重新思考计算

作为微软首席研究及战略官,克瑞格·蒙迪(Craig Mundie)近日面对来自国内多所高校的1200多名学生,发表了主题演讲,探讨了未来计算的多种发展方向和应用趋势。

计算机技术在过去60年中不断发展,并经历了不同的计算时代。在个人电脑应用领域,DOS机取代计算器是第一个重大突破。尽管这种计算机的计算能力非常有限,不过从历史来看,对当时只会简单应用计算器的个人来说,DOS机已经是一个重大进步。但它的缺点也显而易见,那就是操作起来非常困难。第二个重大的突破就是图形用户界面的产生,它使人机之间的互动得到扩展,复杂的计算环境也逐渐形成。十年前,互联网技术的出现对计算的进一步发展起到了非常重要的作用,同样,计算也使得互联网应用越来越普及,互联网终端设备的种类和使用人数越来越多。那么,计算技术下一步的发展方向是什么呢?

目前来看至少有两个发展方向。其中之一就是云与客户端的计算环境,也就是说,个人电脑已经不再是惟一独立的客户端,游戏机、平板电脑等其他种类的终端都可以成为客户端。另一端则是云计算环境,这使得客户端彼此之间的计算环境不再独立,可以说这将造就一个全球互通的计算环境。

不过,现在人们在使用电脑和互联网的时候也会感觉非常复杂。要知道全球今天有65亿人,只有12亿人在使用计算机,所以还有大部分人口并未从计算技术中受益。我们认为这是必须得到解决的现实问题。解决的方式之一就是除了目前的商业软件之外,再建立起另一种计算方式和计算机应用模式——自然用户界面,它将是人机互动的全新体验,成为计算技术的另一发展方向。

先让我们来追溯一下商业软件的历史:最开始只有编程人员使用计算机,他们应用汇编语言和硬件进行交流。后来我们有了操作系统,简化了计算的复杂程度,并把硬件和周边外设联系起来。之后我们又创建出很多应用程序,计算工具也变得逐渐强大,这些应用程序给人们带来更强的应用能力。未来,通过云计算+客户端的环境,我们需要并行计算和分布式的计算环境,这样每一个计算设备都能够充分地使用云所提供的计算能力。这样,计算能力将无处不在,不只是计算机才能充分利用这一技术,那个时候更多种类的终端都将拥有强大的计算能力。

随着互联网越来越强大,不管是我们在通信方式上采用无线还是有线进行连接,在未来,我们认为互联网将是我们生活中的一个常规方式,越来越多的人将使用更复杂的建模来解决更多的计算问题。比如,我们创建一个电子表格其实就是建立起一个通用的建模模式,它可以描述人们到底希望计算机帮助他们解决什么样的问题。未来我们有很多的个性化和更为复杂的数据,比如很多语义信息。随着建模等级越来越复杂,人们将更多地从计算能力中受益。

不过,如果计算机仅仅是一个工具,就意味着使用者必须是专家,必须得了解这个工具才能够完成工作。而我们认为在未来几年会发生的一个重大变化就是计算机不再是工具。这意味着下一代计算将会使得计算机在某种程度上可以代替你进行工作,成为你的助手,不论在工作还是生活里,你能够很容易地管理它。你不需要非常清楚给它一个机器指令,只需要和它说几句话,问几个问题,它就可以帮助你完成工作。当然这需要更高性能的计算能力和非常复杂的建模方式来实现。微软的研究部门早已开始研发这种个性化的技术。我们认为实现这一转变的核心理念,就是把计算机从工具转变成助手。

我们已经看到很多重要的变化。未来,人们与计算机的互动将不再只是鼠标点击或者打字输入,而是采用更为自然的方式,这也是微软研究的一个重要方向,可以用到我们目前所有的计算技术。比如机器人工具箱,该平台是并行计算和分布式计算的重要应用之一。那么如何将计算技术应用到机器人上呢?我们其实不是真的要创造出一个实体的机器人,而是创造出一个虚拟的机器人。机器人对外感知需要很高的CPU计算能力,在18核处理器的计算机模拟中可以看到CPU使用率只有40%。在这种持续计算过程中,我们正在研发如何让CPU使用率提升到50%~100%。

其次,计算机屏幕上将出现虚拟机器人的脸。我们需要给每个人脸上的特征进行非常明确的设计,在机器人与真人的互动中,如何使她的面部表情根据具体情况产生变化,从而更为逼真是需要解决的问题。当机器人通过麦克风或视频摄像头获取人们的行动和语言时,需要采用数字信号处理技术。机器人的眼睛也可以随着人们目光的移动而变化。这需要应用机器学习语音识别、语音认同、图像处理、3D图像建模等实时计算完成。这些技术的关键在于,只有大大降低处理的延迟性,才能让机器人更为逼真。因此,完全的人机自然互动模式还需要很多技术研究和探索。我相信,未来这个机器人不仅可以回答简单的问题,还可以成为机器人医生、机器人教授,我们可以用它来改善全球的教育和医疗环境,让数十亿人在没有面对面接受教育和医疗救治的情况下受益。

总之,我们面临着众多的新技术与研发机遇,云计算、语义分析、计算机翻译、社交网络、自然用户界面等等都将使得未来的计算机不只是一个研究工具,而可以成为你的一个助手。

(本文系根据克瑞格·蒙迪在微软亚洲研究院主办的“梦想开启未来——对话克瑞格·蒙迪”活动中的演讲整理)

从DOS开始,人机交互的方式一直在变化。除云计算之外,自然用户界面也将成为计算技术的新的发展方向