Zum ersten Mal sah Stephen Hawking Gordon Moore, Mitbegründer von Intel, 1997 auf einer Konferenz. Moore bemerkte, dass der Hawking-Computer, den er für die Kommunikation verwendete, auf einem AMD-Prozessor hergestellt wurde, und fragte, ob der Wissenschaftler einen „echten Computer“ mit einem Intel-Mikroprozessor erhalten möchte. Seitdem bietet Intel Hawking technischen Support an und ersetzt seinen Computer alle zwei Jahre.
Clicker statt Stimme
Hawking, der seit mehreren Jahrzehnten an ALS erkrankt ist, verpasste 1985 die Gelegenheit zu sprechen, als er nach Cern (Genf) reiste, wo er sich eine Lungenentzündung zugezogen hatte. Im Krankenhaus wurde er an ein Beatmungsgerät angeschlossen. Sein Zustand war kritisch. Die Ärzte fragten seine Frau Jane, ob sie ihn weiterhin lüften oder vom Gerät trennen und sein Leben beenden sollten. Sie weigerte sich kategorisch, die Therapie abzubrechen. Hawking wurde in das Krankenhaus von Edinburgh in Cambridge gebracht, wo die Ärzte die Infektion überwinden konnten. Damit er atmen konnte, musste er eine Tracheotomie durchführen: Durch ein spezielles Loch im Nacken führten die Ärzte einen Schlauch in seine Lunge. Infolge dieser Manipulation verlor Hawking irreversibel die Fähigkeit zu sprechen.
Stephen Hawking kommunizierte einige Zeit mit speziellen Karten, zeigte geduldig auf Buchstaben und Wörter und hob die Augenbrauen. Martin King, der Arzt, der damals mit Hawking beschäftigt war, suchte nach der Möglichkeit eines effektiveren Kommunikationssystems. Er rief die kalifornische Firma Words Plus an, sie hatten das Equalizer-Programm, mit dem der Benutzer Wörter und Befehle auf dem Computer mit einem von Hand gesteuerten Clicker auswählen kann. King kontaktierte Walter Voltots, Geschäftsführer von Words Plus, und fragte, ob sein Programm einem Physikprofessor aus England bei der Diagnose von ALS helfen könne. Es stellte sich heraus, dass Voltots eine frühere Version des „Equalizers“ herstellte, um seiner Schwiegermutter zu helfen, die ebenfalls an ALS litt und die Fähigkeit zum Sprechen und Schreiben verlor. „Ich habe gefragt, ob das Stephen Hawking ist. Aber er konnte meinen Namen nicht ohne Erlaubnis bestätigen “, sagt Voltots. "Am nächsten Tag rief er mich an und bestätigte es." Ich sagte, dass ich alles, was ich brauche, kostenlos tun werde. “
Der erste Equalizer wurde auf einem Apple II-Computer installiert und ist einem Sprachsynthesizer von Speech Plus zugeordnet. Dieses System wurde später von David Mason, dem Ehemann der Krankenschwester Hawking, der Ingenieur war, angepasst. Er stellte ein tragbares System her, das am Griff eines Hawking-Kinderwagens befestigt war. Mit diesem neuen System konnte Hawking mit einer Geschwindigkeit von 15 Wörtern pro Minute kommunizieren.
Trotzdem starben die Neuronen, die es seinem Finger ermöglichten, sich weiter zu bewegen, weiter. Bis 2008 war Hawkings Hand zu schwach geworden, um einen Clicker zu kontrollieren. Sein Schüler und Assistent, der in dieser Zeit bei ihm war, entwickelte ein spezielles Gerät „Clicker for Cheeks“. Das Gerät war mit der Brille des Wissenschaftlers verbunden und wurde mit einem niedrigen Infrarotstrahl aufgenommen, als Hawking an seinem Wangenmuskel zog.
Seit dieser Zeit hat Hawking es sehr klug gemacht, E-Mails zu schreiben, das Internet aktiv zu nutzen, Bücher zu schreiben und mit nur einem Muskel zu sprechen. Seine Kommunikationsfähigkeit nahm jedoch weiter ab. Bis 2011 konnte er nur ein oder zwei Wörter pro Minute schreiben, also schickte er einen Brief an Moore, in dem er schrieb: „Meine Rede wurde sehr, sehr langsam. Kann Intel mir irgendwie helfen? "
Erster Ansatz
Moore bat Justin Ratner, Intels CTO, das Problem zu untersuchen. Ratner stellte ein Team von Experten für Mensch-Computer-Interaktion von Intel Labs zusammen, die er anlässlich des 70. Geburtstages von Stephen Hawking am 8. Januar 2012 auf der State of the Universe-Konferenz nach Cambridge brachte. "Ich habe ein Team von Spezialisten von Intel Labs hinzugezogen", sagte Ratner dem Publikum. - Wir werden den Einsatz verfügbarer Computertechnologien sorgfältig untersuchen, um die Geschwindigkeit zu erhöhen, mit der Stephen kommuniziert. Wir hoffen, dass dieses Team einen Durchbruch schafft und eine Technik findet, die es ihm ermöglicht, auf dem Niveau zu kommunizieren, das vor einigen Jahren war. "
Hawking war zu krank, um an seiner Geburtstagsfeier teilzunehmen, und traf sich einige Wochen später in seinem Büro am Institut für Mathematik und Theoretische Physik der Universität von Cambridge mit Inlet-Experten. Das Team bestand aus fünf Personen, darunter: Horst Hausekker, Direktor eines experimentellen technischen Labors; Lama Nechman, Direktor eines Warncomputerlabors und Projektmanagers, und Pete Denman, Schnittstellendesigner. "Stephen war schon immer eine Inspiration für mich", sagte Denman, der sich auch im Rollstuhl bewegt. - Nachdem ich eine Nackenverletzung hatte und gelähmt war, ließ meine Mutter mich „Eine kurze Geschichte der Zeit“ lesen, die gerade herauskam. Sie sagte mir, dass Menschen im Rollstuhl erstaunliche Dinge tun können. Rückblickend verstehe ich, wie richtig sie war. “
Nachdem sich das Intel-Team vorgestellt hatte, begann Hausekker zu erklären, warum sie hier waren und was sie vorhatten.
