M

Cỗ máy của 'ông già thông minh nhất thế giới' Stephen Hawking

Khi Hawking đánh mất giọng nói của mình, ông đồng thời tạo động lực để các nhà khoa học làm nên một hệ thống có thể hỗ trợ các bệnh nhân ALS.

Stephen Hawking gặp Gordon Moore, người đồng sáng lập của Intel vào năm 1997 trong một hội thảo. Moore thấy máy tính mà Hawking đang dùng để giao tiếp có bộ xử lý AMD và hỏi ông liệu ông có muốn một chiếc máy tính thực sự với bộ xử lý của Intel không. Intel trở thành nhà cung cấp máy tính cá nhân và hỗ trợ kỹ thuật cho Stephen Hawking từ đó về sau. Họ thay máy tính của ông 2 năm một lần.

Công nghệ giúp Stephen Hawking giao tiếp không cần nói suốt 21 năm Intel đã cùng đồng hành với Stephen Hawking để liên tục cải tiến hệ thống nhận diện cử chỉ, quy đổi sang chữ viết và âm thanh.

'Đó là Stephen Hawking chứ gì?'

Mọi chuyện bắt đầu vào năm 1985, khi Hawking mất khả năng nói vì viêm phổi trên đường đến thăm Viện nghiên cứu hạt nhân Châu Âu (CERN) tại Geneva, Thụy Sĩ. Ông được đưa đến bệnh viện trong tình trạng nguy kịch và phải gắn ống thở.

Các bác sĩ hỏi Jane, vợ của Stephen lúc đó, rằng họ có nên ngừng hỗ trợ thở không. Cô nhất quyết từ chối.

Hawking được chuyển sang bệnh viện Addenbrooke tại Cambridge, nơi các bác sĩ xử lý nhiễm trùng và phẫu thuật để giúp ông thở. Họ khoét một lỗ trong cổ ông để đặt ống khí quản. Hawking có thể sống tiếp, nhưng không bao giờ nói lại được nữa.

Hawking giao tiếp bằng thẻ đánh vần trong một thời gian. Ông kiên nhẫn chỉ các ký tự và chọn chữ bằng cách nhướn lông mày. Martin King, một nhà vật lý làm việc với Hawking đã liên lạc với Words Plus, công ty đặt trụ sở tại California có sản phẩm cho phép người dùng chọn từ ngữ và câu lệnh trên máy tính bằng tay.

Co may cua 'ong gia thong minh nhat the gioi' Stephen Hawking hinh anh 1
Nhà vật lý vừa qua đời Stephen Hawking. Ảnh: Wired.

King nói chuyện với Walter Woltosz, CEO của Word Plus, và hỏi liệu phần mềm đó có giúp được gì cho một nhà vật lý mắc chứng teo cơ xương (ALS) tại Anh không. Woltosz đã từng tạo ra một phần mềm tên Equalizer để giúp mẹ vợ của mình, cũng mắc ALS và mất khả năng nói, viết.

"Tôi hỏi đó có phải là Stephen Hawking không, nhưng anh ta nói là không thể cho tôi một cái tên khi chưa được cho phép," Woltosz nói. "Ngày hôm sau, anh ta gọi lại cho tôi và xác nhận. Tôi trả lời rằng tôi sẽ làm hết sức mình".

Đầu tiên, Equalizer chạy trên máy tính Apple II kết nối với một công cụ hỗ trợ  giọng nói do Speech Plus phát triển. Hệ thống này sau đó được David Mason, chồng của một y tá chăm sóc Hawking dùng lại, chuyển thành hệ thống di động, có thể di chuyển trên một tay vịn của xe lăn. Với hệ thống mới này, Hawking có thể giao tiếp với tốc độ 15 từ một phút.

Tuy nhiên, dây thần kinh yếu khiến Hawking cử động ngón cái ngày càng kém đi. Năm 2008, tay của nhà vật lý trở nên quá yếu và không thể "click" được gì nữa.

