если он едет в машине или на велосипеде - телефон работает в режиме автоответчика или вообще не откликается.

Кстати, исследования носимых компьютеров, анализирующих поведение и действия своего хозяина, ведет не только Microsoft. В Массачусетском технологическом институте (MIT) есть группа, занимающаяся аналогичными разработками, которая пошла чуть дальше и работает не только над восприятием компьютерами движений и других физических характеристик, но и распознаванием эмоций по движениям мышц лица. Создаваемые в MIT устройства называют Affective Wearables - "эмоциональные носимые компьютеры". В отличие от коллег из Кембриджа, массачусетцы охотно говорят о возможных приложениях своих разработок (чему посвящена страница по адресу vismod.www.media.mit.edu/tech-reports/TR-432/node3.html). В их числе - компьютер, выбирающий музыку по вкусу хозяина, идентифицирующий его по мимике, принтер, способный "понять", какие фотографии нравятся хозяину, и в соответствии с этим послать их на печать. Или, например, Интернет-браузер, открывающий ссылки на те объекты, которые представляют интерес для пользователя.

Не оспаривая научное и технологическое значение таких разработок, мне представляется, что в них изначально заложено некоторое противоречие. Любое восприятие компьютерами действий или характеристик человека, не связанных непосредственно с вводом данных, предполагает, что компьютер сам становится активной стороной во взаимодействии человек - машина. Но технологи из Microsoft и MIT намерены создать устройство, которое не только облегчит человеку выполнение тех или иных функций, но и будет "ассистировать" ему в принятии решений, а иногда и принимать их за него [4]. Конструкторы видят в построении таких систем исключительно благую и гуманную цель - сделать технологию адаптирующейся под конкретного пользователя, более дружелюбной. Близка ли такая позиция принципу "повсеместного" компьютинга, при котором компьютеры "растворяются" в окружающей среде и их присутствие становится незаметным для человека? Может ли активный компьютер, сам пытающийся влиять на окружающую среду и человека, быть незаметным?

---

1 (обратно к тексту) - Впрочем, просто предполагаю...

2 (обратно к тексту) - Предложенного, кстати, умершим год назад (27 апреля 1999 года) главным технологом Xerox PARC Марком Вайзером (Mark Weiser) еще в 1991 году в статье, опубликованной журналом "Scientific American".

3 (обратно к тексту) - Интересно, как такое возможно: "круглосуточно", "на ремне" и при этом не "испытывая неудобств"? Поносить бы, "понеиспытывать"... - М.Б-З.

4 (обратно к тексту) - Живой пример - Office 2000, который по умолчанию пытается думать за хозяина, искусственно ограничивая возможности выбора меню наиболее часто используемыми пунктами. Лошадям надевают шоры, чтобы их ничто не отвлекало от работы. А пользователям - Microsoft Office? - Г.Б.