Microsoft burvju pildspalva

Ja Dzjans Vans varētu rīkoties, viss būtu digitāls.

Es ienīstu printerus — tie pārvērš digitālās lietas par analogām, viņš joko, brienot cauri kabīņu jūrai Microsoft Research Asia uzņēmumā Pekinā, Ķīnā. Četrdesmit gadus vecs un slaids datorzinātnieks specializējas jaunu datoru saskarņu izgudrošanā, lai pārvarētu plaisu starp analogo un digitālo. Viņa paša interfeiss tomēr ir plats smaids, kas papildina viņa džinsa kreklu un vieglo manieri.

Šis stāsts bija daļa no mūsu 2004. gada maija numura

• Skatiet pārējo izdevuma daļu
• Abonēt

Apstājoties pie rakstāmgalda, Vans paņem taisnstūrveida, sudrabainu pildspalvu apmēram burvju marķiera lielumā un uzskribina dažus labojumus papīra dokumentā. Bet šī nav parasta pildspalva. Dažas sekundes vēlāk viņa komentāri tiek parādīti blakus esošā datora ekrānā, kas atrodas uz dokumenta elektroniskās versijas tieši tajā vietā, kur viņš rakstīja uz cietās kopijas. Vanga pildspalva tver rokrakstu un ļauj lietotājiem veikt izmaiņas digitālajos failos uz papīra.

Šī universālā pildspalva, kā to sauc Vangs, varētu pārveidot veidu, kā cilvēki mijiedarbojas ar datoriem. Atšķirībā no ierīcēm, kas raksta uz datora displejiem vai īpašiem papīra blokiem, Vanga izgudrojums izmanto parasto tinti, darbojas ar parastu papīru un ļauj lietotājiem apvienot ar roku rakstītu tekstu un diagrammas ar digitālo saturu no pārskatiem, žurnāliem un tīmekļa lapām. Piemēram, vadītājs, kas atrodas ceļojumā ar lidmašīnu, varētu atzīmēt ziņojuma papīra kopiju un vēlāk automātiski pārsūtīt izmaiņas uz failu savā datorā.

Vanga digitālā pildspalva atspoguļo arī notiekošās pārmaiņas izgudrošanas procesā dažās lielās korporatīvajās laboratorijās, vienīgā izgudrotāja un tradicionālās korporatīvās pētniecības un attīstības hibridizāciju. Vans ir pildspalvas galvenais izgudrotājs, un tieši viņa ieskats, uzdrīkstēšanās un radošums ir lielā mērā veicinājis centienus to izstrādāt. Bet tajā pašā laikā viņš nebūtu varējis panākt tik strauju progresu bez Microsoft kolektīvajām zināšanām paraugu atpazīšanas algoritmos, datorredzē, rokraksta tehnoloģijās un teksta rediģēšanas programmatūrā. Personīgi es par to esmu ļoti sajūsmā, saka Riks Rašids, Microsoft Research vecākais viceprezidents, kura galvenā iestāde atrodas Redmondā, Vašingtonā. Tas ir piemērs jauna veida produktu inkubācijai, ko mēs darām… tāda, kas apvieno cilvēkus ar dažādām prasmēm, lai atrisinātu unikālu problēmu.

Microsoft zvani

Himalaju papīru kaudzes piepilda Vanga biroju, neskatoties uz viņa sludināto nepatiku pret izdrukām. Starp šiem atgādinājumiem par analogo pasauli izgudrotājs apraksta pildspalvas projekta pirmsākumus. Būdams inženierzinātņu psiholoģijas profesors Džedzjanas Universitātē Hangdžou, Ķīnā, Vans bija iemantojis savu vārdu cilvēka un datora saskarnēs un virtuālās realitātes sistēmās. Pēc tam 1998. gadā, savas akadēmiskās karjeras kulminācijā, viņš saņēma noslēpumainu e-pastu no Kai-Fu Lee, slavena pētnieka, kurš tikko sāka Microsoft Pekinas laboratoriju. Lī ieteica viņiem satikties, bet bija pārāk aizņemts, lai paskaidrotu, kāpēc. Es nezinu, kā viņš ieguva manu vārdu, smejas Vans, un viņš nepaskaidroja, kas viņš ir.