Nhà thiết kế ngồi xe lăn và mối duyên với Intel

Người trợ lý của ông có ý định chuyển sang một thiết bị gọi là "cheek switch". Nó được đính vào mắt kính của Stephen và có thể phát hiện thông qua một luồng sóng khi ông kéo căng các cơ ở má. Từ đó, Hawking có thể viết email, tra cứu trên Internet, viết sách và nói chỉ bằng một cơ.

Nhưng khả năng giao tiếp của ông tiếp tục giảm sút. Vào năm 2011, ông chỉ có thể nói được 1-2 từ một phút. Ông gửi cho Gordon Moore của Intel một lá thư: "Tốc độ nhập tiếng của tôi rất chậm mấy ngày gần đây. Intel có cách nào để giúp không?"

Moore cho mời Justin Rattner, Giám đốc kĩ thuật của Intel, lúc đó đến để tìm hiểu. Rattner lập một nhóm gồm các chuyên gia về tương tác máy-người và đưa họ đến Cambridge để tham gia buổi hội thảo mừng Hawking 70 tuổi, ngày 8/1/2012, chủ đề: Trạng thái của vũ trụ.

"Tôi mang theo một đội ngũ chuyên gia từ Intel Labs. Chúng tôi sẽ tìm hiểu kĩ lưỡng để có thể ứng dụng công nghệ máy tính nhằm cải thiện khả năng giao tiếp của Stephen. Chúng tôi mong rằng có thể tạo nên những đột phá để ông ấy lấy lại được tốc độ nói trước kia", Rattner nói.

Co may cua 'ong gia thong minh nhat the gioi' Stephen Hawking hinh anh 2
Stephen Hawking trải nghiệm cảm giác không trọng lực trong phòng thí nghiệm.

Hawking vắng mặt trong buổi hội thảo do lâm bệnh. Vài tuần sau, ông gặp các chuyên gia của Intel ở khoa toán ứng dụng và vật lý lý thuyết, Đại học Cambridge. Đội 5 người này có Laman Nachman và Horst Haussecker, 2 giám đốc của 2 phòng thí nghiệm khoa học máy tính nổi tiếng và Pete Denman, một nhà thiết kế cũng ngồi trên xe lăn như Hawking.

"Stephen luôn là nguồn động lực của tôi", Denman nói trên xe lăn.

"Sau khi tôi bị gãy cổ và trở nên bất động, mẹ tôi đưa cho tôi một cuốn Lược sử thời gian vừa mới xuất bản lúc đó. Bà nói với tôi rằng những người ngồi trên xe lăn cũng có thể làm nên những điều kì diệu. Giờ nhớ lại mới thấy đó quả là một lời tiên tri".

Sau khi đội ngũ Intel giới thiệu về mình, họ là ai, tại sao họ ở đây và kế hoạch của họ là gì, Haussecker, người trưởng nhóm tiếp tục trình bày thêm khoảng 20 phút nữa. Bỗng bất ngờ có giọng của Stephen phát lên.

"Ông ấy chào đón chúng tôi và bày tỏ là ông rất vui khi chúng tôi đến. Ông ấy đã gõ phím từ lúc đầu mà chúng tôi không hay. Phải mất 20 phút thì Stephen mới viết được một đoạn chào khoảng chừng 30 chữ. Nó làm chúng tôi khựng lại. Tất cả bàng hoàng. Lúc đó chúng tôi nhận ra vấn để nghiêm trọng hơn mình đã tưởng", Denman kể lại.

Lúc ấy, phần mềm tương tác của Hawking được gọi là EZ Keys, một phiên bản nâng cấp của sản phẩm trước đây của Words Plus. Nó cung cấp cho ông ấy một bàn phím trên màn hình với một thuật toán dự đoán chữ đơn giản. Một con trỏ sẽ tự động quét qua bàn phím theo từng hàng và cột. Stephen có thể chọn chữ bằng cách cử động má để dừng con trỏ lại.