Hausekker sprach ungefähr 20 Minuten lang weiter, als Hawking plötzlich sprach.
"Er begrüßte uns und sagte, wie glücklich er ist, dass wir hier sind", sagt Denman. - Unbekannt druckte er die ganze Zeit. Er brauchte ungefähr 20 Minuten, um ungefähr 30 Wörter zu schreiben. Es hat uns nüchtern ernüchtert. Es war ein Schock. Wir haben festgestellt, dass das Problem viel größer ist als gedacht. “
Zu dieser Zeit wurde eine Schnittstelle auf Hawkings Computer installiert - das Programm hieß EZ Keys, war ein Upgrade früherer Software und wurde auch in Words Plus erstellt. Es wurde mit einer Bildschirmtastatur geliefert, die auf einem grundlegenden Worterkennungsalgorithmus geschrieben war. Der Cursor scannte die Tastatur automatisch entlang von Linien und Spalten, und der Wissenschaftler musste auswählen, was durch Ziehen des Wangenmuskels erforderlich war. Dann blieb der Cursor stehen. Mit EZ Keys konnte Hawking auch die Maus unter Windows steuern und verschiedene Anwendungen auf dem Computer verwenden. Er nutzte das Internet mit Firefox und schrieb seine Vorträge mit Notepad. Er hatte auch eine Webcam für die Verwendung von Skype.
Schwierige Suche
Das Intel-Team beschloss, das veraltete Hawking-System radikal zu ändern, für das neue Geräte eingeführt werden mussten. "Justin dachte, wir würden Technologien wie Gesten- und Gesichtserkennung, Blickerkennung und eine Gehirn-Computer-Schnittstelle verwenden", sagt Nechman. "Anfangs haben wir ihm eine Menge solcher Ideen gegeben und viele Optionen ausprobiert." Diese Versuche waren eher erfolglos als erfolgreich. Technologien zur Erkennung von Augenbewegungen konnten Hawkings Blick nicht auf sich ziehen, da die Brille seiner Brille beleuchtet war. Intel Hawking testete die Technologie mit Elektroden, die seine Gedanken lesen und auf einen Computer übertragen konnten. Leider konnten wir kein greifbares Signal vom Gehirn empfangen. "Wir markieren die Buchstaben auf dem Bildschirm und der richtige wird ausgewählt, wenn das Signal angezeigt wird l kommen aus dem Gehirn, sagt Holz -. Bei mir funktioniert es gut, aber wenn Stephen versucht, es funktionierte nicht gut genug, um nicht stellte sich heraus, ein ausreichend starkes Signal aufgrund von Rauschen zu fangen „..
„Je mehr wir mit ihm gesprochen und seine Kommentare angehört haben, desto mehr kam es zu uns, wonach er wirklich gefragt hat. Neben der Erhöhung der Kommunikationsgeschwindigkeit mussten neue Optionen für die Interaktion mit einem Computer entwickelt werden “, sagt Nechman. Nach seiner Rückkehr zu Intel Lab und mehreren Monaten Recherche drehte Denman ein 10-minütiges Video und schickte es an Hawking. Das Video zeigte einen Prototyp einer neuen Benutzeroberfläche, die sie erstellen wollten, und er brauchte Feedback von Hawking. "Wir haben nur wenige Änderungen vorgenommen, wir wollten sein System nicht radikal ändern", sagt Denman. Zu den Änderungen gehörten Optionen wie eine „Zurück-Schaltfläche“, mit der Hawking nicht nur Buchstaben löschen, sondern auch navigieren und den Cursor rückwärts bewegen konnte. Es wurde auch ein Algorithmus hinzugefügt, um das Wort zu erraten, und ein anderer Algorithmus, der vorschlug, dass er eines der möglichen nächsten Wörter auswählt, bevor er mit der Eingabe beginnt.
Laut Denman bezog sich die Hauptänderung jedoch auf die Lösung des größten Problems, das Hawking mit seiner aktuellen Benutzeroberfläche hatte - fehlende Buchstaben.
"Stephen hat oft die falsche Taste gedrückt, wenn er den Buchstaben neben dem gewünschten gedrückt hat", sagt Denman. "Nachdem er den Brief verpasst hatte, kam er zurück, wieder falsch gedrückt, wieder zurückgekommen ... Es war unerträglich langsam und beunruhigte ihn sehr."
Das Problem wurde durch Hawkings Perfektionismus verschärft. "Das ist wirklich sehr wichtig für ihn - dass seine Gedanken so genau wie möglich formuliert und geschrieben sind und dass die Zeichensetzung absolut korrekt ist", sagt Nechman. "Er hat gelernt, geduldig genug zu sein, um ein Perfektionist zu bleiben." Er ist nicht die Art von Person, die nur die Essenz der Botschaft vermitteln will. Er ist derjenige, der sich darum kümmert, der Beste zu sein. “
Um das Problem mit falsch eingegebenen Buchstaben zu lösen, fügte ein Team von Intel einen Prototyp hinzu, der Hawkings Absichten interpretieren konnte und nicht das, was er bereits eingegeben hatte. Zu diesem Zweck haben wir denselben Algorithmus verwendet, der in der Textverarbeitung und in der Mobilkommunikation verwendet wird. "Dies ist eine enge Interaktion, man muss sich daran gewöhnen", erklärte das Video. - Als das erste iPhone auf den Markt kam, beschwerten sich die Leute darüber, dass der Text vorhergesagt wurde, aber dieses Unbehagen ging schnell vorbei und die Benutzer mochten diese Option. Das Problem ist, dass es Zeit braucht, um sich daran zu gewöhnen, und Sie die Kontrolle auf das System übertragen müssen. Diese Option könnte Ihre Geschwindigkeit erhöhen und es Ihnen ermöglichen, sich auf den Inhalt zu konzentrieren. "
Abschließend sagte das Video: "Wie hoch sind Ihre Sorgen oder Ängste?"
