计算：从自然到然

鲁媛媛

“机器人能否终将统治世界？”没人知道答案，但这丝毫也不影响人们对这个充满哲学色彩的计算话题继续保持好奇。

从电脑被发明的那一刻起，人与机器的交流就像一部默片。无论借助的是键盘、鼠标或触摸屏，我们总是以无言的方式传递着自己的喜怒哀乐。但在众多科学家或者科幻家的心里，人与机器的互动远远不仅于此，于是各种人工智能的场景不断在电影中闪现，而现实生活中，连接人与机器的语音感知则一直是被人类渴望征服的难点。

现在，通过最新的“深度神经网络（DNN， Deep Neural Networks）”技术，微软“跨越语言，沟通无碍”的语音翻译系统将这一切都变得非常自然。当人们手持麦克风，对着电脑说出自己的语言后，电脑就可以把它变为你希望呈现的语种，并保持你原有的语音语调配合字幕朗读出来。

这个名字看上去有些神秘的技术可不是一个“愿景”。最近一段在新浪微博上疯传的机器翻译视频，就为这个愿景做了一次很好的注脚。当天，当天津高校的学生在微软亚洲研究院举办的“二十一世纪的计算大会”上看到微软公司全球首席研究官里克·雷斯特（Rick Rashid）博士所带来的这一演示时，有人即时就发微博呼吁：“如此棒的技术，大会的同声传译人员可以休息了。”甚至有个学生兴奋地向Rick提问：“机器人能否终将统治世界？”

这个问题也许曾在许多爱好科幻的小朋友心中萦绕不去，但作为一个高校的学生，能够重新点燃自己儿时的幻想，这不能不说是科技所带来的“魔力”。而在微软研究院，所有的研究都是基于梦想而生。在其创始人Rick看来，“基础研究的价值之一就在于从某种意义上讲，没有人知道它能给我们带来什么。”

把不可能变为自然

每天早晚都刷牙的人也许并不会去思考，刷牙这件事曾经是一件多么不可思议的事情，但绝大多数的技术发展都经历了类似从不可能到可能，然后自然而然的过程。着眼于未来计算的“自然而然”，哪怕眼下还压根看不到它可以实现的可能，这就是微软研究院的工作理念。

与大多数跨国公司在中国的研发机构不同，微软亚洲研究院并不是做产品开发的机构，它从事的是自然用户界面、新一代多媒体、以数字为中心的计算、互联网搜索与在线广告、计算机科学基础研究等基础性研究，这些项目也许要到5年甚至10年后才会成为商用的产品。更为不同的是，每位微软亚洲研究院的研究员都有充分的自由去研究自己感兴趣的方向而不用担心任何资金方面的问题——实际上，他们的研究经费由微软总部全额拨付，这也使得他们不需要像其他企业的研究院那样去找产品线“化缘”。

对于科学狂热份子来说，这可能是他们梦寐以求的地方，但在现任院长洪小文看来，肩负以改变人类未来生活为己任的科学研究者，必须要忍受一次次的失败与否定，但这又不能使其原有的想象力受到局限。

比如高写实、能说会动的3D真人头像；所握即所得的数字笔；视频人脸识别技术等，当最初微软研究院决定去做这些基础研究的时候，他们所持有的唯一目的就是如何重新构想人机之间的交互，并让这种交互变得更加自然。单独来看，也许每个技术所能折射出的最终应用还有些模糊，但是当研究积累到一定阶段，令世人惊奇的成果就“自然而然”地出现了。

正如Kinect的广告语所言：“You are the controller（你就是遥控器）”。它让每个人都能轻松成为玩家，带给用户前所未有的娱乐体验。而在此背后，凝结的是微软研究院多年的研究成果。Kinect发布仅仅两个月，就售出了超过800万台，平均每天销售133333台，被吉尼斯世界纪录评为有史以来销售最快的电子消费产品。

然而Kinect带来的惊喜并不仅限于此，来自世界各地的发烧友和研究人员正将它延伸至更广阔的领域——医疗复健、教育、日常生活等众多领域。2011年6月，基于Windows非商业Kinect软件开发工具包（Kinect for Windows SDK beta）发布，使得越来越多个人开发的Kinect应用视频被传到YouTube网站上，展示Kinect是怎样转变和提高人们学习、生活和创新的方式。

如今，“Kinect效应”开始在世界各地蔓延：为美国患孤独症的孩子带去欢乐，帮助英国医院的中风患者康复，让西班牙医生通过手势控制手术等。当这一切自然发生的时候，你还需要去一再确认技术将如何改变世界吗？

研究的基础之本

“计算机行业与其他行业一样，在其发展过程中，总是需要有一家公司投资于基础研究。目前，这家公司碰巧就是微软。”卡耐基梅隆大学计算机系主任Jeannette M. Wing认为，“微软研究院最重要的意义在于它在整个‘学术界—产业界—政府的研究生态系统中所扮演的角色。”

作为微软研究院的创始人，Rick数十年来一直保持的就是对基础研究的坚持。这可能会让很多人不解：许多公司为了抢占市场机会，会直接收购别的公司现有的技术，而微软显然也有这个实力，为什么还要自己去研究？是不是为了把更多的知识产权掌控在手？

对此，Rick的解释耐人寻味：“我们确实获得了大量的知识产权，但我认为这并不是微软长期投资于基础性研究最真实、最主要的原因。”

在他看来，基础研究机构就像一个早期预警系统，总是能告诉我们新的想法、新的技术。因而在此方面的投入实际上是为了微软未来的生存进行投资，如果未来有了新的局面、新的需求，微软就可以随时做好准备、产生改变。据Rick回忆：“20年前微软做出坚守基础研究决定时的那些竞争对手现在大多数都不在了，而微软仍然存在，并且发展越来越大。这说明我们对基础研究做出的大量投资，使得我们有能力积极地适应、积极地变化。为什么我们一直能够产生高价值的产品影响我们的未来，我想这就是核心、这就是关键。”

如今，微软搭载其最新Windows 8操作系统所推出的平板电脑Surface又引领了业界新的抢购风潮。但据微软亚洲研究院院长洪小文博士透露，微软研究院已经投入到更面向未来的基础研究中，比如进一步改善人类对电脑屏幕的触感。目前在微软研究院的实验室里，研究人员已经可以实现当人类触摸屏幕上的虚拟键盘时，屏幕会通过反弹的深浅力度来回应使用者的手指，并让其明确感知到所触摸的按键是什么；或者通过增加屏幕某一区域的粗糙感来告知使用者与其他区域的不同。

洪小文表示：“自然而然是人机交互的终极目标，为了实现这一目标，我们需要让机器对人类做出的指令有着更为‘人性化的回应。”听上去也许有些神奇，但在微软研究院看来，一切终将自然而然。