Здравствуйте! Сегодняшний специальный выпуск рассылки содержит "обзор современных технологий", составленный из материалов The Economist, опубликованных в журнале "Русский Фокус" №35, 2001. Получилось что-то в стиле старорежимных "Знание-сила" или "Техника молодежи": может быть не очень научно, но местами чрезвычайно любопытно.

   ***

   Игры, в которые играют фирмы

   Игры - одна из ранних форм обучения. Уже к пяти годам большинство детей становятся экспертом в какой-нибудь игре. В предновогодний сезон продаж начнется новый пятилетний период борьбы за потребителя между представителями последнего поколения игровых приставок. Детище Sony, PlayStation 2, уже год как лидирует на рынке, а GameCube фирмы Nintendo и xbox от Microsoft только недавно вышли на рынок. Уровень технического совершенства всех трех игровых платформ прямо пропорционален толщине кошелка целевого потребителя. Высокоскоростные микропроцессоры и графические микросхемы, обеспечивающие качественную графику, имеются на всех трех. А вот отличаться друг от друга они будут программным обеспечением и, чего раньше не было, "железными" характеристиками.
   Премьера PlayStation состоялась в марте прошлого года в Японии. Тогда ажиотажный спрос на этот продукт был в большей части основан на возможности этой приставки проигрывать фильмы на DVD-дисках. Список бестселлеров среди продуктов для PlayStation 2 возглавила DVD-версия "Матрицы". Из этого сделали вывод, что игровые приставки помимо собственно игр должны уметь еще что-то, чтобы добиться признания у потребителей. С такими возможностями для расширения приставка Sony нацелилась на центральную роль в электронной системе развлечений для современной семьи, в том числе и на самое почетное место в гостиной. Приставка xbox с соответствующими возможностями для DVD (хотя для просмотра требуется подключение специального устройства, не входящего в комплект) свидетельствует о горячем желании Microsoft тоже получить прописку в гостиной квартир пользователей.
   Если попытаться разобраться в ситуации с PlayStation, то станет понятно, что ее фантастические продажи в прошлом году были легкообъяснимой аномалией на этом рынке. Эта приставка с DVD-возможностями была фактически самым дешевым на тот момент DVD-проигрывателем ($270), поэтому ее и раскупали. А когда стоимость "профильных" устройств, предназначенных для просмотра DVD-дисков, снизились, то PlayStation уступила часть этого рынка "законным" участникам и продажи вернулись на привычные для сегмента объемы. А вот в Европе и Америке это детище Sony уже не пользовалось такой бешеной популярностью. Наверное, потому что ко времени прихода PlayStation в эти регионы на рынке уже присутствовали дешевые DVD-проигрыватели. Хотя когда Sony предложила пульты дистанционного управления для встроенного в PlayStation DVD-проигрывателя, фирме удалось продать "несколько десятков тысяч" этих устройств пяти миллионам владельцев приставок. Так что некоторые все-таки продолжают использовать PlayStation в качестве DVD-проигрывателя. Добавление возможностей DVD в xbox не привело к увеличению стоимости приставки от Microsoft. Поскольку она предназначена для подростков, ей вряд ли удастся обосноваться в гостиной даже в в комплекте с DVD-проигрывателем. И уж тем более неубедительно звучат аргументы насчет того, что Microsoft нацелена на верхний сегмент рынка.
   Разработчики GameCube из Nintendo не включили DVD-проигрыватель в систему. Компания Matsushita, крупнейший в мире производитель аудио- и видеотехники, заключила с Nintendo лицензионное соглашение для использования разработки последнего в своем новом проекте DVD-проигрывателя со встроенной игровой приставкой под загадочным названием Q под своим брэндом Panasonic. Matsushita пока собирается продавать Q только в Японии, хотя со временем планы фирмы могут измениться.
   Несмотря на недолгую историю игровых приставок, уже сформировалась закономерность: каждой модели отводится пять лет жизни - до появления представителей нового поколения. Nintendo следует этому циклу уже три поколения подряд, переход Sony от первой версии к PlayStation2 тоже совпал с циклом. О Microsoft и ее дебюте пока рано говорить.
   Секрет успеха игровой приставки заключается не в том, чтобы первой принести на рынок последние инновации, а в умении производителей определить правильное время для релиза, а также набор игр под конкретную модель. Например, когда Sony в середине 90-х вторглась на рынок, поделенный между Nintendo и Sega, то она "взяла" обоих с помощью грамотно разработанного набора игр. Помимо увеличения сумм роялти независимым разработчикам игр для PlayStation, Sony развернула также мощную рекламную кампанию, сопоставимую по масштабам с вездесущей Intel inside. А вот Microsoft никак не афиширует присутствие микропроцессора Pentium в xbox. Microsoft придется всеми правдами и неправдами завоевывать и удерживать свою позицию на этом рынке, где привязанность к брэнду - второй важный момент после качества игр. Эта компания уже купила несколько фирм-разработчиков для xbox - в Microsoft действительно понимают ситуацию на рынке.
   В то время как в Nintendo играют подростки до 14 лет, PlayStation была очень популярна в возрастной группе от 18 до 34 лет. Microsoft тоже целится на этот сегмент. И Nintendo начинает с интересом присматриваться к нему. По сравнению с "чисто конкретным" дизайном своих конкурентов ("железо в черном"), фиолетовый логотип на GameCube выглядит совсем не устрашающим. Но Nintendo сможет постоять за свое чадо - она уже собаку съела на этом рынке.
   У xbox еще одно отличие от конкурентов - жесткий диск и встроенный порт для Ethernet. Sony и Nintendo единогласно заявляют: нет необходимости накручивать столько всего за счет потребителя, пока не разработаны игры, для которых требуется столько наворотов. Но "цифровой" союз Sony с AOL Time Warner может как раз послужить толчком для развития этого направления. И PlayStation, и GameCube можно будет доукомплектовать дополнительной памятью и сетевым адаптером, поскольку в приставках имеются встроенные разъемы. Правда, потребителям придется дополнительно платить за это.
   Хотя PlayStation2 весь прошлый год занималась тем, что собирала альбом игр, только сейчас появляются игры - настоящие блокбастеры для этой приставки. У GameCube и xbox всего по несколько названий, и пока рано говорить, удастся какой-нибудь игре из их актива наделать шума на рынке или нужно ждать еще год, пока появятся настоящие звезды. Существует еще одна закономерность на этом непостоянном рынке: фирмы, которые занимают лидирующее положение сегодня, вряд ли смогут удержать свои позиции завтра. Sony держится всеми силами. Но ей предстоит борьба с обновленной Nintendo и с Microsoft (тактика "мелкомягких" всем хорошо известна).

