Текст книги "Архитекторы компьютерного мира"
Автор книги: Аркадий Частиков
сообщить о нарушении
Текущая страница: 28 (всего у книги 30 страниц)
Джарон Ланье
Отец виртуальной реальности
В виртуальном мире больше всего меня потрясло то, что вы можете создать реальность, которую разделите с другими людьми. Это как, если бы всем снился один и тот же сон или у всех вдруг началась бы одна и та же галлюцинация, с той только разницей, что этот сон или эту галлюцинацию можно творить самому, как творят произведения искусства. Появление виртуальной реальности означает, что вы можете создавать внешний мир таким, каким захотите.
Джарон Ланье
Джарон Ланье
Компьютерный мир, наверное, впервые узнал о нем в 1984 году, когда в журнале «Scientific American» появилось его интервью о создании языка программирования Embrace, предназначенного для обучения в мире виртуальных компьютеров. С тех пор имя Ланье вспоминается как синоним виртуальной реальности (собственно, он и придумал термин «виртуальная реальность»). Он один из первых создателей аватаров для сетевых коммуникаций и набора виртуальных инструментов для создания эффектов движущейся камеры.
Он первым начал реализовывать симуляторы реального времени для хирургических операций и телехирургии и стоял у истоков внедрения визуального программирования. Он – пионер в области коммерческого продвижения идей виртуальной реальности.
Но все же, справедливости ради, необходимо отметить еще двух представителей компьютерной науки, которые стояли у истоков виртуальной реальности.
Первый – Иван Сазерленд, который в 1966 году изобрел прототип виртуального шлема (видеошлем). Годом раньше Сазерленд выдвинул идею создания "вымышленных" или виртуальных миров, а в 1969 году "на основе экспериментов с трехмерными экранами разработал систему, которая позволяла окружить людей информацией по всем трем измерениям".
Второй – Том Циммерман, который вместе с Ланье в 1984 году основал компанию VPL Research Inc. Он создал "интеллектуальные перчатки", с помощью которых можно было имитировать перебор струн электронной гитары.
Иван Сазерленд
Том Циммерман
Хотя программное обеспечение, преобразующее движение руки в звуки, написал Джарон Ланье.
Ланье родился в 1960 году, в Нью-Мексико, в семье пианистки и ученого– писателя. Мать умерла рано. Джарон рос одиноким, эксцентричным и отчужденным, поглощенным в свои собственные фантазии, в страсть к музыке и нескончаемые амбициозные научные проекты. Школа быстро надоела ему, и он ее бросил. Хотя к 14 годам он все-таки окончил какие-то ускоренные курсы по математике в одном из заведений Нью-Мексико. В 15 лет получил гранд от National Science Foundation для разработки вопроса о том, необходима (и насколько) или нет сложная математическая запись в учебном процессе. Математическая запись – сразу определил для себя Ланье – нужна в учебном процессе для того, чтобы что-то прояснить, что-то проиллюстрировать. Но эти записи – нечто туманное и неясное, и их красоту способны уловить только посвященные. Тогда Ланье впервые подумал о том, как интерпретировать математическую реальность с помощью интерактивной анимированной компьютерной графики: с одной стороны, для того чтобы быстрее и лучше разбираться в материале, а с другой – чтобы понять, можно ли вообще представлять математическую реальность, не используя специальные математические символы, а применяя только графические модули. Ему пришлось заняться программированием, и хотя он постоянно говорил, что оно его "достало", это не помещало ему быстро сообразить, что здесь возникает та же проблема математической записи, основанной на языке символов. "Хитрость состоит в том, что программные языки никому не нужны, – говорил Ланье. – В математике, даже если вы опуститесь в самые глубины, нет никакой возможности избавиться от математической записи, тогда как с программными языками дело обстоит иначе – они нужны для того, чтобы приказывать компьютеру делать то-то и то-то". Прошло не так много времени, и Ланье изобрел визуальные языки программирования. Этим новым подходом заинтересовались такие ученые, как Марвин
Минский, Джей Чеслер и Кордел Грин. Но он переезжает в Пало-Альто и нанимается на работу в фирму Atari для создания звуков и музыки для игр.