Unerwartete Schwierigkeiten - zu viele Innovationen
Im Juni dieses Jahres kam Hawking zu Intel Labs, wo Denman und sein Team ihm ein neues System vorstellten, das sie ASTER (Assistive Text EditoR - Assistent für die Texteingabe) nannten.
"Einige Ihrer aktuellen Software ist etwas veraltet", sagte Denman. - Nun, es ist sehr veraltet, aber Sie sind es gewohnt, es zu verwenden. Deshalb haben wir nur die Methode geändert, mit der der Vorhersagealgorithmus für die Wörter nach dem eingegebenen Wort funktioniert. Dies hilft, jedes Mal das richtige Wort einzugeben, selbst wenn ein Buchstabe falsch geschrieben oder übersehen wird ".
"Dies ist eine enorme Verbesserung gegenüber der vorherigen Version", sagte Hawking. - Gefällt mir sehr".
Sie haben eine neue Benutzeroberfläche für den Hawking-Computer erstellt und Denman war der Meinung, dass alles in Ordnung war und sie auf dem richtigen Weg waren. Aber bis September erhielten sie Kommentare von Hawking: Er akzeptierte das neue System nicht. Es war zu schwierig für ihn. Der Prototyp mit der Zurück-Taste und der Algorithmus mit den fehlenden Buchstaben erwiesen sich als verwirrend und mussten überprüft werden. "Er ist einer der brillantesten Köpfe unserer Zeit, aber wir sollten nicht vergessen, dass er keine Erfahrung im Umgang mit moderner Technologie hatte", sagt Denman. - Er hatte nie die Gelegenheit, das iPhone zu benutzen. Wir wollten den berühmtesten 72-jährigen älteren Menschen der Welt dazu bringen, diese neue Art der Interaktion mit Technologie zu lernen. “
Denman und sein Team erkannten, dass sie anfangen mussten, anders über dieses Problem nachzudenken. "Wir dachten, wir haben die Software im herkömmlichen Sinne entwickelt, wenn Sie ein riesiges Netzwerk schließen und versuchen müssen, so viele Fische wie möglich zu fangen", sagt Denman. - Wir haben nicht verstanden, wie sehr die Entscheidung von Stephen abhängen würde. Wir mussten buchstäblich alles mit einem Laser aufklären, um eine Person zu studieren. “
Ende 2012 installierte das Intel-Team ein System, das aufzeichnete, wie Hawking mit seinem Computer interagiert. Sie haben Dutzende von Stunden Video aufgenommen, in denen verschiedene Situationen festgehalten wurden: Stephen druckt; Stephen tippt, wenn er müde ist; Stephen benutzt eine Maus; Stephen druckt, um das Fenster auf die richtige Größe zu bringen. "Ich habe das Band immer und immer wieder gesehen", sagt Denman. "Manchmal sah ich vier Mal gleich aus und fand immer noch etwas Neues."
Bis September 2013 - diesmal mit Hilfe von Jonathan Wood, einem Hawking-Assistenten - hatten sie die nächste Iteration der Hawking-Computerbenutzeroberfläche erstellt. „Ich dachte, wir haben es geschafft. Ich dachte, wir haben es geschafft “, sagt Denman. Im nächsten Monat stellte sich jedoch heraus, dass Hawking Probleme mit der Verwendung hatte. "Einer seiner Assistenten nannte es" ASTER-Folter "", erzählt Denman erneut. "Wenn sie es unter Stephen gesagt hätten, hätte er gegrinst."
Treffen Sie ASAT!
Viele Monate vergingen, bis das Intel-Team endlich eine Version entwickelte, die dem Wissenschaftler gefiel. Beispielsweise verwendet Hawking jetzt den von SwiftKey, einem in London ansässigen Startup, erstellten Wortvorhersagealgorithmus, mit dem er nach der Eingabe eines Buchstabens ein Wort auswählen kann, während er nach dem vorherigen System zum unteren Bildschirmrand gehen und ein Wort aus der Liste auswählen musste.
"Sein Wortvorhersagesystem war sehr alt", sagt Nechman. - Das neue System ist viel schneller und effizienter, aber wir mussten Stephen beibringen, es zu benutzen. Am Anfang beschwerte er sich und erkannte erst später: Er wusste bereits, welches Wort sein vorheriges System hätte vorhersagen können. Er war früher ein System, das Worte vorhersagt. " Intel hat mit SwiftKey zusammengearbeitet, um dem System eine große Menge an Hawking-Dokumenten hinzuzufügen. In einigen Fällen muss es nun nicht mehr lange dauern, bis das System den Kontext bestimmt. "Der Ausdruck" Schwarzes Loch "erfordert keine lange Eingabe", sagt Nechman. - Wenn Sie "das" System auswählen, wird automatisch "schwarz" angezeigt. Bei Auswahl von "schwarz" bietet das System "Loch".
Die neue Version der Benutzeroberfläche von Hawking heißt ACAT (Assistive Contextually Aware Toolkit) und enthält ein Kontextmenü, mit dem Hawking verschiedene Wortkombinationen verwenden kann, um das Sprechen und Finden von Buchstaben zu erleichtern. Vorlesungsleiter, der ihm hilft, die Zeit zu kontrollieren, in der er spricht. Die Benutzeroberfläche verfügt außerdem über eine Stummschalttaste, mit der Hawking seine Stimme ausschalten kann.
„Da er mit dem Schalter an der Wange arbeitet, kann er sich beim Essen oder Reisen versehentlich einschalten“, sagt Wood. "Aber manchmal mag er es, zufällige" Gespräche "zu führen. Er macht das die ganze Zeit und manchmal ist es völlig unangemessen. Ich erinnere mich, wie er eines Tages versehentlich „x x x x x“ druckte, und dies, das durch seinen Synthesizer ging, klang wie „Sex, Sex, Sex, Sex“.