   Серверы сделают это по-новому

   В то время как ускорение темпов работы микропроцессоров и сетевых коммуникаций идет полным ходом, основные проблемы компьютерных технологий относятся не к области обработки или передачи данных. Проблема состоит в вводе и выводе данных. Этот аспект компьютерных технологий долго оставался в стороне от революционных изменений и теперь превратился в ахиллесову пяту компьютерной индустрии. Недостатки систем ввода/вывода данных в компьютерах и серверах мешают нормальной работе высокоскоростных микросхем и порождают целый ряд сетевых проблем вне зависимости от скорости микросхем и передачи данных в оптоволоконных кабелях.
   Infiniband, новый стандарт ввода/вывода данных, сможет решить эти проблемы, повышая скорость операций на данном сегменте работы сервера, а также скорость коммуникаций, одновременно облегчая работу в сетях. Infiniband как бы выворачивает сервер наизнанку, выделяя функции ввода/вывода в отдельную часть. Он координирует работу разделенных сетевых компонентов так, как будто они - части единой системы.
   Проблемы операций ввода/вывода данных проистекают из сравнительно медленных темпов инноваций в архитектуре компьютера. Сегодня почти все компьютеры и серверы для передачи данных между микропроцессором и периферийными устройствами и дальше по сети используют шину дизайна десятилетней давности (PCI, или стандарт соединения периферийных компонент). PCI соединяет периферийные устройства медным кабелем, переводя язык процессора на язык, доступный "периферии". В течение многих лет PCI хорошо справлялся с этой обязанностью, пока операции в базах данных и сетевой трафик не достигли сегодняшних масштабов.
   Развитие PCI отставало от бурного прогресса в области других компьютерных и сетевых технологий. В то время как быстродействие микропроцессоров, согласно "священному" закону основателя Intel Гордона Мура, удваивается каждые 18 месяцев, а скорость сетевых коммуникаций растет головокружительными темпами, системам ввода/вывода удается удваивать свою скорость только каждые три года.
   Скорости процессоров сегодня уже взяли барьер в 2 Ггц, скорость передачи данных уже приближается к 10 гигабитам в секунду, а стандартная скорость в PCI - всего 33 мегагерца. Центры обработки данных - бункеры, где сотни серверов обслуживают корпоративные информационные сети, - больше всех страдают от этого. Cетевые инженеры пытаются выжать буквально все из своих подопечных для обеспечения все более растущих потребностей в услугах, и каждая лишняя миллисекунда, потребляемая PCI, оказывается вынужденной остановкой на информационной магистрали. К тому же из-за неуклюжести системы PCI подключение новых серверов для расширения возможностей сети превратилось в муку для сетевых инженеров.
   Infiniband удастся решить большую часть этих проблем, поскольку вместо медного кабеля он использует сигналы логических схем передачи данных. Это уже интеллектуальные системы коммуникаций между периферийными устройствами и системным блоком, именуемые системой ввода/вывода. Новый стандарт разработан на основе технологий, используемых в мейнфреймах. Это такая модель канала, которая позволяет различным машинным компонентам передавать информацию друг другу одновременно по специальной сети.
   Примерно таким же образом Infiniband вплетает каналы данных в так называемую сетевую ткань, которая одновременно обеспечивает работу нескольких каналов данных. Это похоже на то, как разъем универсальной серийной шины, расположенный в задней части системного блока, позволяет одновременно подключать к нему всякого рода периферийные устройства, обеспечивая высокую скорость передачи данных.
   В сетевой системе ввода/вывода сначала выделенный коммутатор на шлюзе переводит сетевые стандарты (например, Интернет-протокол) на внутренний контрольный язык сервера. Специальные адаптеры системы Infiniband подключают логику и память к устройствам хранения информации и сетевым контроллерам. Теоретически это позволяет микропроцессору связаться с жестким диском и CD-rom мгновенно, даже если они находятся в другом конце комнаты.
   Результатом, как говорят сторонники Infiniband, станет двух-трехкратное увеличение производительности по сравнению с системой PCI. Новый стандарт с возможностью поддержки расширения системы будет более надежен и прост в управлении. Без каких-либо отрицательных последствий для эффективности работы системы пользователи смогут подключать столько устройств к своим компьютерам и серверам, сколько захотят. Поскольку можно так разработать серверы Infiniband, что они будут заниматься только тем, что от них требуется, их дизайн можно сделать более компактным и таким образом экономить место в серверном шкафу (а соответственно, и деньги).
   По мнению аналитиков, это все приведет к переосмыслению принципов сетевого бизнеса. В дальнейшем это позволит производителям серверного оборудования дифференцировать свою продукцию в средних и низких сегментах рынка, где конкуренция наиболее жесткая. Производителям станет выгоднее продавать компьютерное железо под соусом из специальных программ и инструментов управления, созданных на основе Infiniband. Как выразился один специалист, "Infiniband позволит фирмам, предоставляющим услуги по обслуживанию центров обработки данных, оттянуть часть рынка от сетевых фирм".
   Все крупные производители сетевого оборудование один за другим приступают к разработке новых продуктов на основе Infini-band. Серверы первого поколения этой линейки просто комбинируют несколько свойств Infiniband со стандартным дизайном PCI. В начале 2002 г. появится новая группа сетевого оборудования, уже с более совершенной технологией. Больше 40 фирм, от Техаса до Израиля, уже борются за новый рынок. По оценкам IDC, компании, занимающейся маркетинговыми исследованиями в области информационных технологий, продажи на рынке продуктов Infiniband к 2005 г. достигнут уровня $7,7 млрд.
   Однако эти компании могут сколько угодно предаваться мечтаниям - от этого несметные богатства нового рынка не станут ближе к карману. "В трудных финансовых условиях корпорации не слишком охотно тратятся на новые технологии, предпочитая использовать старое, проверенное оборудование", - говорит аналитик IDC Вернон Тернер.
   Между тем конкуренция со стороны других технологий, таких, как интеловская 3GIO, предназначенная для настольных систем и дешевых серверов, угрожает безоблачному будущему Infiniband. Еще один потенциальный конкурент - это новый стандарт Ethernet, который опережает Infiniband со скоростью 10 гигабит в секунду и к тому же основан на технологии, уже хорошо знакомой системным администраторам. Хотя Intel настаивает на том, что эти разные технологии подходят для разных сегментов рынка: 3GIO - для микросхемных коммуникаций в ПК и серверах низкой ценовой категории, Infiniband - для коммуникаций типа сервер - сервер, а Ethernet - для связи между центрами обработки данных на больших расстояниях.