Jūtoties piedzīvojumu kārs, Vans tomēr devās. Viņš ātri atklāja, ka viņam un Lī ir kopīgas ambīcijas izveidot datoriem lietotāja interfeisu, kura pamatā būtu rokraksts. Pildspalvas projektu daļēji iedvesmoja Vanga vēlme ļaut mobilajiem datoriem apstrādāt ar roku rakstītas Āzijas valodas. Taču no saviem akadēmiskajiem pētījumiem par 3-D saskarnēm viņš uzzināja, ka, ja tehnoloģija nav izstrādāta tā, lai tā būtu praktiska un pievilcīga dažādiem lietotājiem, tā netiks plaši izmantota. Mēs vēlējāmies panākt izrāvienu, nevis uzlabojumus, viņš saka, piebilstot, ka Microsoft viņš ir atradis ideālu partneri. Es sapratu, ka šī ir vieta, kur būt, ja vēlaties, lai jūsu izgudrojumu izmantotu miljoniem cilvēku, nevis tikai pāris. Ar šo motivāciju Vans pameta Džedzjanas universitāti un pievienojās Pekinas laboratorijai 1999. gada rudenī.

Nekavējoties Vans, Lī un pētnieku pamatgrupa sāka ikdienas prāta vētras sesijas, lai izlīdzinātu projekta mērķus – sesijas, kurās galu galā piedalījās arī viņu augstākais priekšnieks. Kad mēs runājām ar Bilu [Gatesu] par šo tehnoloģiju, saka Vans, mēs sapratām, ka mēs izgudrojam jauna veida dokumentus, nevis tikai pildspalvu. Galvenā ideja, kas atbilst Microsoft biznesam, lai padarītu biroja datorus noderīgākus, bija tāda, ka dokumentu var saglabāt digitālā formātā pat tad, ja tas tiek drukāts, izmantojot pareizo pildspalvas saskarni un programmatūru.

Bija nepieciešami četri gadi, lai tas izdotos. Microsoft ne tikai pieturējās pie Vanga, bet arī ļāva viņam izveidot aptuveni 20 pētnieku komandu, nodrošinot viņam piekļuvi programmēšanas un aparatūras prasmēm, kas viņam bija nepieciešamas pildspalvas projektēšanai. Pēc dažiem viltus palaišanas gadījumiem, tostarp apgrūtinošas versijas, kas izsecināja, ko lietotājs raksta no pildspalvas kustībām, Vanga komanda izmantoja datorredzes algoritmu sasniegumus un pildspalvas uztveršanu balstīja uz vienkāršu digitālo kameru.

Pētnieku pirmais izaicinājums bija atrast veidu, kā noteikt pildspalvas pozīciju lapā. Viņu risinājums ietver īpašu programmatūru, kas dokumenta drukāšanas laikā uz standarta kopēšanas papīra uzliek tik tikko pamanāmu fona rakstu, piemēram, ūdenszīmi (skatiet tālāk sadaļu Pildspalvas ievietošana datorā). Tas ļauj datoram ne tikai precīzi noteikt, kur pildspalva atrodas attiecībā pret dokumentu, bet arī to, kurš dokuments tiek modificēts, jo katrai lapai ir unikāls kods. Spiediena sensors pildspalvā iedarbina nelielu iegulto kameru, kas uzņem attēlus no lietotāja rakstīšanas. Attēli tiek saglabāti pildspalvā uz atmiņas mikroshēmas, piemēram, tie, kas atrodami digitālajās kamerās; Atrodoties dažu metru attālumā no datora vai klēpjdatora, kurā ir instalēta atbilstošā programmatūra, pildspalva pārraida attēlus bezvadu režīmā, izmantojot Bluetooth savienojumu.