Woods Arbeitszimmer befindet sich neben dem Hawking-Raum. Es ist eher ein Labor als ein Klassenzimmer. Eine Wand ist mit elektronischen Geräten und experimentellen Prototypen aufgehängt. Auf dem Tisch steht eine Kamera, die Teil eines laufenden Projekts mit Intel ist. "Es gibt eine Idee, eine Kamera herzustellen, die wir an Stephens Kopf befestigen können, damit sie nicht nur die Bewegung seiner Wange, sondern auch andere Gesichtsbewegungen erfasst", sagt Wood. "Er kann die Kaumuskeln auf und ab bewegen, die Maus bewegen und möglicherweise sogar seinen Kinderwagen steuern." Das ist eine großartige Idee, aber wir sind uns nicht sicher, ob es bald möglich sein wird, sie umzusetzen. “
Wunderschönes Geschlecht
Ein weiteres Pilotprojekt, das ein Jahr zuvor von Hawking-Kinderwagenherstellern vorgeschlagen wurde, ist der Joystick, der an Hawkings Kinn angebracht ist und es ihm ermöglicht, seinen Kinderwagen zu steuern. "Das ist es, worüber Stephen sehr leidenschaftlich ist", sagt Wood. - Wir haben bereits einmal versucht, Stevens Kinn und einen Joystick zu verbinden. Da sich sein Hals jedoch überhaupt nicht bewegt, ist es sehr schwierig, den Joystick zu befestigen und zu trennen. “ Wood zeigt WIRED, ein Video, das kürzlich auf diesem System getestet wurde. Darin sieht man Hawking, der seinen Wagen „steuert“ und von Anfang bis Ende einen leeren Raum durchquert. "Wie Sie sehen können, kontrolliert er es selbst", sagt Wood. "Nun, so etwas ..."
Wood zeigt WIRED, eine kleine graue Box, die nur eine Kopie von Hawkings Sprachsynthesizer enthält. Dies ist CallText 5010 - das Modell, das Hawking 1988 erhielt, als er zu Speech Plus kam, das diese „Stimme“ hervorbrachte. Eine spezielle Karte im Synthesizer enthält einen Prozessor, der Text in Sprache umwandelt. Ein solches Gerät wurde in den 1980er Jahren auch zur Automatisierung von Telefon-Sprachantworten verwendet.
"Ich versuche, eine programmierte Version von Stephens Stimme zu erstellen, weil wir uns nicht auf dieses alte Board verlassen müssen", sagt Wood. Dazu mussten wir ein Team von Speech Plus finden, das in diesen Jahren dort arbeitete. 1990 wurde Speech Plus an Centigram Communications verkauft. Centigram wiederum wurde von Lernout und Hauspie Speech Products übernommen, die später von ScanSoft im Jahr 2001 übernommen wurden. ScanSoft wurde von Nuance Communications übernommen, einem multinationalen Unternehmen mit 35 Niederlassungen und mehr als 1.200 Mitarbeitern. Wood kontaktierte sie. "Sie hatten dieses Programm mit Stevens Stimme von 1986", sagt Wood. "Wir haben sie unter den Backups in Nuence gefunden."
Seine Stimme wurde in den frühen 1980er Jahren von MIT-Ingenieur Denis Klatt kreiert, einem der Pioniere bei der Entwicklung von Algorithmen zur Rechtschreibung von Texten. Er erfand DECtalk, eines der ersten Geräte, das getippten Text in Sprache übersetzt. Dann nahm er drei Stimmen auf - seine eigenen, Frauen und Töchter. Die weibliche Stimme hieß "Betty Better", die Stimme des Kindes war "Kleinkind" und die männliche Stimme hieß "Magnificent Paul". "Magnificent Paul" ist Hawkings Stimme.
Professor Hawking und sein Team von Technikern
Stephen Hawking kämpft seit mehr als 50 Jahren mit degenerativen Erkrankungen der Motoneuronen. Leider ist die Sprechgeschwindigkeit des Professors im Laufe der Jahre gesunken, und 2011 fragte er Intel-Mitbegründer Gordon Moore, ob Intel ihm bei der Aktualisierung und Bereitstellung eines effizienteren Systems helfen könne.
Intel hat die Bestellung abgeschlossen und verspricht, das Programm ACAT (Assistive Context Aware Toolkit) im Januar 2015 frei zugänglich zu machen. Weltweit leiden mehr als 3 Millionen Menschen an einer degenerativen Erkrankung der Motoneuronen. Bald können sie die Open-Source-Entwicklung von Intel nutzen. Darüber hinaus können Forscher das Programm unter der Kontrolle von Berührung, Blinzeln, Augenbrauenbewegung und auf andere Weise verfeinern.
Die Software wird auf Basis der SwiftKey-Technologie und mit Hilfe von Spezialisten dieses Unternehmens erstellt.
Die Entwicklung von ACAT dauerte drei Jahre, und SwiftKey engagierte sich vor zwei Jahren. Der neue Hawking-Synthesizer sagt Eingabewörter voraus, wie dies SwiftKey auf Mobilgeräten tut. Infolgedessen muss der Professor nur 20% der Zeichen für die Eingabe eingeben.
Der Hawking-Synthesizer wurde ursprünglich in Form eines Hebels am Stuhl hergestellt, mit dem er Buchstaben auf dem Computerbildschirm auswählte. Er benutzte das System mehrere Jahrzehnte lang fast unverändert. Noch vor wenigen Jahren wurde ein Infrarotsensor an der Hawking-Brille angebracht, um die Buchstaben in Blickrichtung anzuzeigen.
Mit ACAT wählt der Professor ganze Wörter anstelle von Buchstaben aus. Infolgedessen verdoppelte sich die Geschwindigkeit der Texteingabe, und die Ausführungszeit der häufigsten Aufgaben verzehnfachte sich (Surfen im Internet usw.).
Das ACAT-Programm wurde unter Berücksichtigung des Wortschatzes entwickelt, den der Professor den Entwicklern übergab. Wenn der Programmcode geöffnet wird, kann die Wörterbuchhülle wahrscheinlich für jeden Benutzer individuell angepasst werden.
Intel hilft Stephen Hawking bei der Auswahl der Computerhardware seit 1997, als Gordon Moore bemerkte, dass Stephen einen Computer mit einem AMD-Prozessor verwendete. Seitdem kann Intel Hawking-Computer alle zwei Jahre aktualisieren.
