0 下一世纪的非插入式电脑
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我女儿对电脑相当熟悉，但对世纪末的Y2K问题或可能出现的计算机/软件故障却没有太多顾虑。而我妻子却生活在恐慌之中，不是担心飞机从空中坠下，就是害怕电力会突然中断(更不用说银行的计算机系统)，甚至想象城市将变得混乱不堪，到处都是携带枪支的坏人。


我们正在迈进21世纪，亚洲的大部分国家或地区已从经济衰退中复苏(台湾也从一场灾难性的地震中走了出来)。亚洲的工程师不但不会否认21世纪将是“太平洋世纪”这一事实，而且正满怀希望地迎接它的到来。


无论是在经济发展，还是生活方式的改变方面，技术都会打开许多新的大门。我们使用电脑和通信的方式将会发生深刻的变化(究竟如何变化目前尚难断定)。现已出现一些反映将来发展趋势的现象，亚洲应赶快抓住这一机遇。


几十年内我们所熟知的便携式和台式电脑将会逐渐消失。未来的计算机将会采用其它输入输出技术，而不是大屏幕和键盘。由于没有了键盘和大屏幕，未来的计算机将变成非插入式的，并且具有更强的可移动性。


会思考的东西


从美国麻省理工学院(MIT)的媒体实验室传出了一些令人鼓舞的开发项目，其中包括可以装在鞋子里或绑在腰带上的“可穿戴式计算机”。它们可以应答你的手提电话并帮助你做出决定，诸如是否要中断谈话以回复一个更重要的电话之类。更绝的是，在你与他人握手的瞬间就可以相互交换名片。


《会思考的东西》("When Things Start to Think")一书的作者Neil Gershenfeld教授更关注于所谓的“思考过程”。比如，怎样对电话进行编程以便让它能够识别来电的优先级别？你可根据呼叫者作出优先列表，但你能容忍为了听你妻子抱怨邻居的电话而打断重要的业务会谈吗？如果你的电话不仅能够识别语音，还能识别出说话内容，那它就能象秘书一样帮你应答电话，接听来电者的说话内容并按照你的要求作出一定的判断。


人们很快就能熟悉的“会思考的东西”列表如下：

?能够变成其它书的书藉

?能够帮助初学者的乐器

?能够与人体网络通信的鞋子

?能够输出有用东西的打印机(而不是纸)

?除具有价值外还有行为能力的钱币


从上面的列表中我们可以看出某些让人感到既模糊又熟悉的轮廓：交互式电子图书和游戏；除了存贮和显示日程安排及地址薄外还有许多其它功能的个人数字助理(PDA)；能够指导孩子演奏的乐器；或者是可进行银行交易和购物并可控制进入和安全的智能卡。


书本式和鞋式电脑是最有趣的，因为我们可将其视作常用设备(如蜂窝电话和PDA等)的自然延伸。Gershenfeld教授认为，使这些得以现实的关键技术包括超低功耗处理器、特高灵敏度传感器、无线数据收发和有触觉、高分辨率显示等，所有这些都应具有可手持和便携特性。


非插入式的通信新世界


现在很少有比无线通信更受关注的开发项目。开发方面的巨大努力正在驱动着蜂窝电话的飞速发展。被称为“3G”的第三代蜂窝通信和“2.5G”过渡网络都许诺对蜂窝服务升级以便用户能够在蜂窝电话上同时接收话音、数据和图像。绝大部分开发努力集中在宽带CDMA的基带和手持收发器、DSP话音编码器及信道分离器方面，主要目的是从1.8GHz、1.9GHz和2.1GHz的PCS和数字蜂窝高频带隙中挤出更多的带宽。Intel公司最近收购了DSP Communications Inc.(这是一家为日本和韩国手机生产商供应CDMA和TDMA基带芯片组的通信制造商)，表明这家PC芯片巨头(实际上也是世界上最大的半导体供应商)并不想被这场无线蜂窝革命的浪潮抛到后头。