   Автоответчики ответят за всех

   Общаться по телефону с автоматами с записанной речью люди вынуждены все чаще. "Нажмите на кнопку 1, если вы хотите проверить свой баланс, нажмите 2 для выбора даты встречи..." Потребители часто звонят в фирмы для получения каких-то простых ответов или помощи и очень огорчаются, услышав монотонную речь робота-рецепциониста. Компании используют технологии автоматизации и в обработке запросов по электронной почте. И первое, и второе помогает им экономить на клиентском обслуживании: теперь уже не надо тратиться на специальное обучение сотрудников, да и содержать более компактный штат намного выгоднее.
   Есть два основных способа распознавания компьютером человеческой речи. Один основан на чисто статистическом методе, когда компьютер анализирует ключевые слова во фрагменте речи, их повторы, оттенки смысла - и подбирает возможный ответ в диалоге. Такой подход очень гибок, дешев и адаптируем. Кроме того, система не стоит на месте: она способна учиться на опыте из прошлых ситуаций, улучшая свои способности более адекватной реакции на запросы (правда, тут может пострадать точность ответов).
   Второй подход базируется на грамматических принципах. Здесь система анализирует окончания слов, корни, приставки и т. д. Этот метод в большей степени имитирует действия человека и выдает более точные результаты, чем статистический подход. Но разработка, как и содержание таких систем - весьма дорогое удовольствие. К тому же они немного неповоротливы: не умеют работать с запросами, которые оформлены грамматически неправильно, не могут подстраиваться под меняющиеся нужды потребителей.
   Исходя из этого, разработчики некоторых систем постарались скомбинировать оба подхода. Banter, фирма - разработчик систем телефонного обслуживания клиентов из Сан-Франциско, создала "технологию моделирования отношений" (RME), которая работает в нескольких крупных компаниях. Эта программа сначала просматривает электронные сообщения для поиска слов, их окончаний и коротких фраз, у которых может быть отдельный смысл. Уже на таком этапе эта программа понимает, что фраза "три недели назад" относится к временным понятиям, "Вы не могли бы…" означает просьбу сделать что-то, а "043729-24-023" - это номер заказа. Затем эти отдельные куски данных направляются на семантический анализ, технология которого специально разработана с учетом особенностей бизнеса данной фирмы. Последняя программа содержит самую свежую информацию о продуктах и услугах компании, принятых там ответах на электронные запросы потребителей. Данные из двух программ комбинируются для формирования наиболее подходящей реакции на вопрос в сообщении.
   Banter уверяет, что разработанные этой фирмой системы обеспечивают машинное "производство" речи, грамматически точной и даже не лишенной некоторых оттенков, свойственных "натуральной" человеческой речи. С другой стороны, эта компания признается, что одному из ее клиентов, банку Wells Fargo, приходится проводить "работу над ошибками" выданного компьютером ответного сообщения. Эту работу, разумеется, выполняют люди. Чтобы необходимость в этом отпала, Banter предлагает своим клиентам задать "уровень доверия" к системе для определения вероятностной оценки способности компьютера выдавать адекватные ответы.
   Разработки в этой области другой компании из Силиконовой долины, YY Technologies, основаны на чисто лингвистическом подходе "универсальной грамматики". Такие программы превращают любой текст, независимо от его стиля, формы или содержания, в набор смыслов и отношений, уже независимых от самого текста. На стадии семантического анализа здесь тоже используется программа с информацией о данной компании и ее деятельности. Система фирмы YY выдает только те ответы, в качестве которых она сама уверена. А остальное оставляет на усмотрение людей.