Professor Hawking kommentierte die Installation eines neuen Sprachsynthesizers wie folgt: „Die Medizin konnte mich nicht heilen, deshalb verlasse ich mich auf Technologie, um zu kommunizieren und zu leben. Intel unterstützt mich seit fast 20 Jahren und lässt mich jeden Tag das tun, was ich liebe. Die Entwicklung dieses Systems hat das Potenzial, das Leben von Menschen auf der ganzen Welt zu verbessern, und ist ein fortschrittliches System zur Sicherstellung der menschlichen Kommunikation und zur Überwindung von Kommunikationsbarrieren, die zuvor im Weg standen. “
Im Alter von 21 Jahren diagnostizierten Ärzte bei Stephen Hawking eine degenerative Motoneuronerkrankung. Experten glaubten, dass er maximal 25 Jahre alt werden würde. Jetzt ist der Professor 72 Jahre alt.
Der verstorbene Wissenschaftler Stephen Hawking revolutionierte das Verständnis von Schwarzen Löchern und seine synthetische, computergenerierte Stimme wurde nach der Beerdigung in den Weltraum geschickt.
Am 15. Juni wurde in London in der Westminster Abbey der Astrophysiker und Wissenschafts-Popularisierer Stephen Hawking beigesetzt. Der Wissenschaftler verabschiedete sich von seinen Freunden, Verwandten und Kollegen in der wissenschaftlichen Arbeit, schreibt die BBC.
Stephen Hawking wurde in der Abtei zwischen den Gräbern von Isaac Newton und Charles Darwin beigesetzt. Die Reden bei der Gedenkfeier wurden von Hawkings langjährigem Freund und Kollegen Astrophysiker Kip Thorne, dem Schauspieler Benedict Cumberbatch, der den Wissenschaftler im Luftwaffenfilm spielte, dem Astronauten Tim Peak und vielen anderen gehalten.
An der Zeremonie nahmen etwa tausend Fans des Wissenschaftlers aus 100 Ländern teil, die die Begräbniseinladung in der Lotterie gewannen. Insgesamt nahmen rund 25.000 Menschen an der Verlosung von Tickets teil.
Es wurde berichtet, dass die Website, auf der die Einladungen gespielt wurden, auch Zeitreisenden, die spätestens 2038 geboren wurden, die Teilnahme zur Teilnahme ermöglichte. Ob jemand von den ungeborenen Bewohnern der Erde gekommen ist, ist nicht angegeben.
Außerdem wurden Studenten zur Beerdigung eingeladen, die wie Hawking nur mit Sprachsynthesegeräten sprechen können.
Nach der Abschiedszeremonie mit Hawking wurde sein Appell an Cosmos mit musikalischer Begleitung im Arrangement des Komponisten Vangelis an das der Erde am nächsten gelegene Schwarze Loch gesendet. Alle Gäste der Zeremonie erhielten eine CD mit einer Sprachaufzeichnung.
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Stephen Hawking traf Gordon Moore, Mitbegründer von Intel, 1997 auf einer Konferenz. Moore bemerkte, dass Hawkings Computer, mit dem er mit anderen Menschen kommunizierte, auf einem AMD-Prozessor läuft, und fragte ihn, ob er stattdessen einen „echten Computer“ mit einem Intel-Prozessor haben möchte. Seitdem hat Intel Hawking PCs und technischen Support zur Verfügung gestellt und alle zwei Jahre veraltete Geräte ausgetauscht.
Hawking verlor 1985 seine Sprechfähigkeit, als er sich während einer Reise zum CERN in Genf eine Lungenentzündung zugezogen hatte. Im Krankenhaus wurde er künstlich beatmet. Sein Zustand war kritisch. Die Ärzte fragten Hawkings damalige Frau Jane, ob sie ihn vom lebenserhaltenden Apparat trennen sollten - sie lehnte dies entschieden ab. Hawking wurde in das Addenbrook Hospital in Cambridge gebracht, wo die Ärzte die Ausbreitung der Infektion stoppen konnten. Um dem Wissenschaftler das Atmen zu erleichtern, führten sie auch eine Tracheotomie durch, bei der ein Loch in seinen Hals geschnitten und ein Schlauch in seine Luftröhre eingeführt wurde. Infolgedessen verlor Hawking irreversibel die Fähigkeit zu sprechen.
Für einige Zeit sprach Stephen mit Rechtschreibkarten, zeigte geduldig auf Buchstaben und formte Wörter mit hochgezogener Augenbraue. Martin King, ein Physiker, der mit Hawking an einem neuen Kommunikationssystem arbeitete, kontaktierte die kalifornische Firma Words Plus, deren Computerprogramm Equalizer es dem Benutzer ermöglicht, Wörter und Befehle mit einem Handklicker auf dem Computer auszuwählen. King sprach mit Walter Voltosh, CEO von Words Plus, und fragte, ob diese Software einem Professor für Physik in England bei Amyotropher Lateralsklerose (ALS) helfen könne. Voltos hat eine frühe Version von Equalizer entwickelt, um seiner Schwiegermutter zu helfen, die ebenfalls an ALS litt und die Fähigkeit zum Sprechen und Schreiben verlor. "Ich fragte, ob dieser Professor Stephen Hawking sei, aber er konnte mir ohne Erlaubnis keinen Namen geben", sagt Voltosh. „Er hat mich am nächsten Tag angerufen und es bestätigt. Ich sagte, dass ich jedem helfen werde, den ich kann. “
Equalizer betrieb zuerst einen Apple II-Computer, der einem von Speech Plus erstellten Sprachsynthesizer zugeordnet war. Dieses System wurde dann von David Mason, einem Ingenieur und Ehemann einer von Hawkings Krankenschwestern, angepasst und tragbar gemacht, wodurch es möglich wurde, es an einer der Rollstuhlhalterungen zu installieren. Mit diesem neuen System konnte Hawking mit einer Geschwindigkeit von 15 Wörtern pro Minute kommunizieren.