Едва ли это было то, что Ланье любил, – компьютерные игры не были его стихией, но он зарабатывал неплохие деньги и, кроме того, находился в приятной компании одаренных людей. Он сделал игру "Moondust" для Atari и на вырученные деньги соорудил свой первый "гараж", из которого в скором времени вышел первый постсимволический язык программирования. Слух о том, что молодой и перспективный 24-летний человек сделал что-то действительно стоящее, распространился достаточно быстро, поэтому неудивительно, что скоро Ланье попал на полосы Scientific American.
В 1984 году Ланье основал свою первую виртуальную компанию VPL (Visual Programming Language) Research, Inc., разработавшую основные приспособления виртуальной реальности (включая перчатки и очки, быстро эволюционировавшие в шлем), а также специальное одеяние для еще большей реалистичности эффекта. История появления этой фирмы крайне занимательна. Когда интервью с Ланье для Scientific American было уже практически готово, ему позвонили из редакции и спросили, какая организация финансировала проект создания постсимволического языка? На это Ланье совершенно справедливо ответил, что, мол, никакая, и что финансировал проект самостоятельно, а деньги заработал, продав игрушку компании Atari. Но редакционная политика журнала требовала, чтобы такая фирма существовала, поэтому Ланье пришлось на ходу выдумать ее, и он сказал, что работа проходила в рамках компании VPL, что означает Visual Programming Languages, или Virtual Programming Languages. К этому названию Ланье добавил для солидности еще Inc. После выхода статьи в Scientific American ему начали звонить с предложениями вложить деньги в его компанию. Фирма стала первой в истории, которая начала зарабатывать деньги на виртуальной реальности.
Основная проблема, над которой работал Ланье в то время, состояла в том, что экран монитора не мог вместить визуализацию, которую он намеривался применять, поэтому вместе с четырьмя друзьями, из которых первоначально состояла компания VPL, он сконструировал первую примитивную систему виртуальной реальности, состоящую из телевизионных дисплеев малого размера (они надевались на голову) и перчаток, от которых шли провода, предназначенные для того, чтобы манипулировать виртуальными объектами в электронном пространстве. Перчатки и очки виртуальной реальности легли в основу новой конструкции, и VPL подписала крайне соблазнительный контракт с NASA. Виртуальной реальности суждено было превратиться в новое средство коммуникации с Джароном Ланье во главе.
Первый видеошлем (1967 год)
VPL приступила к промышленному выпуску перчаток и шлемов. Вскоре была выпущена недорогая модель под названием Power Glove – для использования в видеоиграх компании Nintendo, и Ланье повернул свое предприятие в сторону индустрии развлечения. Его приятель Джон Перри Барлоу, который, помимо деклараций независимости киберпространства, является еще автором песен, познакомил его с группой Grateful Dead, которая для создания анимации в видеопродукции Grateful Dead решила попробовать использовать перчатки Ланье – Циммермана.
VPL Inc. уверенно продвигалась по рынку виртуальной реальности, и к 1991 году оборот компании составил 6 млн. долларов. Пресса говорила о Ланье все больше и больше, но параллельно Ланье также все больше терял представление о том, что происходит на самом деле: планов громадье, ожидания велики, а меж тем рынок виртуальных "примочек" шел на спад. Ланье, решивший развивать компанию дальше, вынужден был взять кредит у французской компании CSF в размере 1,6 млн. долларов, используя при этом в качестве имущественного залога собственные патенты, – и это его погубило. Спрос падал, VPL увязла в долгах и, в конце концов, Thomson CSF устала вести переговоры, перешла на рукопашный бой и отобрала патенты, принадлежавшие VPL, отстранив Ланье от дел. Это, однако, мало сказалось на Джароне, поскольку основные патенты все равно принадлежали ему. Вскоре после этого инцидента он занял должность технического директора в новом виртуальном концерне Domain Simulations, софтверной компании, со штаб-квартирой в Калифорнии.