理论上，3G通信可让用户通过蜂窝电话浏览Internet，但在数据带宽完全支持全图形下载功能之前还有漫长的一段路要走。此外，Internet网页开发者一直在寻求适应典型的单色LCD显示分辨率的图像。然而这并没有阻止研究人员继续探索在蜂窝电话上传输图像所需的前向代码纠错技术。因此，我认为便携式蜂窝电话在2010年以前即可提供一系列的通信服务，如语音、视频和信息(数据)等。


就近期而言，我建议亚洲工程师密切关注有关“Bluetooth"技术的议题。由Nokia、Ericsson、Intel和Toshiba共同发起的Bluetooth可作为“线缆替代品”在蜂窝电话和便携式电脑之间实现无线连接。Bluetooth工作于2.4GHz ISM频带，采用1MHz时钟和10mW收发器，可使两个相隔10米的设备之间的数据传输率达到764Kbps。


由于Bluetooth的实现成本相当低廉(低于20美元)，因此它吸引了许多开发人员。他们相信仅需增加很小的功率(可能只有100mW)和稍微复杂一点的技术，Bluetooth就可代替IEEE 802.11而成为通用的无线局域网标准。只要人们距Bluetooth节点小于(比方说)30米，就都可以连接上。当然，要达到这一境界仅10mW RF收发器、ARM7控制器和闪存是不够的，还需要复杂一些的LCD图形显示。


还记得S3公司领导3D PC图形控制器的时代吗？那时许多制造商利用ActiVision游戏“Mech Warrior 2”来展示其3D图形控制器的性能。在这个游戏中，你指挥着一个巨大的、类似机器人的战斗机器，与其它类似的机器进行战斗。除了3D活动图像外，Mech Warrior2游戏还显示了语音I/O的重要性。因为每个战斗机器都装备有一个会讲话的电脑，在玩游戏时它会告诉你有关你的任务的许多有趣事情。


人机交互界面的新方式


不久我们就会看到大量具有语音输入功能的设备和系统(其中包括车载电脑)。这些设备能够利用有限的词汇执行“命令和控制”功能。


位于比利时的Frontier Design公司(详见《电子工程专辑》1999年12期)已经开发出一种语音识别内核，它内嵌许多DSP算法。据称如果加上40KB的内存并进行一些训练，这种器件就可以不同的语言识别高达50个单词，包括英语、汉语、法语、意大利语和希伯来语。许多这样的器件不久将开始面世。利用它们，你很快就能通知蜂窝电话“打电话回家”，或者读出一个电话号码让它拨号。Frontier公司声称一家新加坡银行(Columns Ltd.)对此非常感兴趣，希望能把它应用于语言ATM(自动柜员机)交易中。


在过去十年中，我们对具有语音功能的电脑和机器的态度发生了很大改变(将来变化会更大)。我得承认以前我曾不止一次地对PC或Apple Macintosh发脾气，甚至毫不怜惜地用拳头砸它。原则上新的Mac操作系统和Windows 2000就会使电脑更容易操作和使用。而半导体器件的小型化、Bluetooth革命和语音识别技术将使这些计算机器脱离电话和电源插座，并可将其佩戴在腰带上或安装在鞋后跟里。但是，它们还能更可靠些或轻便些吗？


语音识别器通常无需根据说话人的口音训练就可以辨别出数字(如1，2等)，因此许多现代化的电梯利用语音识别器来确定到达层数。我记得大约二年前我走进一家宾馆的电梯间，一个自动化的语音问我：“第几层？”我回答：“十”，并极力模仿Mech Warrior 2游戏中模糊的数字化女声。


不幸的是，玩笑开到了我自己头上。电梯威胁性地突然停在9楼和10楼之间，好象就要掉下来了。电梯间有个声音问我：“你就是砸坏苹果电脑的那个家伙吗？”


是的，我们已经取得了巨大进步，但仍然有很长的路要走。欢迎进入21世纪。