Der Nerv, der es ihm ermöglichte, seinen Daumen zu bewegen, verschlechterte sich jedoch weiter. Bis 2008 war Hawkings Hand zu schwach geworden, um einen Clicker zu benutzen. Zu dieser Zeit entwickelte sein Assistent ein Gerät, das den Wangenmuskel steuern konnte. An seiner Brille befestigt, konnte es mit einem nach unten gerichteten Infrarotstrahl erkennen, wenn Hawking den Muskel seiner Wange belastete. Seitdem ist Hawking erfolgreich darin, E-Mails und Bücher zu schreiben, im Internet zu surfen und mit nur einem Muskel zu sprechen. Seine Kommunikationsfähigkeit nahm jedoch weiter ab. Bis 2011 konnte er nur wenige Wörter pro Minute „sagen“, also schickte er einen Brief an Moore, in dem er sagte: „Heutzutage ist meine Spracheingabe sehr, sehr langsam geworden. Kann Intel mir helfen? "
Moore bat Justin Rattner, CTO von Intel, das Problem zu untersuchen. Rattner stellte ein Team von Mensch-Computer-Interaktionsexperten bei Intel Labs zusammen, mit denen er zum 70. Geburtstag von Hawking nach Cambridge kam. "Ich habe ein Team von Intel Labs-Spezialisten mitgebracht", sagte Rattner dem Publikum. „Wir werden den Einsatz modernster Computertechnologie zur Verbesserung der Kommunikationsgeschwindigkeit von Stephen sorgfältig untersuchen. Wir hoffen, dass dieses Team einen Durchbruch schafft und eine Technik erfindet, die es ihm ermöglicht, auf dem Niveau zu kommunizieren, das er vor einigen Jahren hatte. "
Hawking war zu krank, um an seiner eigenen Geburtstagsfeier teilzunehmen, und traf sich einige Wochen später mit Intel-Experten in seinem Büro am Institut für Angewandte Mathematik und Theoretische Physik der Universität Cambridge. Zu der Gruppe von Wissenschaftlern und Technikern gehörten Horst Hussekker, Direktor des Experience Technology Lab, Lama Nachman, Direktor des Anticipatory Computing Lab und Projektmanager, und Pete Denman, Interactive Designer. "Stephen hat mich immer inspiriert", sagt Denman, der auch einen Rollstuhl benutzt. „Nachdem ich mir den Hals gebrochen und gelähmt hatte, gab mir meine Mutter eine Kopie der kurzen Geschichte der Zeit, die gerade zum Verkauf angeboten wurde. Sie sagte mir, dass Menschen im Rollstuhl immer noch erstaunliche Dinge tun können. Rückblickend verstehe ich, wie richtig sie war. “
Nachdem sich das Intel-Team vorgestellt hatte, übernahm Hausseker die Führung und erklärte, warum sie kamen und was ihre Pläne waren. Hausseker sprach ungefähr 20 Minuten, bis Hawking plötzlich anfing zu sprechen. "Er begrüßte uns und sagte, er sei froh, uns alle zu sehen", sagt Denman. "Wir haben nicht einmal verstanden, dass er die ganze Zeit getippt hat. Er brauchte 20 Minuten, um einen Gruß mit 30 Wörtern zu schreiben. Wir erstarrten überrascht, es war ein akuter Moment. Dann haben wir festgestellt, dass das Problem schwerwiegender ist als gedacht. "
Zu dieser Zeit war Hawkings Computerschnittstelle ein Programm namens EZ Keys, ein Update früherer Softwareprodukte, die ebenfalls von Words Plus entwickelt wurden. Sie stellte ihm eine Tastatur auf dem Bildschirm und einen grundlegenden Algorithmus zur Wortvorhersage zur Verfügung. Der Cursor bewegte sich automatisch in Zeilen oder Spalten auf der Tastatur, und Stephen konnte den gewünschten Buchstaben auswählen und mit der Wange zucken, um den Cursor anzuhalten. Mit EZ Keys konnte Hawking auch die Maus unter Windows und verschiedenen Anwendungen auf seinem Computer steuern. Er surfte mit Firefox im Internet und schrieb seine Vorträge mit Notepad. Er hatte auch eine Webcam, die er über Skype benutzte.
Das Intel-Team war schockiert über das archaische Hawking-System und schlug die Einführung völlig neuer Geräte vor. "Justin dachte, wir könnten Technologien wie Gesichtserkennung, Eye Tracking und neuronale Schnittstellen verwenden", sagt Nachman. "Zuerst haben wir viele dieser wilden Ideen und andere Standardtechnologien ausprobiert." Diese Versuche scheiterten meistens. Eye Tracking funktionierte mit Hawkings Augen wegen seiner herabhängenden Augenlider nicht. Noch bevor er sich an Intel wandte, versuchte Hawking, EEG-Sensoren zu verwenden, die seine Gehirnwellen lesen und möglicherweise Befehle an seinen Computer übertragen konnten. Auf die eine oder andere Weise konnten sie kein ausreichend starkes Signal vom Gehirn erhalten. "Wir haben verschiedene Buchstaben auf dem Bildschirm angezeigt, und er hat versucht, den richtigen Buchstaben zu wählen, nur mit seinem Gehirn", sagt Wood. "Bei mir hat es gut funktioniert, aber als Steven es versuchte, hat es nicht geklappt - wir konnten kein Signal erhalten, das stark genug war, um es vom Rauschen zu trennen."
"Je mehr wir ihn beobachteten und auf seine Vorschläge hörten, desto mehr wurde uns klar, dass er nicht nur seine Kommunikation mit anderen Menschen beschleunigen wollte, sondern ihn auch aufforderte, neue Funktionen einzuführen, mit denen er besser mit seinem Computer interagieren kann", sagt er Nachman. Nach mehreren Monaten der Recherche kehrte Denman ins Intel-Labor zurück und bereitete ein 10-minütiges Video vor, das an Hawking gesendet werden sollte. Es zeigte, welche neuen Prototypen der Benutzeroberfläche sie implementieren wollten, und bat um sein Feedback dazu. „Wir haben Innovationen entwickelt, die unserer Meinung nach seine Art der Interaktion mit dem System nicht radikal verändern, aber dennoch einen großen Einfluss auf die Geschwindigkeit seiner Rede haben werden“, sagt Denman. Zu den Innovationen gehörten Ergänzungen wie eine „Zurück-Schaltfläche“, mit der Hawking nicht nur Zeichen löschen, sondern auch in die Benutzeroberfläche zurückkehren konnte, sowie Algorithmen zur Texterkennung und Tipps für die folgenden Wörter.