Liek pildspalvu pie...datora

Pildspalva satur digitālo kameru, spiediena sensoru, Bluetooth radio un atmiņas mikroshēmu. Lietotājam rakstot uz papīra, kamera uzņem mazus tintes attēlus.
Papīrs ir fona raksts, piemēram, ūdenszīme, kas tiek drukāts kopā ar dokumentu. Dators izmanto šo kodu, lai precīzi noteiktu, kur lapā atrodas tinte.
Dators bezvadu režīmā saņem attēlu secību un digitālā dokumenta failā īstajā vietā rekonstruē rokrakstu. Izmantojot īpašu rediģēšanas programmatūru, lietotājs var manipulēt un formatēt rokrakstu.

Šo attēlu interpretācija un iekļaušana digitālajos failos izrādījās grūtāka problēma. Vans skaidro, ka triks ir panākt, lai dators atpazītu dažādus rakstīšanas veidus un zīmējumus — lai zinātu, kas ir kaste, kas ir teikums un kas ir svētku logotips — tikai no fotoattēlu sērijas. Pirmkārt, datorredzes algoritmi zīmju secības klasificē kā vārdus, diagrammas vai formas, ar kurām visu var manipulēt. Tad rakstzīmju atpazīšanas programmatūra, kas ir daudzu gadu intensīvas izpētes priekšmets Microsoft un citur, rada jēgu ar roku rakstītajam tekstam. Datora ekrānā lietotāja atzīmes tiek rādītas kā dokumentā iegults rokraksts. Programmatūras rīki pēc tam var pārvērst rakstīto drukātā tekstā un renderētā grafikā; Izmantojot šos rīkus, lietotājs var manipulēt, piemēram, ar lodziņu un tekstu no ar roku zīmētas plūsmas diagrammas.

Papildus tam, ka lietotāji var importēt un manipulēt ar roku rakstītu tekstu, tabulām un diagrammām, saka Vans, pildspalva ļaus vairākiem līdzstrādniekiem komentēt atsevišķas dokumenta izdrukas; dators varētu tos visus integrēt vienā failā. Gala rezultāts, saka Vans, būs tāds interfeiss kā pārnēsājams skeneris, taču pietiekami gudrs, lai saprastu uzņemtos attēlus un piepildītu izgudrotāja sapni pārvērst analogā papīra kalnus atpakaļ digitālos failos.

Caurspīdīgas pildspalvas

Atrodoties no laboratorijas, pie maltītes ar Šanhajas stila frikadeļu zupu un tvaicētām zivīm, Vans skaidro, kā laboratorijas kultūra veicina izgudrojumus. Viņš saka, ka laboratorijas dalībnieki un vadītāji ir ne tikai smags darbs, bet arī smaga mentalitāte, bet arī pieredzējuši pētnieki, kuri saprot, ka izrāvieniem ir vajadzīgs laiks. Jums ne vienmēr ir jāpierāda sevi mēnesī vai pat gadā, saka Vans. Tāpēc pētnieki var elastīgi izmēģināt dažādas pieejas, kas ir svarīgas ambicioziem projektiem, piemēram, pildspalvas izgudrošanai.

Microsoft Research Asia ir liela korporatīva laboratorija, kurā strādā 150 pilna laika pētnieku, taču tajā ir pārsteidzoši maz birokrātijas, saka Vans. Nav īpašu apstiprināšanas procedūru. Nekādu smagu mandātu no augšas. Uzņēmums cenšas attīstīt izgudrojumus, dodot saviem inženieriem brīvību izpētīt interesantas ilgtermiņa izpētes iespējas, vienlaikus koncentrējoties uz īstermiņa rezultātiem, nosakot atskaites punktus un veicot projektu pārskatus dažas reizes gadā. Tas padara to vairāk kā akadēmiska stila vidi, saka Vans. Mēs publicējam rakstus, apmeklējam konferences un uzņemam daudzus viesprofesorus. Tā ir atvērta vide.

