Изот Литинецкий - Беседы о бионике

Рис. 8. Видиограмма записи гласных у, о, а, э, ы, и (по А. Митронович-Моджеевской). Видны отдельные верхние тона

Применяются также синтезаторы речи, построенные на принципе синтеза речи по формантам и использующие электрический эквивалент речевого аппарата. Для их построения требуется устройство для перевода печатного текста в кодовые комбинации для управления эквивалентом речевого аппарата. Если повторяющиеся импульсы генератора подать на цепочку контуров, каждый из которых может настраиваться на соответствующую частоту, то удается создать довольно разборчивую искусственную речь.

Весьма распространенным является анализ звуков по данным динамических спектров видимой речи.

Принцип метода состоит в следующем. Изменение спектральных характеристик речевого потока исследуется при помощи динамических спектрографов "видимой речи". Анализатор "видимой речи" изображает речь в виде динамической картины изменения интенсивности во времени в частотных полосах — как распределение оптической плотности на фотографической пленке. Формантные области выделяются как области интенсивного почернения. Электроакустический анализ гласных при помощи динамического спектрографа "видимой речи" показан на рис. 8.

Если применить фотоэлемент, преобразующий изменения светового потока в изменения электрического тока, то можно получить электроакустическую картину изменения спектра во времени.

Рис. 9. Схема звукового спектрографа

На рис. 9 показана схема звукового спектрографа К. Поттера (1945 г.). Голос, поступивший в микрофон, пропускается через набор полосовых фильтров, и выходные напряжения каждой полосы используются для управления яркостью маленьких лампочек, излучение которых оставляет следы на движущейся светочувствительной ленте. В полученной записи по оси ординат — частота, по оси абсцисс — время, а интенсивность звука выражена плотностью почернения светочувствительной эмульсии.

Процесс обучения машины нередко сравнивают с обучением ребенка. Но ребенок, как известно, первым делом начинает понимать слова, потом учится говорить и лишь много позже — читать. С машинами пока что все происходит наоборот. "Работоспособные" читающие автоматы уже созданы, автоматы, умеющие слушать и распознавать человеческую речь, находятся в зените эксперимента, а вот говорящие машины пребывают еще в зачаточном состоянии. Сегодня диалог человека с машиной еще невозможен.

А для чего, собственно, нужен такой разговор?

Как уже говорилось выше, операторы и диспетчеры имеют ныне дело с большим количеством разнообразных сигналов, подаваемых на пульт управления. Одновременное наблюдение за многими приборами становится подчас затруднительным. Снижается быстрота реакции на сигналы, совокупность которых (ее принято называть, как вы знаете, информацией от машины к человеку) представляет собой определенный код, который приходится расшифровывать. А куда проще узнать прямо от говорящего пульта, например, о режиме работы какого-нибудь агрегата, машины, системы или о причинах и точном месте аварии, чем определять все это по оптическим и акустическим сигналам. Кроме того, "говорящие автоматы" могут войти составной частью в вычислительные машины, выступающие на производстве в роли советчика мастера или оператора. Оператор обратится с вопросом к такой машине, а та быстро вычислит необходимые данные и тут же голосом даст ответ либо отпечатает его на машинке. А оператор, в зависимости от обстановки, примет решение, как лучше, оптимальнее вести процесс.

Мы уже привыкли к тому, что, набрав по московскому телефону номер 100, слышим монотонный голос: "Десять часов две минуты". Это простейший говорящий автомат точного времени — автоответчик со сменными записями на магнитной ленте. Но скоро на помощь человеку придут справочные быстродействующие электронные машины — звуковые энциклопедии. По устному запросу человека (например, по телефону) машина мгновенно отыщет нужную информацию и ответит на вопрос из области науки, культуры, быта...

В дальнейшем, по-видимому, говорящие машины найдут широкое применение и в связи. Если из речи автоматически выделять на входе характерные признаки фонем и передавать только эти признаки, а на выходе по ним восстанавливать речь, то ширину канала связи можно сократить в несколько сот раз. Значит, по одной и той же линии сможет вести переговоры значительно большее число людей.

Пройдут годы, и к таинственным планетам солнечной системы устремятся пилотируемые космические корабли. Немало опасностей будет поджидать космонавтов, которые первыми увидят новые, неизвестные миры, и, вполне возможно, что разведчиками, предупреждающими людей о грозящих опасностях, будут говорящие роботы, роботы-друзья... "Здесь температура — 105°... Сюда можете ступать смело... Здесь зыбкая поверхность, обойдите..." — нечто подобное смогут услышать космонавты от передвигающихся впереди роботов и своевременно предпринять те или иные действия. Это пока еще фантастика. Но не так уж далеко то время, когда умеющие слушать и говорить машины будут помогать нам быстро и на большом расстоянии голосом управлять движением поездов и самолетов, подводных и надводных кораблей, тракторов и комбайнов, будут подавать команды автоматическим станкам, цехам-автоматам с единого диспетчерского пункта завода. Все это — завтрашний день нашей науки и техники.

Проблема распознавания и воспроизведения образов речи — одна из насущных проблем бионики и кибернетики. Сегодня мы находимся еще только в начале пути, и поэтому, разумеется, трудно сейчас предсказать, как будет организована система речи у будущих наших электронных собеседников. Но очевидно одно: если мы хотим, чтобы машина действительно понимала речь и говорила сама, ее нужно снабдить чем-то вроде второй сигнальной системы. Иными словами, необходимо создать нечто похожее на вторую сигнальную систему человека. Нет слов, эта работа предельно сложна и трудно осуществима. Однако следует признать: чем сложнее становится наше представление о грядущих электронных собеседниках и о нас самих, тем ближе и реальнее делаются эти будущие друзья-машины, умеющие нас слушать, понимать и говорить.

Мы привыкли к обыденности слов и подчас забываем о величии оружия, которым владеем. Но, подумав об этом, нельзя не восхищаться щедростью людей, стремящихся передать свои способности, свой интеллект машинам.