В виртуальной реальности отразились самые невероятные идеи, замыслы и надежды Ланье. "Мы должны прежде всего понять, что означает виртуальная реальность, – считает Ланье. – Мы говорим о технологии, которая использует специальные приспособления для того, чтобы создавать новую реальность, доступную многим. Эта процедура несколько освежает наше взаимоотношение с физическим миром – ни более, ни менее. С миром, который расположен по ту сторону того, что вы чувствуете и воспринимаете. Эта технология вторгается в то, что воспринимают наши органы чувств. Ведь это не просто отверстие, принимающее информацию о внешнем мире, органы чувств преломляют и искажают информацию, перекодируют ее по– своему. Прежде чем вы попадете в виртуальную реальность, необходимо надеть специальные приспособления для восприятия другого мира, отличного от физического. Как минимум, это пара очков и перчаток… едва надев шлем, вы сразу зрительно воспринимаете трехмерный мир, окружающий вас. Кроме того, шлем снабжен наушниками, которые позволяют слышать происходящее в виртуальном мире, фиксирует минимальные напряжения мимической мускулатуры и в соответствии с этим создает виртуальную версию вашего тела, воспринимаемую вами и другими "особями" виртуальной реальности. То есть если, например, в виртуальной реальности вы выбрали роль кота, то, когда вы улыбаетесь, ваша виртуальная роль тоже должна улыбаться, и не произвольно, а в соответствии с тем, как это происходит с вами. При этом вы чувствуете объекты виртуального пространства, т. к. перчатки снабжены специальными тактильными стимуляторами. С другой стороны, перчатки позволяют вам взаимодействовать с объектами виртуального мира так, как это происходило бы в реальности: можно, например, взять и метнуть бейсбольный мяч. Ваши движения аккуратно копируются, и вы их видите уже преломленными в соответствии с ролью, выбранной вами…"
Но не все так просто. Пока вы выбираете существа, хоть как-то напоминающие человека, – это еще полбеды, но вы ведь свободно можете выбрать что-то, по строению отличающееся от человека или представителя животного мира вообще – например, захотите быть горной цепью, галактикой или небольшим кусочком гальки, брошенной на пол.
Джарон Ланье – человек с ненасытным аппетитом. Он заглатывал разнообразные философские концепции и теории, вдаваясь в детали. Рассматривая будущее, как винегрет возможностей, Ланье загружал его в себя огромными порциями, умудряясь при этом различать каждую составляющую.
Массивные, сложные базы данных 2000 года Ланье представлял в виде виртуальных городов, трехмерных визуальных представлений с окрестностями, которые программист или оператор баз данных могут познать тем же самым способом, каким они знакомятся с местом, где живут. Ланье говорил, что города эти будут иметь самые причудливые формы. В отличие от заполонивших научно-фантастических фильмов, выстроенных в сверхпрямые линии сооружений, эти образования будут обладать различными формами, расцветками, даже запахами, так же, как и реальные города.
Естественно, при таких условиях роль профессионалов в области информационных технологий должна конкретным образом измениться. Ланье предсказывает серьезную реструктуризацию в профессиях, связанных с информационными технологиями; появятся новые должности, будут определены новые обязанности. "Рабочее место будущего, особенно в данной сфере, будет создаваться там, где беспомощен искусственный интеллект", – полагает он.
К началу нового века возможности искусственного интеллекта весьма невелики, и Ланье не рассчитывает на значительные изменения в ближайшее время. Но, если это случится, то произойдут кардинальные перемены на рынке рабочих мест. Многие современные профессии исчезнут, уступив место специальностям, связанным с восполнением недостатков искусственного интеллекта. "Если же искусственный интеллект достигнет очень высокого уровня, тогда исчезнут даже эти специальности, и в распоряжении человека останутся лишь профессия биржевого маклера и рабочие специальности", – со смехом замечает Ланье.
С детства выступавший против рутинных представлений, Ланье рассматривает потенциал компьютера с позиций мудрого мечтателя, намного опередившего свое время.
В 1996 году он начал сотрудничать с немецкими исследователями, занимающимися созданием компьютерной системы, задача которой – оказание помощи добывающей промышленности в разработке земных недр там, где окружающая среда оказывает на человека вредное воздействие. Он продумывает возможность использования техники виртуальной реальности при решении проблем объединения виртуальных датчиков для разведывания земных ресурсов.