Novērotāji saka, ka šī atvērtība ir būtiska laboratorijas produktivitātei, jo īpaši valstī ar ierobežotu korporatīvo pētījumu vēsturi. Viņi ir guvuši panākumus, pateicoties viņu saiknei ar akadēmiskajām aprindām, saka Shiqiang Yang, Tsinghua universitātes Datorzinātnes un tehnoloģiju katedras izpilddirektors vietnieks, viena no Pekinas vadošajām inženierzinātņu skolām. Brīvā ideju apmaiņa ar studentiem un profesoriem ir nostiprinājusi laboratorijas stāvokli akadēmiskajā kopienā, un tas palīdz tai pieņemt darbā dažus no Ķīnas labākajiem studentiem un datorzinātniekiem.

Ciešās saites atmaksājas: vairāk nekā 70 Pekinas laboratorijā izstrādātās tehnoloģijas ir nonākušas Microsoft produktos tādās jomās kā videospēļu grafika un runas atpazīšana diktēšanai. Kas attiecas uz Vangas digitālo pildspalvu, tas varētu atvērt Microsoft pilnīgi jaunus tirgus. Lai gan komercializācija vēl ir pāris gadu attālumā, Vanga komanda apspriežas ar uzņēmuma produktu izstrādes grupām Redmondā. Konkrēti produktu plāni vēl nav izstrādāti, saka Rašīds, taču tas rada daudz aizraujošu ideju par to, kas varētu būt iespējams.

Faktiski tehnoloģijas, ko Vanga grupa izstrādājusi pildspalvas projekta gaitā, uzņēmumam jau maksā dividendes. Programmatūra, kas var atpazīt rokrakstu ekrānā un ar to manipulēt, ir planšetdatoru operētājsistēmas Microsoft, ko izlaida 2002. gadā, funkcija. Āzijas tirgus varētu būt pirmais ienākšanas punkts saskarnēm, piemēram, digitālajai pildspalvai, jo ir pieprasījums pēc programmatūras atpazīšanai un rediģēšanai. Āzijas valodas rakstzīmes, kuru milzīgais skaits apgrūtina to ievadīšanu, izmantojot tastatūras.

Jebkurš jauns izgudrojums sastopas ar daudzām problēmām, pārveidojot aizraujošu prototipu par faktisku produktu; bet šeit Vanga apmācībai psiholoģijā un cilvēciskajiem faktoriem vajadzētu viņam labi noderēt. Pildspalva un tās programmatūra ir jāpadara vieglāk lietojama, viņš saka; klienti nepieļaus papildu sarežģītību. Tomēr, ja ir novērstas atlikušās kļūdas, izgudrojums var kļūt visuresošs, jo parastās pildspalvas ir pazīstamas un ir ērtas. Pildspalva ir tik plaši izplatīta, tik izteiksmīga un viens no labākajiem izgudrojumiem, saka Vans. Tāpēc es domāju, ka pildspalva varētu būt ļoti laba skaitļošanas ierīce nākotnei.

Galu galā, saka Vans, visam, kas atrodas uz jūsu galda — grāmatām, žurnāliem, izdrukām — būs digitāls savienojums ar datoru. Viņš to sauc par cilpas aizvēršanu starp analogo un digitālo. Un, palielinoties skaitļošanas jaudai un atmiņai, tāda ierīce kā Vanga pildspalva varētu kļūt par galveno datora saskarni, ko cilvēki izmanto ceļā. Vans paredz, ka lietotāji varētu ne tikai ievadīt un uzglabāt datus, bet arī, izmantojot bezvadu rokas datoru, piekļūt informācijai, piemēram, žurnāla rakstā, tikai pasvītrojot vārdus, kurus var atpazīt un meklēt tīmeklī.

Tomēr, ja ir tik daudz darāmā, Vangai nav laika tērēt. Viņš varētu strādāt vienā no pasaules lielākajām korporācijām, taču viņš joprojām pavada vientuļa izgudrotāja garās nakts stundas. Pēc vakariņām, kamēr Pekinas lielākā daļa ir tumša un klusa, viņš atgriežas darbā, lai izdomātu cilvēka un datora saskarnes nākotni.

paslēpties