Охота на электроовец. Большая книга искусственного интеллекта - Сергей Сергеевич Марков

Зрители отмечали, что могли даже чувствовать дыхание Эуфонии, исходящее из каучуковых губ. В этом нет ничего удивительного — основной движущей силой аппарата были большие мехи, управляемые педалью. Сжатый воздух проходил через множество трубок, свистков и резонаторов, оснащённых различными заслонками и перегородками, которые по одной или целыми группами управлялись с помощью клавиш[2333]. Всё фонетическое многообразие Фабер разложил на 16 элементарных звуков: [a], [o], [u], [i], [e], [l], [r], [w], [f], [s], [sh], [b], [d], [g], [h] и носовой тон[2334]. Такой набор позволял Эуфонии с приемлемым качеством произносить фразы на любом европейском языке.

Эуфония оставалась частью репертуара Барнума в течение ещё нескольких десятилетий, но, несмотря на весь его промоутерский талант, приносила весьма скромную прибыль и часто становилась объектом насмешек. После лондонского шоу Барнум показывал её в своём Американском музее (Barnum’s American Museum) в Нью-Йорке, а позже в гастрольной программе цирка. Говорящий аппарат Фабера всё ещё был частью шоу цирка Барнума во время гастролей в Торонто в августе 1874 г. Газета Toronto Mail отмечала большое скопление зрителей у машины, но заметила, что у неё, должно быть, плохо действовала челюсть, потому что все слова звучали монотонно и однообразно. Машина Фабера доживала век без заботы со стороны своего создателя, который умер в Вене в 1866 г. (по другим источникам — покончил с собой в 1850 г.).

Впрочем, работа Фабера не пропала бесследно. Среди зрителей, посетивших Египетский зал в Лондоне летом 1846 г., оказался как минимум один, увидевший в говорящей машине нечто большее, чем просто мимолётную забаву. Это был исследователь в области фонетики Александр Мелвилл Белл, который вскоре стал отцом Александра Грейама Белла. В то время старший Белл занимался разработкой фонетического алфавита под названием «Зримая речь» (Visible Speech). Этот алфавит был предназначен для записи речи на бесписьменных языках, обучения глухих устной речи, а также стандартизации произношения. Механический подход к синтезу речи, реализованный в Эуфонии, не мог оставить равнодушным учёного, работающего в области фонетики. Машина произвела на Белла такое глубокое впечатление, что он всё ещё думал о ней в 1863 г., когда взял своего шестнадцатилетнего сына на встречу с сэром Чарльзом Уитстоном. Увидев машину Уитстона, молодой Белл был вдохновлён. Он позаимствовал у Уитстона книгу фон Кемпелена и, вернувшись домой, вместе со своим старшим братом Мелвиллом занялся созданием собственного говорящего устройства.

Созданное ими приспособление было основано на тех же (как мы бы сказали сегодня — бионических) принципах, что и конструкции предшественников.

Мальчики начали с изучения книги Кемпелена, а затем договорились о разделении труда: Александр взял на себя язык и рот аппарата, а Мелвилл — лёгкие, горло и гортань. Им не удалось найти ни одной анатомической работы, которая содержала бы достаточно сведений об устройстве гортани, поэтому скрепя сердце мальчики решили пожертвовать своей любимой кошкой ради науки. Они попросили студента-медика, друга Мелвилла, безболезненно усыпить кошку. Однако вместо этого студент на глазах у мальчиков влил ей в рот азотную кислоту. Увидев своими глазами мучения кошки, мальчики всё же смогли убедить студента перерезать артерию животного, чтобы положить конец его страданиям. В итоге братья отказались от экспериментов на кошках и ограничились гортанью ягнёнка, подаренной им мясником. Даже спустя полвека Александр с содроганием вспоминал об этом случае.

Что касается лёгких, Мелвилл придумал использовать органные мехи, но поначалу нетерпеливые мальчики использовали вместо них свои собственные лёгкие, просто вдувая воздух в «горло», представлявшее собой жестяную трубку. «Гортань» Мелвилл изготовил из примыкавших под углом друг к другу двух листов резины. В результате экспериментов ему удалось получить «музыкальный звук», напоминавший звук жестяного рожка.

Сняв слепки с человеческого черепа, Александр сконструировал гуттаперчевые копии челюстей, зубов, глотки и носовых полостей. Вместо копирования сложных носовых ходов отец посоветовал Александру использовать простую резонансную камеру, а также отговорил его от театральной затеи исполнения машины в виде головы — с человеческим лицом и даже париком. В итоге Александр изготовил для устройства мягкие резиновые губы и щёки, а также нёбо — из обёрнутой резиной ваты. Наиболее сложной деталью стал язык — мальчик сделал его из шести деревянных секций, каждая из которых могла подниматься или опускаться по отдельности, после чего обил их ватой и обернул единым листом резины[2335], [2336].

После того как устройство было собрано, мальчики провели ряд экспериментов и решили устроить большое испытание. Они вытащили машину на общую лестницу и заставили её кричать. Позже Белл писал, что «она действительно издавала звуки, подобные крику ребёнка, попавшего в беду. Крики „Мама, мама!“ производили душераздирающий эффект. Мы слышали, как кто-то сверху сказал: „Боже милостивый, что случилось с этим ребёнком?“, а затем послышались шаги. Это, конечно, было именно то, чего мы добивались. Мы тихо проскользнули домой и закрыли дверь, оставив нашим соседям бесплодные поиски ребёнка. Это был момент нашей радости и триумфа». Хотя позже Александр и признавал, что он и Мелвилл «больше хотели удивить своих друзей странными эффектами, чем достичь научной точности», долгие часы, потраченные на создание машины, окупились годы спустя. Отец поощрял участие сыновей в проекте, зная, что в процессе работы над ним они узнают, как образуются звуки человеческого голоса, и также познают ценность упорства. «Много раз мы были расстроены и разочарованы нашими трудами и готовы были отказаться от всего этого с отвращением», — писал Александр позже. В конечном итоге мальчики поняли «важность настойчивости и постоянных усилий, предпринимаемых несмотря на неудачу». На седьмом десятке жизни, в 1909 г., Белл писал: «Создание этой говорящей машины, безусловно, стало важным моментом в моей карьере. Оно познакомило меня с функциями голосовых связок и направило меня по пути, ведущему к телефону»[2337].

Так или иначе, во второй половине XIX в. создание устройства для синтеза речи, основанного на моделировании работы речевого тракта человека, стало задачей, которая была по плечу даже неопытным юношам. Конечно, качество такой речи оставляло желать лучшего, а ряд нюансов требовал ещё научного объяснения. В начале XX в. попытку систематизации знаний в этой области предпринял Ричард Пейджет, который создал набор пластилиновых резонаторов, производивших гласные звуки. Работа Пейджета базировалась на исследованиях Уитстона и проделанных в 1860-е гг. наблюдениях Гельмгольца, который установил, что все гласные звуки основаны на двух одновременно возникающих резонансах речевого тракта.

Резонансы, обнаруженные Гельмгольцем, соответствуют двум первым формантам человеческой речи — F0 и F