Разработки Ланье предполагают применение виртуальной реальности для объединения информации, поступающей от различных отображающих состояние недр датчиков на головной дисплей, что позволит повысить эффективность извлечения полезных ископаемых.
Превратив свою жизнь в один сплошной "крестовый поход" за преобразование программирования из разновидности искусства, доступной лишь посвященным, в силу, которую могли бы использовать в своей деятельности широкие массы, Ланье настаивает на том, что техника программирования должна радикально измениться в XXI столетии.
"Как это ни удивительно, мы все еще продолжаем использовать парадигму разработки программ, порожденную эрой FORTRAN", – констатирует он. Ланье выделяет два основных, дополняющих друг друга подхода, которые могут быть использованы для создания более современного интерфейса и методов совершенствования программного обеспечения. Первый заключается в улучшении машинной интерпретации комплексного представления, что позволит создавать более мощные средства анализа и обработки. Вторым является визуализация, которая модернизирует пользовательский интерфейс, значительно облегчая понимание, запоминание и манипулирование сложными структурами. Объединение двух данных подходов знаменует собой приход виртуальной реальности.
Ланье работал преподавателем в отделении информатики Колумбийского университета и в школе искусств Tisch Нью-Йоркского университета. В конце двадцатого столетия он занимал должность ведущего научного сотрудника лаборатории Internet 2 Central Laboratory, которая разрабатывала проект National Tele-Immersion Initiative.
Он профессиональный пианист и специалист в области нетрадиционных музыкальных инструментов Востока. Он пишет камерную и оркестровую музыку. В 1994 году выпустил диск "Инструменты перемен" и первым начал использовать виртуальную реальность в музыкальных и сценических импровизациях. Как предсказывает Ланье: "В ближайшие пятьсот лет компьютерные науки произведут на свет восхитительный новый диалект искусства, который будет совмещать в себе три великие формы, порожденные XX веком, – кинематограф, джаз и программирование. Результатом будет массовый театр спонтанно разделяемых представлений и воображаемых образов. Я надеюсь, что это будет сетевая форма виртуальной реальности с мощными инструментами создания форм".
Марвин Минский
Патриарх искусственного интеллекта
Я верю, что это так, что мы находимся на пороге эпохи, в которой будут играть большую, а может, и доминирующую роль машины, решающие интеллектуальные проблемы.
Марвин Минский
Марвин Минский
Его исследования привели к теоретическим и практическим сдвигам в искусственном интеллекте, когнитивной психологии, нейронных сетях, теории машин Тьюринга и рекурсивных функций. Он оставил значительный вклад в таких областях, как машинная графика и компьютерная геометрия, представление знаний и машинное восприятие, новые технологии для космических исследований и проблемы внеземного разума. Он является одним из пионеров интеллектуальной робототехники и телеприсутствия.
Марвин Минский, которого называют патриархом искусственного интеллекта, в 1959 году вместе с Джоном Маккарти основал первую Лабораторию искусственного интеллекта в Массачусетском технологическом институте. Его долгое пребывание здесь в качестве директора оставило неизгладимый след в области создания интеллектуальных систем.
Марвин Минский родился в 1927 году, закончил школу Филдстона и Высшую научную школу Бронкса в Нью-Йорке, также параллельно занимался в Академии Филипса, город Андовера, штат Массачусетс.
С 1944 по 1945 год проходил службу в ВМС США. В 1946 году он поступает в Гарвардский университет на математическое отделение, который успешно заканчивает в 1950 году.
Учеба Марвина на этом не заканчивается, и на следующий год он снова становится студентом, но уже Принстонского университета, математического отделения.
По окончании университета в Принстоне он в течение трех лет работает в качестве младшего научного сотрудника в научном обществе Гарварда, а с 1957 года Минский уже сотрудник Лаборатории Линкольна Массачусетского технологического института (MIT). С этого момента его творческая и преподавательская деятельность неразрывно связана с MIT.