EZ Keys cũng cho phép Hawking điều khiển con chuột trong Windows và vận hành những ứng dụng khác trong máy tính của ông. Ông lướt web bằng Firefox và viết các bài giảng bằng Notepad. Ông cũng có webcam để gọi video qua Skype.

Đội ngũ của Intel dự định nâng cấp hệ thống vốn đã rất lỗi thời mà Stephen đang dùng, như vậy sẽ cần một phần cứng mới. Họ thử dùng những công nghệ như nhận diện cử chỉ - khuôn mặt, theo dõi ánh mắt và tương tác não bộ với máy tính. Họ liên tiếp thử những ý tưởng điên rồ nhất với những công nghệ kì lạ nhất.

Nhưng họ thất bại liên tục.

Phần mềm theo dõi ánh nhìn không thể hoạt động vì mắt của Hawking hơi sụp mí. Hệ thống đọc sóng não và truyền lệnh đến máy tính cũng thất bại. Họ thử nghiệm thành công với người của Intel nhưng thất bại khi thử với Stephen, lý do là nó không thể nhận được một luồng sóng đủ mạnh.

"Càng quan sát và lắng nghe ông tâm sự, chúng tôi càng nhận ra là ông ấy đang không chỉ muốn cải thiện tốc độ giao tiếp, mà còn muốn có những cách thức mới hơn để tương tác tốt hơn với người bạn máy tính của mình," Lama Nachman, trưởng nhóm nói.

'Ông ngoại' thông minh và cầu toàn

Sau khi trở về Intel Labs với hàng tháng trời nghiên cứu, họ sản xuất một đoạn video 10 phút để gửi cho Hawking, mô tả về sản phẩm mới mà họ muốn phát triển và hỏi ý kiến của ông. "Chúng tôi quyết định thay đổi một điểm sẽ tạo ra tác động lớn dù vẫn giữ nguyên cách bộ máy vận hành. Chẳng hạn như nút back sẽ không chỉ có chức năng xoá kí tự mà còn có thể điều hướng lùi lại trong tương tác; một thuật toán dự đoán từ và dự đoán luôn cả từ kế tiếp, cho phép Stephen chọn lựa từ ngữ thay vì phải gõ chúng trực tiếp", Pete Denman, một lập trình viên chia sẻ.

Denman cho rằng cải tiến này sẽ giải quyết được vấn đề lớn nhất mà Hawking gặp phải: gõ nhầm chữ. Sau khi quan sát, anh nhận ra Stephen khá thường xuyên gõ sai. Ông hay gõ nhầm kí tự bên cạnh chữ mà ông muốn. "Ông ấy gõ nhầm, sau đó quay lại, rồi lại gõ nhầm. Quá trình đó lâu không thể chịu được và khiến ông ấy thất vọng". Nguồn gốc của vấn đề là từ tính cầu toàn của Hawking.

Co may cua 'ong gia thong minh nhat the gioi' Stephen Hawking hinh anh 3
Đội ngũ Intel Labs Châu Âu và Stephen Hawking trong ngày sinh nhật thứ 75 của khoa học gia vĩ đại. Ảnh: Intel.

"Ông ấy không phải là người có thể viết tàm tạm miễn sao người ta hiểu là được. Ông ấy ưa thích sự hoàn hảo muốn suy nghĩ của mình được hiển thị đúng đến từng dấu câu, và đã rèn luyện tính kiên nhẫn để có thể tiếp tục là một người cầu toàn", Nachman nói.