   Вместо ножа - звук

   Существует несколько способов остановки открытого кровотечения: от лейкопластырей до сложных лазерных приборов. А внутреннее кровотечение все еще остается очень опасным для жизни. Лазер и электрический ток могут проникать в кожу только на глубину до 3 мм. Применение жгутов и зажимов зачастую просто невозможно, к тому же они могут остановить приток крови в здоровые участки органов. Между тем внутреннее кровотечение может начаться и во время хирургической операции.
   Группа ученых-биоинженеров из Вашингтонского университета в Сиэтле разрабатывает приборы для остановки внутреннего кровотечения, кровотечения во время операций и для удаления опухолей одним и тем же методом - с помощью направленного пучка ультразвуковых волн. Шахрам Ваэзи и его коллеги изобрели приборы с высокочастотным направленным ультразвуком (HIFU), которые могут "стрелять" ультразвуком по точке диаметром всего 1 мм. Наведение на мишень выполняется либо кристаллом, генерирующим ультразвук, либо линзами, помещенными впереди него. Ваэзи сравнивает это с тем, как с помощью увеличительного стекла концентрируются лучи света, которые в точке фокусировки прожигают бумагу. Тепло, генерирующееся ультразвуком, прижигает открытые кровяные сосуды, в течение нескольких секунд останавливая кровотечение.
   Создатели этого прибора говорят о других его преимуществах. Во-первых, когда звуковые волны проникают через скапливающуюся кровь, они формируют т. н. акустические течения, которые "уводят" кровь от раны. В результате получается более ясная картина "поля боя", что актуально при проведении хирургической операции. Во-вторых, когда пучку задается определенная частота, он может разрушить структуру ткани, которая потом перекроет рану и образует заживающую поверхность.
   Идея использования ультразвука в этих целях не нова, но сиэтлские разработки - это первые приборы, которые безвредны для кожи. При этом во время операции пациенту даже не потребуется анестезия. Полагают, что эту технологию станут использовать в различных медицинских целях, вплоть до удаления опухолей - либо посредством "умерщвления" самого образования с помощью ультразвука, либо путем прижигания прилегающего участка для бескровного хирургического удаления опухоли.
   Самая большая проблема этой новой методики состоит в наведении высокочастотных ультразвуковых волн на кровоточащие участки. Использование рентгеновских лучей для поиска внутренней "мишени" нежелательно, поскольку пациент при этом получает большую дозу радиации. Альтернативой является технология ЯМР (метод медицинского обследования с помощью ядерного магнитного резонанса), которая дает больше информации о внутренних ранах, но пока не имеет портативных аналогов. Сиэтлскими учеными в 1999 г. был разработан еще один метод определения места операции, который, подобно системе Доплера, звуковым сигналом оповещает, когда пучок направлен прямо на рану, и прекращает сигналить, если луч отклоняется в сторону. Они хотят создать портативный вариант этого прибора для комплектации им машин скорой помощи. Тогда врачи этой службы смогут сначала определить место возникновения кровотечения, а затем с помощью HIFU остановить его.
   Когда через год начнутся испытания этих приборов, необходимо будет ответить на один важный вопрос: открываются ли заново раны, "зашитые" ультразвуком? Если оправдаются надежды биоинженеров, то будет сделан еще один важный шаг в сторону отказа от использования методов хирургического вмешательства.