С 1958 года, работая ассистентом профессора математики, Марвин Минский занимается проблемами машинной графики и вычислительной геометрии. Имея в своем распоряжении первый миникомпьютер PDP-1 фирмы DEC, он написал программу, генерирующую на экране монитора три световых пятнышка, из которых можно было строить самые разнообразные изображения: завитки, розы, геометрические фигуры. Среди хакеров, очарованных этой программой, она получила название "минскитрон".
Как уже говорилось, в 1959 году в MIT Марвин Минский и Джон Маккарти основали Лабораторию искусственного интеллекта. Но, тремя годами раньше, под их руководством в Дартмутском колледже собралась группа ученых на конференцию для обсуждения проблем, отправной точкой которых должно было быть предположение, что "любое свойство интеллекта человека в принципе допускает достаточно строгое описание, позволяющее построить моделирующую это свойство машину". На этой конференции был впервые озвучен термин "искусственный интеллект" (ИИ).
Надо сказать, что исследования по ИИ в 50-е годы XX века разделились на два направления: коннективизм и символизм.
Коннективизм (иногда его называют "восходящим" методом) предполагает кибернетический или нейромодельный подход к ИИ – путь от простых аналогов нервной системы, примитивных биологических организаций с малым числом нейронов, к сложным аналогам нервной системы человека. Символизм (его называют "нисходящим" методом) заключается в создании компьютерных программ для решения задач, требующих от человека значительного интеллекта (доказательство теорем, игра в шахматы и т. п.).
Одним из ярких представителей коннективистского направления ИИ был Фрэнк Розенблатт из Корнеллского университета, который разработал модель перцептрона, имитирующую элементарную операцию нейрона, участвующего в процессе человеческого мышления. Розенблатт создал перцептрон "Марк-1" для распознавания букв алфавита, который в процессе работы "обучался" распознаванию особенностей каждой буквы.
Минский начал свою карьеру исследователя ИИ сторонником "восходящего" метода и в 1951 году построил обучающую сеть на электронных лампах. Однако вскоре – к моменту создания перцептрона – он перешел в противоположный лагерь. В соавторстве с южно-африканским математиком Пейпертом он написал книгу "Перцептроны", где математически доказывалось, что перцептроны, подобные перцептронам Розенблатта, принципиально не в состоянии выполнять многие из тех функций, которые предсказывал им Розенблатт. Они никогда не обретут даже умения распознавать предмет, частично заслоненный другими. Глядя на торчащий из-за кресла кошачий хвост, подобная машина никогда не сможет понять, что она видит.
Авторитет Минского был столь велик, что прекратилось финансирование работ коннективистского направления со стороны правительственных организаций. Деньги были переадресованы на исследования символьного направления (сам Минский выразил сожаление по поводу случившегося). Но факт остается фактом: критическая работа Минского и Пейперта приостановила нейрокомпьютерные исследования более чем на десять лет.
Будучи уже сторонником символьного направления в ИИ в 1974 году Марвин Минский высказал предположение, что человеческий разум интерпретирует каждый новый объект, в частности языковой, посредством особых структур памяти, которые он назвал фреймами. Фрейм – это комплексный пакет знаний, хранимый в мозгу либо в памяти компьютера, который описывает объект или понятие. Каждый фрейм содержит отделения – слоты, в которых собраны атрибуты (характеристики) и соответствующие им значения. Например, фрейм определенной конкретной собаки может иметь слоты, где указаны порода, пол, хозяин, а также пустые слоты, которые можно заполнять новыми элементами знаний.
Это самый простой фрейм. Минский предложил гораздо сложные взаимозависимые структуры знаний, фреймы которых в своих слотах могли содержать целые фреймы и входить в состав более крупных фреймов. Компьютер, снабженный достаточным количеством фреймов, мог бы искать в предложении символы, совпадающие с теми, которые хранятся в имеющихся слотах, вовлекая в работу охватывающие и все родственные фреймы. Таким образом, система может выводить знания, отсутствующие в явном виде в исходных данных.
Минский описал предложенные им фреймы в краткой заметке, полной гипотез, и что было характерно для его стиля, оставив детали другим.