Đội ngũ của Intel sử dụng thuật toán tương tự như trong các mẫu điện thoại thông minh để xử lý vấn đề gõ sai này. "Chúng tôi sử dụng phương thức mới để cỗ máy có thể đoán chính xác từ mà ông đang muốn trước đó vài chữ cái. Công nghệ này được iPhone sử dụng, dù lúc đầu có gây chút hoang mang nhưng nhanh chóng được yêu mến vì sự tiện lợi. Nó có thể giúp chúng ta tập trung vào nội dung, giảm bớt các thao tác. Chỉ có một vấn đề là nó sẽ cần thời gian để làm quen. Người dùng cũng cần giảm bớt sự kiểm soát để hệ thống làm việc của nó".

"Tôi thực sự rất thích". Hawking trả lời sau khi xem hết đoạn video hướng dẫn sử dụng phần mềm đang được gọi là ASTER. "Quả là một cải tiến lớn so với phần mềm trước đây".

Denman và các cộng sự bắt đầu cho chạy ASTER vào máy tính của Stephen. Họ nghĩ rằng mình đã đi đúng đường. Cho đến tháng 9, họ bắt đầu nhận phản hồi: Hawking mãi không thể quen được với phần mềm mới.

Nó quá phức tạp. Kể cả nút quay lại (back button) hay thuật toán dùng để giải quyết vấn đề gõ nhầm đều quá khó sử dụng và cần được xem lại. Ông ấy là một trong những người xuất chúng nhất thế giới, nhưng ta cũng không thể quên rằng ông chẳng tiếp xúc với công nghệ nhiều. Ông ấy chưa từng dùng iPhone. Chúng ta đang cố gắng dạy một người ông 72 tuổi nổi tiếng nhất thế giới học phương thức mới để tương tác với máy móc".

Họ bắt đầu nghĩ khác về vấn đề. Thay vì cố gắng thay đổi toàn cục, họ cần quan sát các chi tiết nhỏ khi thiết kế sao cho nó không ảnh hưởng quá nhiều đến cách Stephen sử dụng. Cuối năm 2012, họ dựng lên cả một hệ thống để ghi hình lại quá trình Stephen tương tác với máy móc.

10 tiếng video được ghi lại, cho thấy một loạt những tình huống khác nhau: Stephen đánh máy, Stephen đánh máy khi đang mệt, Stephen sử dụng chuột, Stephen cố gắng điều chỉnh một cửa sổ trên màn hình cho đúng kích cỡ.

Denman xem đi xem lại những thước phim. Thỉnh thoảng anh tăng tốc độ lên gấp 4 để xem mà vẫn thấy những chi tiết mới.

Tháng 9/2013, họ đưa một hệ thống khác vào máy tính của Hawking với sự giúp đỡ của Jonathan Wood, người trợ lý. Lần này Denman còn chắc chắn hơn rằng mình làm được rồi. Một tháng sau thì vấn đề cũ lặp lại. Hawking không thể quen với hệ thống mới. Một trợ lý của ông gọi đùa phần mềm ASTER là 'cuộc tra tấn ASTER'. "Stephen khẽ nhăn răng cười khi nghe cụm từ ấy", Denman nhớ lại.

Chuyện gì xảy ra khi gõ x x x x?

Phải mất thêm nhiều tháng sau đó nữa thì đội ngũ của Intel mới có thể làm hài lòng "ông ngoại 72 tuổi thông minh nhất thế giới". Họ dành nhiều thời gian hơn để huấn luyện Stephen, điều này ban đầu khiến ông khó chịu. Nhưng họ nhận ra lý do tại sao Hawking lại khó quen với hệ thống này đến vậy. "Đó là vì ông ấy thường đoán trước chữ mà phần mềm dự đoán sẽ đoán. Ông ấy đã quen với việc dự đoán phần mềm dự đoán".

Intel làm việc với SwiftKey để đưa nhiều dữ liệu quan trọng trong các nghiên cứu của Hawking vào bộ nhớ. Bằng cách này, Hawking sẽ có thể không cần phải gõ bất cứ từ nào. "Chẳng hạn như từ 'the black hole' (hố đen vũ trụ) sẽ gần như xuất hiện tự động. Khi chọn 'the', bộ máy sẽ đề nghị 'black'. Chọn 'black' sẽ tự động làm xuất hiện chữ 'hole'", Nachman giải thích.