   Динамо-машина для мобильника

   Всегда есть вероятность того, что однажды "умирающая" батарейка вашего телефона прервет важный разговор на полуслове. И вы наверняка слышали о радиоприемниках англо-южноафриканской фирмы Freeplay, которые работают на основе заводного механизма. Так вот, если просуммировать вышеупомянутые моменты, то можно получить новый аппарат - зарядное устройство для мобильных телефонов, работающее на ручной подзарядке. Freeplay как раз представил подобный прибор, который был разработан вместе с подразделением компании Motorola, одного из крупнейших производителей мобильных телефонов. FreeCharge, или "независимая зарядка", как называется это устройство, свидетельствует об отходе компании Freeplay от "механического" направления. Freeplay некоторое время работал в этом направлении. Первое радио с заводным механизмом было выпущено этой компанией в 1996 г. и работало от "напрягателя" - пружины, которая давала постоянное давление, подобно тем, которые используются в пристяжных ремнях и строительных рулетках. "Напрягатель" отдает энергию гораздо более равномерно, чем спиральная пружина, используемая в игрушках с заводным механизмом. Толкая маленькую динамо-машину через привод, "напрягатель" служил источником питания для радио в течение получаса после 30 сек. подзаводки. Следующим шагом стало добавление схемы, сберегающей энергию, для увеличения эффективности заводного механизма. Сохраняя избыточную электроэнергию в аккумуляторе и позволяя пружине раскручиваться только в случае падения заряда в аккумуляторе ниже определенного уровня, можно удвоить время работы радио. Идея сохранения энергии от пружины в аккумуляторе была затем развита в электрическом фонаре, работающем от заводного механизма той же Freeplay. Фонарь содержит аккумулятор, куда направляется энергия от пружины. Без батареи пружина может питать фонарь только три-четыре минуты. Но время беспрерывной работы устройства может быть увеличено путем многократной заводки пружины, которая трансформирует эту энергию в электрическую и сохраняет ее на батарее. Трехкратная заводка устройства позволяет продлить время работы фонаря до 12 мин.
   Радио третьего поколения, работающее по такому принципу, было выпущено в 1999 г. Его пружина заводится в течение 30 сек., а затем безостановочно раскручивается около 6 мин., заряжая батарею. Наиболее эффективным способом использования пружины является раскручивание ее с постоянной скоростью. Это позволяет выработать достаточно энергии, чтобы радио работало в течение целого часа. Это также позволяет избежать необходимости использования других энергосберегающих приспособлений.
   Самый последний шаг - это установление прямой связи батареи с заводящим механизмом. По этому принципу и работает FreeCharge. Рукоятка приводит в движение динамо-машину через хитрую трансмиссию, электрическая энергия затем напрямую идет в аккумулятор. Проблема состоит в том, чтобы делать все это эффективно. Так как одни пользователи поворачивают рукоятку быстрее и сильнее, чем другие, то специально в приборе используется трехступенчатая коробка, а сам генератор находится на мощном магните из ниобия, железа и бора и обеспечивает эффективность вне зависимости от вращающего момента. И если вы заводите быстрее, то и батарея заряжается быстрее. Но из-за этого сложно посчитать, сколько нужно крутить ручку, чтобы разговаривать определенное количество времени. Но, как говорит Джон Хатчинсон, технический директор компании Freeplay, обычно требуется закручивать рукоятку в течение 45 сек. для четырех-пятиминутного телефонного разговора. Однако некоторые ловкие пользователи могут говорить все 6 мин. после 30 сек. интенсивной закрутки.
   Однако подпитка батареи от FreeCharge - это только полдела. Прибор ведь должен "кормить" и мобильный телефон. Разные телефоны имеют разные выходы на зарядные устройства. Freeplay и Motorola разработали специальные насадки, позволяющие пользоваться прибором для подзарядки телефонов от разных производителей, включая Nokia и Ericsson. FreeCharge - это средних размеров прибор, вес которого составляет 220 г и который будет стоить порядка $70, когда его выпустят в продажу в Америке в декабре 2001 г. После Америки FreeCharge приедет в Европу, хотя основной пункт его назначения - развивающиеся страны.

