重新思考計算

作為微軟首席研究及戰(zhàn)略官,克瑞格·蒙迪(Craig Mundie)近日面對來自國內(nèi)多所高校的1200多名學(xué)生,發(fā)表了主題演講,探討了未來計算的多種發(fā)展方向和應(yīng)用趨勢。

計算機技術(shù)在過去60年中不斷發(fā)展,并經(jīng)歷了不同的計算時代。在個人電腦應(yīng)用領(lǐng)域,DOS機取代計算器是第一個重大突破。盡管這種計算機的計算能力非常有限,不過從歷史來看,對當時只會簡單應(yīng)用計算器的個人來說,DOS機已經(jīng)是一個重大進步。但它的缺點也顯而易見,那就是操作起來非常困難。第二個重大的突破就是圖形用戶界面的產(chǎn)生,它使人機之間的互動得到擴展,復(fù)雜的計算環(huán)境也逐漸形成。十年前,互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的出現(xiàn)對計算的進一步發(fā)展起到了非常重要的作用,同樣,計算也使得互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用越來越普及,互聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備的種類和使用人數(shù)越來越多。那么,計算技術(shù)下一步的發(fā)展方向是什么呢?

目前來看至少有兩個發(fā)展方向。其中之一就是云與客戶端的計算環(huán)境,也就是說,個人電腦已經(jīng)不再是惟一獨立的客戶端,游戲機、平板電腦等其他種類的終端都可以成為客戶端。另一端則是云計算環(huán)境,這使得客戶端彼此之間的計算環(huán)境不再獨立,可以說這將造就一個全球互通的計算環(huán)境。

不過,現(xiàn)在人們在使用電腦和互聯(lián)網(wǎng)的時候也會感覺非常復(fù)雜。要知道全球今天有65億人,只有12億人在使用計算機,所以還有大部分人口并未從計算技術(shù)中受益。我們認為這是必須得到解決的現(xiàn)實問題。解決的方式之一就是除了目前的商業(yè)軟件之外,再建立起另一種計算方式和計算機應(yīng)用模式——自然用戶界面,它將是人機互動的全新體驗,成為計算技術(shù)的另一發(fā)展方向。

先讓我們來追溯一下商業(yè)軟件的歷史:最開始只有編程人員使用計算機,他們應(yīng)用匯編語言和硬件進行交流。后來我們有了操作系統(tǒng),簡化了計算的復(fù)雜程度,并把硬件和周邊外設(shè)聯(lián)系起來。之后我們又創(chuàng)建出很多應(yīng)用程序,計算工具也變得逐漸強大,這些應(yīng)用程序給人們帶來更強的應(yīng)用能力。未來,通過云計算+客戶端的環(huán)境,我們需要并行計算和分布式的計算環(huán)境,這樣每一個計算設(shè)備都能夠充分地使用云所提供的計算能力。這樣,計算能力將無處不在,不只是計算機才能充分利用這一技術(shù),那個時候更多種類的終端都將擁有強大的計算能力。

隨著互聯(lián)網(wǎng)越來越強大,不管是我們在通信方式上采用無線還是有線進行連接,在未來,我們認為互聯(lián)網(wǎng)將是我們生活中的一個常規(guī)方式,越來越多的人將使用更復(fù)雜的建模來解決更多的計算問題。比如,我們創(chuàng)建一個電子表格其實就是建立起一個通用的建模模式,它可以描述人們到底希望計算機幫助他們解決什么樣的問題。未來我們有很多的個性化和更為復(fù)雜的數(shù)據(jù),比如很多語義信息。隨著建模等級越來越復(fù)雜,人們將更多地從計算能力中受益。

不過,如果計算機僅僅是一個工具,就意味著使用者必須是專家,必須得了解這個工具才能夠完成工作。而我們認為在未來幾年會發(fā)生的一個重大變化就是計算機不再是工具。這意味著下一代計算將會使得計算機在某種程度上可以代替你進行工作,成為你的助手,不論在工作還是生活里,你能夠很容易地管理它。你不需要非常清楚給它一個機器指令,只需要和它說幾句話,問幾個問題,它就可以幫助你完成工作。當然這需要更高性能的計算能力和非常復(fù)雜的建模方式來實現(xiàn)。微軟的研究部門早已開始研發(fā)這種個性化的技術(shù)。我們認為實現(xiàn)這一轉(zhuǎn)變的核心理念,就是把計算機從工具轉(zhuǎn)變成助手。

我們已經(jīng)看到很多重要的變化。未來,人們與計算機的互動將不再只是鼠標點擊或者打字輸入,而是采用更為自然的方式,這也是微軟研究的一個重要方向,可以用到我們目前所有的計算技術(shù)。比如機器人工具箱,該平臺是并行計算和分布式計算的重要應(yīng)用之一。那么如何將計算技術(shù)應(yīng)用到機器人上呢?我們其實不是真的要創(chuàng)造出一個實體的機器人,而是創(chuàng)造出一個虛擬的機器人。機器人對外感知需要很高的CPU計算能力,在18核處理器的計算機模擬中可以看到CPU使用率只有40%。在這種持續(xù)計算過程中,我們正在研發(fā)如何讓CPU使用率提升到50%~100%。

其次,計算機屏幕上將出現(xiàn)虛擬機器人的臉。我們需要給每個人臉上的特征進行非常明確的設(shè)計,在機器人與真人的互動中,如何使她的面部表情根據(jù)具體情況產(chǎn)生變化,從而更為逼真是需要解決的問題。當機器人通過麥克風(fēng)或視頻攝像頭獲取人們的行動和語言時,需要采用數(shù)字信號處理技術(shù)。機器人的眼睛也可以隨著人們目光的移動而變化。這需要應(yīng)用機器學(xué)習(xí)語音識別、語音認同、圖像處理、3D圖像建模等實時計算完成。這些技術(shù)的關(guān)鍵在于,只有大大降低處理的延遲性,才能讓機器人更為逼真。因此,完全的人機自然互動模式還需要很多技術(shù)研究和探索。我相信,未來這個機器人不僅可以回答簡單的問題,還可以成為機器人醫(yī)生、機器人教授,我們可以用它來改善全球的教育和醫(yī)療環(huán)境,讓數(shù)十億人在沒有面對面接受教育和醫(yī)療救治的情況下受益。

總之,我們面臨著眾多的新技術(shù)與研發(fā)機遇,云計算、語義分析、計算機翻譯、社交網(wǎng)絡(luò)、自然用戶界面等等都將使得未來的計算機不只是一個研究工具,而可以成為你的一個助手。

(本文系根據(jù)克瑞格·蒙迪在微軟亞洲研究院主辦的“夢想開啟未來——對話克瑞格·蒙迪”活動中的演講整理)

從DOS開始,人機交互的方式一直在變化。除云計算之外,自然用戶界面也將成為計算技術(shù)的新的發(fā)展方向