Phần mềm này có tên là ACAT (Assistive Context-Aware Toolkit), được Intel phát hành miễn phí vào tháng 8/2015 cho mọi người sau khi đã làm hài lòng Stephen Hawking.

Co may cua 'ong gia thong minh nhat the gioi' Stephen Hawking hinh anh 4
Cận cảnh chiếc máy tính được Intel thiết kế riêng cho Stephen Hawking, với phần mềm ACAT đang mở. 

ACAT còn tích hợp nhiều phím tắt để ông có thể chọn lựa: nói, tìm kiếm hay email, hay soạn bài giảng, giúp ông kiểm soát tốt công việc của mình. Nó còn có một nút 'mute' giúp Hawking tắt hệ thống nhận diện giọng nói. Chức năng này được thêm vào sau một sự cố hài hước.

Trợ lý Wood kể lại: "Cỗ máy vận hành bằng cử động cơ má của Stephen, nên khi ông ấy ăn hoặc di chuyển, nó cũng tạo ra những âm thanh vô nghĩa. Nhưng ông ấy cũng thích thế, kiểu hay nói lầm bầm một mình. Có lần ông gõ x x x x, và qua hệ thống nhận diện thì nó phát ra âm thanh nghe như là 'sex sex sex sex'.

Hawking rất gắn bó với giọng nói của mình. Năm 1988, ông từ chối hệ thống mới mà công ty Speech Plus cung cấp vì nó biến đổi giọng nói quá nhiều. Giọng của ông được kĩ sư Dennis Klatt của đại học MIT tạo nên đầu thập niên 80, như một trong những sản phẩm tiên phong của công nghệ biến kí tự thành giọng nói. Dennis tạo ra 3 mẫu giọng từ tiếng gốc của vợ anh, con gái anh và chính anh.

Anh đặt tên giọng nữ là 'Beautiful Betty', giọng trẻ con là 'Kit the Kid'. Giọng nam (dựa trên giọng của chính anh) thì được gọi là 'Perfect Paul', và là giọng nói về sau của Hawking.

Giới công nghệ đồng loạt tiếc thương Stephen Hawking

Nghe tin Stephen Hawking qua đời, những tên tuổi lớn trong làng công nghệ đồng loạt lên tiếng tri ân đến nhà khoa học lỗi lạc của thế giới hiện đại.


  • Stephen William Hawking

    Stephen William Hawking

    Stephen Hawking là một nhà vật lý học, vũ trụ học, tác giả viết sách khoa học người Anh. Hawking đã nghiên cứu những định luật cơ bản chi phối vũ trụ, về sự khởi nguyên và cấu trúc của vũ trụ. Trong số những công trình khoa học của ông, nổi bật nhất là sự hợp tác với nhà vũ trụ học Roger Penrose về lý thuyết kỳ dị hấp dẫn trong khuôn khổ thuyết tương đối tổng quát và tiên đoán hố đen phát ra bức xạ. Ngoài ra, Hawking cũng nổi tiếng với việc viết sách khoa học; quyển "Lược sử thời gian" xuất bản vào năm 1988 trở thành quyển sách bán chạy nhất của Sunday Times trong thời gian kỷ lục 237 tuần.

    Bạn có biết: Năm 2009, Hawking được Tổng thống Obama trao tặng Huân chương Tự do Tổng thống, giải thưởng dân sự cao quý nhất của nước Mỹ.

    • Ngày sinh: 08/01/1942
    • Ngày mất: 14/03/2018
    • Quê quán: Oxford, Anh
    • Vợ: Jane Wilde (1965 - 1991), Elaine Mason (1995 - 2006)
    • Con: 4

Phong Linh

Theo Wired

Bình luận

Bạn có thể quan tâm

Stephen HawkingCông nghệ