   Поговори со мной, компьютер...

   Информацию в компьютеры на заре вычислительной техники вносили, щелкая переключателями. Потом наступил период относительно более сложных методов загрузки данных - с помощью перфолент и перфокарт. Они, в свою очередь, уступили место клавиатуре, мышке, трекболу, джойстику, сенсорным панелям и экрану. При этом все время как-то забывали о речи - самой естественной и, вероятно, самой эффективной форме коммуникации. Если не принимать в расчет скромные достижения компьютерной индустрии в виде некоторых систем для диктовки текстов компьютерам, в основном люди обращались к ними в словесной форме только для того, чтобы как следует обругать их.
   Теперь все меняется. Системы распознавания речи уже нередко можно видеть в колл-центрах телемаркетинговых фирм, в офисах финансовых посредников и авиакомпаний в США. А в Японии и Европе эти технологии внедряют в систему управления автомобилем для распознавания команд водителя.
   Такие технологии, как автоматическое распознавание речи (АРР), идентификация личности говорящего, озвучиватели текста, получают все большую популярность. Они обеспечивают доступ к информации в любое время и в любом месте, где есть телефон. Понятно, почему это вызывает такой энтузиазм: во всем мире около одного миллиарда телефонов, а темпы роста числа пользователей телефонной связи сопоставимы с геометрической прогрессией.
   Людям не привыкать пользоваться телефоном, их не надо обучать этому делу. К тому же у них есть желание платить за телефонные услуги. Так почему это происходит сейчас, а не, скажем, пять лет назад?
   До сегодняшнего дня технологии были дороги и экономически невыгодны. Только в прошлом году компьютеры, способные на серьезную работу, настолько потеряли и в цене, и в весе, что их стали запихивать в мобильные телефоны и PDA (персональный цифровой помощник). Вспыхнул спрос на возможности мгновенного доступа к информации, ведь все большее распространение получали каналы широкополосного доступа в Интернет, особенно в виде беспроводной сети Ethernet в общественных местах (аэропорты, гостиницы, кафе и офисы). Нужно было каким-то образом автоматизировать ответы на запросы. Между тем, хотя компьютеры и стали такими маленькими, что их уже можно было носить в кармане рубашки или крепить на пояс, размеры человеческих рук и пальцев остались прежними. Короче, у систем распознавания речи было резонное право на существование. Без нее людям трудно будет соответствовать тем требованиям, которые предъявляет к ним информационное общество.
   В последние годы распознавание речи медленно проникало в офисы. Но жизнь изменилась не благодаря программам для диктовки, этим ближайшим родственникам толстенных словарей, с рафинированными манерами речи. Их техническая структура оставляла желать лучшего, и единственное, что им действительно удавалось - этоѕ дискредитировать системы распознавания речи как таковые. Многие организации, желающие автоматизировать свои колл-центры, вовсе не интересуют такие тонкости, как умение отличать "I scream" от "ice-cream". Если они хотят установить автоматическую систему для обработки запросов о времени прилета или вылета рейсов, то им уже ясно, какие слова потребитель часто будет использовать в своих вопросах. Чем скромнее задачи, возложенные на такие системы, тем выше шансы, что они будут нормально функционировать.
   Неудивительно, что в октябре в Нью-Йорке, на выставке SpeechTek 2001 царил всеобщий оптимизм. Хотя в целом этот год отличался вялотекущим ростом в отрасли информационных технологий, эксперты ожидают десятикратного роста рынка для систем распознавания речи в течение ближайших пяти лет. И это небеспочвенные заявления. В одной только Америке 80 000 колл-центров, которые вместе тратят $90 млрд на выполнение клиентских заказов. Если минута работы оператора-человека стоит $1, понятно, что системы распознавания речи дают возможность маркетинговым компаниям снижать издержки. Но интерес телефонных компаний и финансовых посреднических фирм основывается еще и на возможности автоматических систем распознавания речи улучшить качество и обеспечить устойчивость информационных услуг, ликвидируя очереди звонков. По выражению одного участника выставки, эти системы помогут избавить мир от "ада в тоновом режиме", когда многоуровневые телефонные меню с голосовой почтой чаще всего ведут звонящего по заколдованному кругу или загоняют его в тупик.
   Один из американских финансовых брокеров, Charles Schwab, еще в 1996 г. внедрил в своей конторе голосовые системы для розничных брокерских услуг. В том же году количество клиентских счетов на фирме выросло на 41%, ее колл-центры обслужили 97 млн звонков. Эта система была установлена калифорнийской фирмой Nuance, ведущим провайдером подобных услуг. В Schwab машина-оператор понимает названия 15 000 ценных бумаг, обслуживает 100 000 звонков в день и с точностью до 93% распознает запросы с первого раза. Клиенты фирмы даже в часы пик получают мгновенный доступ к котировкам и торгам. При этом стоимость обслуживания одного звонка снизилась с $4-5 до $1.
   Сегодня многие системы АРР используют ограниченную форму распознавания речи - так называемый метод наведенной речи, когда агент-автомат задает вопросы, на которые отвечает звонящий. В следующем году компании Nuance и SpeechWorks International собираются разработать системы для работы на естественных языках. Такие системы будут понимать обычные запросы, сделанные в свободной форме, даже если в них не используются ключевые слова. В прошлом году AT&T, ведущий оператор междугородней и международной телефонной связи в Америке, установил такую систему в своем офисе поддержки клиентов. Она обрабатывает более двух миллионов звонков в месяц. Пока фирма не собирается продавать свое запатентованное изобретение.
   А вот IBM поступает по-другому. Этот гигант компьютерной индустрии внедрил в T.Rowe Price, фирме - управляющей фондов, систему обработки запросов о пенсионных счетах на естественном языке. Она понимает запросы, сделанные в тысячах различных форм, включая особенности различных диалектов, структуры предложения и региональные акценты.