Denman zufolge war die Hauptänderung der Prototyp selbst, der das wichtigste Problem lösen sollte, mit dem Hawking konfrontiert war: fehlende und falsche Buchstaben. "Stephen hat oft den falschen Buchstaben neben dem richtigen Buchstaben bekommen und ihn gelöscht", sagt Denman. „Er ist wieder in den falschen Brief geraten, wieder gelöscht und wieder nicht eingegeben, was er wollte. Dies machte die Eingabe unerträglich langsam und frustrierte ihn. " Dieses besondere Problem wurde durch Hawkings Perfektionismus verschärft. "Für ihn ist es sehr wichtig, dass seine Gedanken klar artikuliert sind und dass die Zeichensetzung absolut korrekt ist", sagt Nachman. „Er hat gelernt, geduldig genug zu sein, um immer noch ein Perfektionist zu sein. Er ist nicht derjenige, der nur die Essenz der Botschaft vermitteln will. Er ist derjenige, der wirklich möchte, dass sein Text perfekt ist. “
Um das Problem fehlender Buchstaben zu lösen, fügte das Intel-Team einen Prototyp hinzu, der Hawkings Absichten interpretiert und nicht tatsächlich eingibt. Dabei wird ein Algorithmus verwendet, der dem bei der Textverarbeitung auf Mobiltelefonen ähnelt. „Dies ist eine komplexe Interaktion, an die man glauben muss“, erklärt das Video. „Als das iPhone zum ersten Mal auf den Markt kam, beschwerten sich die Leute über das Vorhersage-Set, aber das Misstrauen machte schnell der Begeisterung Platz. Das Problem ist, dass es etwas Zeit braucht, um sich daran zu gewöhnen, aber Sie dürfen das System bei seiner Arbeit nicht stören. Diese Funktion kann dann das Schreiben von Text beschleunigen und es Ihnen ermöglichen, sich auf den Inhalt zu konzentrieren. "
Am Ende des Videos stellte Denman die Frage: "Wie aufgeregt oder besorgt sind Sie?" Im Juni dieses Jahres besuchte Hawking Intel Labs, wo Denman und sein Team ihm das neue System vorstellten, das ursprünglich ASTER (ASSistive Text EditoR) hieß. "Ihre aktuelle Software ist etwas veraltet", sagte Denman ihm. "Nun, das heißt, es ist sehr altmodisch, aber Sie sind es gewohnt, es zu verwenden. Deshalb haben wir die Methode geändert, mit der Ihre Vorhersage des nächsten Wortes funktioniert, und jetzt kann es das richtige Wort viel genauer auswählen, selbst wenn keine Buchstaben darin eingegeben sind."
"Dies ist eine große Verbesserung gegenüber der vorherigen Version", sagte Hawking. "Ich mag das wirklich."
Sie implementierten eine neue Benutzeroberfläche auf dem Hawking-Computer. Denman dachte, sie wären auf dem richtigen Weg. Ab September erhielten sie Feedback: Der Wissenschaftler passte sich nicht an das neue System an. Es war zu kompliziert. Prototypen wie der Zurück-Button und das Korrigieren fehlender Buchstaben waren verwirrend und mussten geändert werden. "Er ist einer der klügsten Menschen der Welt, aber wir dürfen nicht vergessen, dass er nicht der modernen Technologie ausgesetzt war", sagt Denman. „Er hatte nie die Gelegenheit, das iPhone zu benutzen. Wir haben versucht, dem berühmtesten und klügsten 72-jährigen Großvater der Welt beizubringen, diese neue Art der Interaktion mit Technologie zu lernen. "
Denman und der Rest des Teams erkannten, dass sie anfangen mussten, anders über das Problem nachzudenken. „Wir dachten, wir entwickeln Software im herkömmlichen Sinne, bei der Sie ein riesiges Netzwerk schließen und versuchen, so viele Fische wie möglich zu fangen“, sagt Denman. „Wir haben nicht verstanden, wie sehr Design von Stephen abhängen würde. Wir hätten uns darauf konzentrieren sollen, eine Person auszubilden. “
Ende 2012 erstellte das Intel-Team ein System, das sorgfältig aufzeichnete, wie Hawking mit seinem Computer interagiert. Sie haben Dutzende von Stunden Video aufgenommen, das verschiedene Situationen abdeckte: Stephen druckt, Stephen druckt, wenn er müde ist, Stephen arbeitet mit der Maus, Stephen versucht, das Fenster mit der richtigen Größe zu bekommen. "Ich habe diese Aufnahmen immer wieder gesehen", sagt Denman. "Manchmal habe ich das Video viermal schneller laufen lassen und trotzdem etwas Neues gefunden."
Bis September 2013 hatten sie mit Hilfe von Jonathan Wood, einem Hawking-Assistenten, eine weitere Version der Benutzeroberfläche auf dem Computer des Wissenschaftlers implementiert. "Ich dachte, wir haben es geschafft, und das Problem ist gelöst", sagt Denman. Im nächsten Monat wurde jedoch klar, dass Hawking erneut Probleme mit der Anpassung hatte. "Einer seiner Assistenten nannte es" ASTER-Folter "", erinnert sich Denman. "Als sie das sagten, versuchte Stephen zu grinsen."