Сыпавшиеся, как из рога изобилия, идеи Минского о мышлении, восприятии языка и ИИ вызвали конфликт между ним и его бывшим коллегой Джоном Маккарти. В то время как Маккарти отстаивал мысль, что даже обычный здравый смысл определяется строгими законами математической логики, Минский пришел к выводу, что логика, как и математика, – всего лишь изобретение людей, и ее роль в обыденной жизни незначительна. "Рационален лишь поверхностный слой мышления", – говорил он.
Как ни странно, в восьмидесятые годы XX столетия Марвин Минский подвергает критике новых сторонников символьного направления.
Как пишет Гарри Мак Уильямс, главный удар своей критики он направляет на то, что к сфере искусственного интеллекта некоторые относят и быстро разрастающийся класс относительно простых так называемых интеллектуальных прикладных программ. "Уже разработана масса экспертных систем для решения специальных задач, но пока нет ни одной машины, понимающей вещи, доступные 6-летнему ребенку", – говорит Минский. Приведем лишь один пример: любой малыш знает, что с помощью веревки можно что-то тащить, – но никак не толкать. А вот попробуйте это запрограммировать!
В ответ на деградацию концепции искусственного интеллекта Минский опубликовал в 1986 году книгу "Общество разума" ("The Society of Mind") – всеобъемлющую теорию мышления, охватывающую все, начиная с зарождения человеческой речи и кончая утверждением, что компьютер, способный мыслить, может и не подчиняться исключительно чистой логике. Ключевая идея Минского: мышление основано на сложном взаимодействии множества достаточно тривиальных программ – вроде той, что обеспечивает процесс дыхания без участия сознания.
В наши дни мало кто из исследователей воспринимает Минского и все его теории всерьез, хотя в былые времена аспиранты стекались к пионеру работ по искусственному интеллекту, развивая и воплощая в жизнь его многочисленные идеи. Двое учеников Минского – Дэнни Хиллис, основатель "Тинкинг Машинз", компании, с именем которой, похоже, связано будущее суперкомпьютеров, и Реймонд Курцвейл, создавший три компании в области искусственного интеллекта, в том числе фирму "Курцвейл Эпплайд Интеллидженс", разрабатывающую системы машинного распознавания речи. Курцвейл начал переписываться с Минским в 60-е годы, будучи еще старшеклассником. Сейчас же он говорит о книге "Общество разума" как об "очередном философском эссе".
В 90-х годах прошлого столетия в экспериментальных системах стали успешно применяться идеи, против которых когда-то выступал Минский, в том числе нейронные сети. Однако сам он не утратил способности к феерическим выдумкам, сделавшим бы честь любому ребенку. Кроме головокружительного количества бумаг, комната Минского загромождена двумя фортепиано и утыкана десятками странных штуковин, например ламп, которые включаются от хлопка в ладоши, но необъяснимым образом не реагируют на другой шум. Роджер Шенк – исследователь проблем искусственного интеллекта из Северо-Западного университета – посмеивается над увлечениями своего давнего коллеги: "Как только работа над очередной "игрушкой" закончена, Минский уже никогда не вспоминает о ней".
В этом, пожалуй, и заключается главная беда Минского: его намного больше интересуют общие идеи и новые глобальные подходы, чем скучная возня над доведением чего-то конкретного "до ума" – в данном случае искусственного. Пока что никто не слышал от него, как идеи "Общества разума" могут быть применены на практике. По словам Уильяма Суортаута – руководителя Института информатики Южно-калифорнийского университета, "Марвин полагает, что его новая теория как раз, напротив, очень конкретна, вот только ее приложения несколько туманны". Впрочем, подобные смутные догадки, ставшие великими идеями, в конце концов и приводили к кардинальным переменам в науке и во всей нашей жизни.
Марвину Минскому не грозит спокойная старость – он живет в Бруклине (штат Массачусетс) и пишет новую книгу "Эмоциональные машины", в которой главную роль играют чувства, цели, эмоции и мысли в терминах поведения различных сообществ. Его интересы по-прежнему столь разносторонни и по-прежнему коллеги любовно называют его "самым образованным трехлетним ребенком в мире".