   Сердце материи

   Академик Питер Хантер демонстрирует свое сердце. Оно сокращается и пульсирует на глазах у всех. Дайте ему импульс - и оно забьется, нарушьте его равновесие - и оно собьется с ритма.
   Д-р Хантер, работающий в университете Окленда (Новая Зеландия), - один тех из немногих людей, кто может запускать и останавливать свое сердце, когда ему заблагорассудится.
   Но Хантер носит это сердце не в рукаве, а в ноутбуке. Это завораживающе правдоподобная демонстрация работы желудочков - насосного "зала" человеческого сердца - от тонкой сетки кровеносных сосудов, окружающих орган, до специфических протеинов отдельных клеток внутри него. Виртуальное сердце - результат работы проекта Cardiome, консорциума биоинженеров, физиологов и специалистов в области компьютерной технологии, которые воплотили сложную анатомию, механику и электрофизиологию сердца в интерактивной модели.
   В противоположность видео и анимации, компьютерный орган - не просто картинка сердца. По существу это и есть сердце, сложная структура и функции которого переведены на язык тысяч математических уравнений и в колоссальный объем данных. Эти данные внесены в компьютер и работают в качестве имитатора. Это впечатляющий образчик компьютерной биологии - развивающейся дисциплины, которая дает возможность использовать вычислительную мощь компьютера при решении широкого спектра биологических проблем: от анализа генома до воссоздания нейронных сетей.
   Компьютерное моделирование уже применяется на практике, например при разработке самолетов или изучении движения планет, но в физиологии оно делает лишь первые шаги. Биологи столетиями используют простые описательные модели: сердце - насос, легкие - мехи. Более совершенные модели, описывающие, например, движение молекул сквозь клеточную мембрану с помощью математических уравнений, базирующихся на фундаментальных законах физики, появились всего десятилетия назад.
   На основе простых моделей строятся в основном предположения и гипотезы. За последние 25 лет биологи открыли удивительно сложные молекулярные и биохимические взаимодействия внутри клеток, тканей и органов. Но все эти открытия - мелочь по сравнению с материалом, который будет получен в результате расшифровки генома человека. Чтобы разобраться в этой информации и понять, как различные элементы взаимодействуют между собой, вызывая такие сложные биологические процессы, как сердцебиение, требуется более сложный анализ, чем тот, что можно провести на бумажной салфетке. Это открывает путь для развития "компьютерной физиологии".
   Создание компьютерных моделей даже отдельных клеток (не говоря уже о целых органах) - чрезвычайно непростое занятие. В других сложных процессах, например при моделировании климата, возникают сходные проблемы со сбором миллионов цифр и превращением их в математические модели, но в физиологии все это приобретает более значительные масштабы. Биологические объекты чрезвычайно многообразны - от отдельных протеинов размером в одну миллионную долю миллиметра до крупных костей. Биологические процессы могут занимать доли секунды - как, например, ферментативные реакции, или длиться часами - как инфаркт. Все это многообразие событий, включенных в единую модель, заставляет компьютер работать на пределе возможностей.
   Виртуальное сердце д-ра Хантера является частью более крупной программы - Physiome Project, запущенной четыре года назад Джеймсом Бассингтвайте из университета Вашингтона (Сиэтл). Она состоит из двух частей. Первая - это систематизация физиологической информации, перенос ранее опубликованных результатов исследований в компьютерную базу данных. Вторая имеет своей целью организацию этой информации в виде совокупности численных моделей, которые будут последовательно и полностью описывать деятельность одного органа за другим - от генов до всех разновидностей ткани.
   Не думайте, что это фантастика: Physiome Project не ставит целью создать на базе компьютера виртуального человека. Полная модель всего тела - это не модель как таковая, а скорее клон реального объекта. Это вынудит исследователей вернуться к тому, от чего они стартовали, - к созданию моделей отдельных органов, чтобы понять, как они работают. Physiome Prorect также не ставит целью добиться прекращения разнообразных экспериментов. Главная идея проекта состоит в создании для исследователей инструмента, который поможет им конкретизировать свои идеи, прежде чем они направятся в свою лабораторию, и облегчит интерпретацию полученных результатов.
