Изобретения Дедала

New Scientist, September 14, 1978

При атмосферном давлении растворимость газов в жидкостях колеблется в пределах 0,005–0,1% по весу. Поскольку растворимость примерно пропорциональна давлению газа, при давлении в 500 атм весовой процент растворенного газа достигнет 2,5–50%. Дополнительное количество газа может быть введено в жидкость в виде микропузырьков. Давление внутри пузырька превышает внешнее давление на величину 2γ/r, где γ — поверхностное натяжение жидкости, а r — радиус пузырька. Коэффициент поверхностного натяжения жидкости можно принять равным γ=0,05 Н/м, тогда в пузырьке диаметром 10^-8 м (r=5×10^-9 м) газ находится под давлением p=2×0,05/(5×10^-9) = 2×10^-7 Н/м² = 200 атм.

Наиболее удобный способ создания в жидкости пузырьков такого размера состоит, по-видимому, в насыщении ее пузырьками большей величины и в последующем повышении внешнего давления. Как бы то ни было, путем одновременного растворения газа в жидкости и насыщения ее пузырьками можно ввести в жидкость такое количество газа, которое будет, возможно, даже превосходить по весу количество растворителя. После этого жидкость подвергают затвердеванию. Очевидными кандидатами на роль растворителя можно считать расплавленные пластмассы и растопленный сахар, особенно если удастся подобрать добавки, обладающие повышенной растворяющей способностью по отношению к выбранному газу; требуемое давление составляет несколько сот атмосфер. Заметим кстати, что сахар горюч: C₁₂H₂₂O₁₁ (342 г) = 12 CO₂ + 11 H₂O; так что сахар, содержащий 36% (по массе) растворенного кислорода, может быть полностью усвоен организмом или сожжен без дополнительной затраты окислителя.

Фейкодер

Растущий интерес к видеотелефонной связи заставляет Дедала задуматься, какой цели может служить такая система. Возможность видеть лицо собеседника не увеличивает содержательность разговора, но по выражению его лица вы можете видеть, что он закончил свою реплику, что он сердится или, быть может, лжет. (Последнее особенно полезно при деловых переговорах.) Однако с технической точки зрения передача столь скромной информации по телевизионному каналу, занимающему полосу частот, достаточную для тысячи телефонных разговоров, — полнейшее расточительство. В этой связи Дедал вспоминает о «вокодере» — устройстве, преобразующем человеческую речь в некое подобие телеграфного кода, который очень экономно использует емкость канала связи. На приемной станции кодированный сигнал приводит в действие синтезатор речи, отчетливо воспроизводящий сказанное, но голосом, лишенным интонаций и эмоциональной окраски. Поражаясь легкости, с какой хороший карикатурист несколькими штрихами передает характерные черты и выражение человеческого лица, Дедал задумал создать телевизионный аналог вокодера. Используя современные принципы распознавания образов при помощи ЭВМ, новый прибор фирмы КОШМАР под названием «фейкодер» преобразует телевизионное изображение человеческого лица в графический шарж с последующим его переводом в стандартный импульсный код для передачи по телефонному каналу. Этот простой сигнал, изменяющийся всего лишь примерно 20 раз в секунду, занимает очень узкую полосу частот и вполне может быть передан вместе с голосом по одному телефонному каналу. Это остроумное приспособление позволит перевести всю телефонную сеть на «видеотелефон» без необходимости замены существующих коммуникаций на дорогостоящий телевизионный кабель.

Для подготовки соответствующего программного обеспечения ЭВМ психологи фирмы КОШМАР изучают человеческую мимику. С этой целью они просматривают мультфильмы Уолта Диснея, телевизионные выступления политических деятелей, отражающие широкий спектр приемов уклончивости и фальши, а также наблюдают ведущиеся посредством мимики беседы между испытуемыми, разделенными перегородками из матового стекла различной степени прозрачности. На основании полученных данных предполагается составить программы кодирования, так что фейкодер будет передавать лишь информацию о выражении лица собеседника, отбрасывая несущественные детали, такие, как характер освещения или фон. Передаваемый «шарж» позволит опознать собеседника, однако основное «содержание» изображения будут составлять эмоции. Таким образом, вы получите возможности разговаривать с мультипликационной картинкой, которая будет выражать вам свое согласие или сомнение, расположение или враждебность — любые эмоции в чистом виде, вроде того, как это делал Чеширский кот из «Алисы в стране чудес» Льюиса Кэрролла. Регулятор усиления позволит превратить легкое недовольство в кипящую ярость, слабое сомнение в полное замешательство; это будет очень удобно при разговорах с людьми, умеющими в любых ситуациях сохранять непроницаемое выражение лица. И наоборот, это позволит ослабить страсти темпераментных собеседников до уровня нейтральной благовоспитанности и избежать таким образом многих досадных недоразумений, происходящих из-за различия национальных темпераментов.

Еще большую пользу может принести фейкодер как средство для уничтожения непреодолимого коммуникационного барьера между автомобилистами. Безопасность движения поднимется на невиданную высоту, если каждый автомобиль будет оснащен фейкодером, проецирующим лицо водителя на экраны, установленные спереди и сзади автомобиля. Это положит конец дорожному изоляционизму автоводителей. Одного взгляда на автомобиль будет достаточно, чтобы понять, кто за рулем: лихач, растерянный новичок или раззява, — и действовать соответственно обстановке. Нарушитель сможет извиниться, изобразив на своей карикатуре раскаяние, и тем самым смягчить гнев потерпевшей стороны. А огорченная мина водителя, у которого мотор заглох перед светофором, умерит негодование тех, кто по его милости застрял на месте. Бурные эмоции уступят место инстинктивно-вежливому обмену улыбками.

Но подлинную революцию изобретение Дедала произведет, по-видимому, в отношениях между человеком и машиной. Управляя, например, большим химическим производством, оператор должен быстро и безошибочно вмешиваться в ход технологического процесса. Использование пульта, снабженного множеством стрелочных приборов, представляется довольно примитивным способом контроля процесса; листы машинных распечаток в этом смысле еще менее удобны. Вместе с тем мы еще с младенчества научились распознавать различные нюансы человеческой мимики и выработали инстинктивные навыки ублажать своих родителей. Инженеры фирмы КОШМАР разрабатывают на основе фейкодера систему управления химическим производством, в которой приборная панель будет заменена одним или несколькими телевизионными экранами. Лица на экранах будут изменять выражение в соответствии с ходом процесса: рост производительности будет изображен благодушной улыбкой, та или иная степень недовольства покажет, что с агрегатом не все в порядке, панический ужас послужит предвестником надвигающейся катастрофы. С одного взгляда оператор сможет оценить положение дел, а врожденные навыки позволят ему управлять процессом с невиданной доселе эффективностью. Кроме того, подобный метод управления, несомненно, будет способствовать пробуждению человеческих качеств у зачерствелых технарей и станет шагом к созданию «технологии с человеческим лицом». Его внедрение поможет значительно увеличить число людей, влюбленных в свою работу.