Viele Monate vergingen, bis das Intel-Team eine Version entwickelte, die Hawking gefiel. Beispielsweise verwendet er jetzt den adaptiven Wortprädiktor des in London ansässigen Startups SwiftKey, mit dem er nach Eingabe eines Buchstabens ein Wort auswählen kann, während das vorherige Hawking-System ihn aufforderte, zum Ende seiner Benutzeroberfläche zu gehen und ein Wort aus der Liste auszuwählen. "Sein Wortvorhersagesystem war sehr alt", sagt Nachman. „Das neue System ist viel schneller und effizienter, aber wir mussten Stephen schulen, damit er es nutzen kann. Zuerst beschwerte er sich über sie, und erst dann verstand ich warum: Er wusste bereits, welche Worte sein vorheriges System vorhersagen würde, und er war daran gewöhnt. “ Intel begann mit SwiftKey zu arbeiten und integrierte viele Dokumente von Hawking in das System. In einigen Fällen musste kein einziges Zeichen mehr eingegeben werden, damit der Prädiktor das richtige Wort basierend auf dem Kontext erraten konnte. "Der Ausdruck" Schwarzes Loch "erfordert jetzt weniger Texteingabe", sagt Nachman. „Die Eingabe des Wortes Schwarz sagt sofort ein Loch voraus.
Die neue Version der Hawking-Benutzeroberfläche (jetzt ACAT - Assistive Contextually Aware Toolkit) enthält Kontextmenüs, die Stephen verschiedene Verknüpfungen zum Sprechen, Suchen nach Informationen im Internet oder zum E-Mail-Versand bieten. Außerdem ist ein neuer Vorlesungsmanager eingebaut, der ihm die Kontrolle über den Zeitpunkt des Schreibens der Antwort während der Gespräche gibt. Es hat auch eine Stummschalttaste - eine merkwürdige Funktion, mit der Hawking seinen Sprachsynthesizer stummschalten kann. "Weil er seinen Schalter auf seiner Wange steuert und wenn er isst oder reist, erstellt er eine zufällige Reihe von Wörtern", sagt Wood. „Aber es gibt Zeiten, in denen er gerne zufällige Reden macht. Er tut dies die ganze Zeit und manchmal völlig unangemessen. Ich erinnere mich, wie er versehentlich "x x x" tippte, was durch seinen Synthesizer wie "Sex Sex Sex" klang.
Woods Büro befindet sich neben Hawkings Büro, obwohl es eher wie eine Werkstatt aussieht. In der Nähe einer Wand werden elektronische Geräte und experimentelle Prototypen abgeladen. Auf dem Tisch steht eine Kamera, die Teil des aktuellen Projekts mit Intel ist. "Die Idee ist, dass eine Kamera, die auf Stephens Gesicht gerichtet ist, nicht nur seine Wangen, sondern auch andere Gesichtsbewegungen liest", sagt Wood. „Er konnte seinen Kiefer seitlich nach oben oder unten bewegen, um den Cursor und möglicherweise sogar seinen Rollstuhl zu steuern. Das sind großartige Ideen, aber sie werden nicht bald fertiggestellt. “
Ein weiteres Pilotprojekt, das Hawkings Rollstuhlhersteller Anfang 2015 vorgeschlagen haben, ist ein Joystick, der am Kinn des Wissenschaftlers befestigt ist und es ihm ermöglicht, sich in seinem eigenen Rollstuhl zu bewegen. "Das ist es, worüber Stephen sehr leidenschaftlich ist", sagt Wood. „Das Problem ist der Kontakt zwischen Stevens Kinn und dem Joystick. Da er seinen Hals nicht bewegen kann, ist es schwierig, den Joystick zu aktivieren oder zu deaktivieren. “ Wood zeigt ein Video eines kürzlich durchgeführten Tests dieses Systems. Darin sieht man Hawking, der seinen Kinderwagen kaum durch den Raum bringen kann. "Wie Sie sehen können, hat er es geschafft, sie zu kontrollieren", sagt Wood. "Nun, irgendwie geschafft."
Wood zeigt eine kleine graue Box, in der eine einzelne Kopie von Hawkings Sprachsynthesizer gespeichert ist. Dies ist CallText 5010, ein Modell, das Stephen 1988 zur Verfügung gestellt wurde, als er die Firma besuchte, die es herstellte - Speech Plus. Die Platine im Synthesizer verfügt über einen Prozessor, der Text in Sprache umwandelt. Dieses Gerät wurde in den 1980er Jahren auch für automatische Anrufbeantworter verwendet.
"Ich versuche, eine Softwareversion von Stephens Stimme zu erstellen, damit wir uns nicht auf diese alten Geräte verlassen", sagt Wood. Dazu musste er das Schicksal des Speech Plus-Teams verfolgen. 1990 wurde dieses Unternehmen an Centigram Communications verkauft. Centigram wurde von Lernout und Hauspie Speech Products übernommen, die wiederum 2001 von ScanSoft übernommen wurden. ScanSoft wurde von Nuance Communications übernommen, einem multinationalen Unternehmen mit 35 Büros und 1.200 Mitarbeitern. Wood kontaktierte sie. "Sie hatten Software mit Stevens Stimme von 1986", sagt Wood. "Sieht so aus, als hätten wir ihn auf der Nuance-Sicherungskassette gefunden."
Hawking wurde sehr an seine Stimme gebunden: Als Speech Plus ihm 1988 einen neuen Synthesizer gab, war die Stimme anders und er bat sie, sie durch das Original zu ersetzen. Seine Stimme wurde in den frühen 80er Jahren von MIT-Ingenieur Dennis Clatt kreiert, einem Pionier der Text-zu-Sprache-Algorithmen. Er erfand DECtalk, eines der ersten Geräte, die für solche Aufgaben entwickelt wurden. Anfangs nahm er drei Stimmen auf - seine Frau, seine Tochter und sich selbst. Die weibliche Stimme hieß Betty Better, die Stimme des Kindes war Little Whale und die männliche Stimme war Perfect Sex. Und in dieser Stimme sagt Stephen Hawking.
Leider werden viele von Intels Ideen niemals in Erfüllung gehen - Hawking, einer der größten Wissenschaftler unserer Zeit, starb am 14. März im Alter von 77 Jahren in seinem Haus. Hoffen wir jedoch, dass diese Ideen anderen Menschen mit ALS helfen, bequemer mit ihren Mitmenschen zu kommunizieren und ihre Computer zu verwalten.