   Виртуальное сердце - это сочетание формы и функций, отображенное на экране компьютера. Строение сердца было воссоздано в результате анализа тысяч тончайших срезов сердца собаки. Все измерения были оцифрованы и занесены в компьютер. С помощью микроскопа в каждом срезе определялось трехмерное расположение клеток и мышц, и эта информация добавлялась к геометрическим данным. Модель также содержит математические уравнения, которые определяют физические свойства сердечных тканей, - например, как та или иная ткань реагирует на стресс.
   Вся информация заложена в компьютерную программу CMISS, разработанную исследователями из университета Окленда для создания структурной оболочки сердца. К этой оболочке команда д-ра Хантера может добавлять "функциональные элементы", которые в математической форме выражают многие процессы, происходящие внутри сердца. Например, ионные каналы открываются и закрываются, когда через них проходит разряд электрического тока. В итоге получилась визуальная имитация, выглядящая и действующая как настоящее сердце.
   Исследователями была проделана колоссальная работа, но многое из математического аппарата, приемов моделирования и аналитического инструментария, использовавшееся для создания виртуального сердца, применимо и для других органов. Оклендская группа в сотрудничестве с Денисом Ноблем из Оксфордского университета и учеными из университета Бордо начала моделирование легкого. Они уже создали анатомическую модель его ветвистых воздуховодов, которая включает в себя имитацию процесса превращения кислорода в углекислый газ.
   Моделирование работы легких - еще более сложная задача, чем моделирование сердца, поскольку на их функционирование влияют еще и соприкасающиеся с ними мышцы и ребра. Команда д-ра Хантера просканировала лазером все кости тела и создала их компьютерные анатомические модели. Одновременно методом ЯМР-томографии, применяемой в больницах, ведется моделирование мышц.
   Другим органом, моделирование которого ведется в рамках Physiome Project, является микроваскулатура - обширная сеть мельчайших кровеносных сосудов, пронизывающих практически все "уголки" человеческого тела. Александр Поппель и его коллеги из университета Джона Хопкинса (Балтимор) создают модель микроваскулатуры, чтобы достичь лучшего понимания того, как молекулы и клетки взаимодействуют в этих узких каналах, где чрезвычайно сложно провести физический эксперимент. Несмотря на то что компьютерная биология делает лишь первые шаги, уже совершаются попытки смоделировать работу поджелудочной железы, диафрагмы и почки.

   Эволюция ручки

   Приходило ли вам в голову, что ручка может испытать дальнейшие инновации (не говоря о том, необходимы ли они вовсе)? Сначала это была заостренная палочка для клинописи на глиняных табличках в Шумере, потом перьевая ручка с металлическим наконечником, затем - шариковая ручка и фломастер. Разве еще осталось, в чем совершенствоваться? И все-таки многие полагают, что ручка - пережиток прошлого. В наш век информационных технологий она нуждается в соединении с компьютером, если хочет и дальше приносить пользу.
   "После человеческого голоса ручка - наиболее распространенная коммуникационная технология, которую мы имеем, и лишь она осталась не оцифрованной, - поясняет Кристер Фарэус, директор компании Anoto (Лунд, Швеция). - Миллиарды людей ежедневно используют ручку и знакомы с ней с малых лет".
   Anoto, одна из нескольких компаний, планирующих выпускать оснащенные модулем беспроводной связи ручки, которые преобразовывают в цифровую форму слова, написанные чернилами на бумаге. Затем оцифрованная информация может передаваться с помощью мобильного телефона или храниться на персональном компьютере. Подобные технологические изменения кажутся слишком серьезным для товара, которым довольны многие потребители.
   Последние 5000 лет ручка эволюционировала довольно медленно. На пути от заостренных палочек до современных гелевых ручек наиболее значительными изменениями были появление чернил и утончение пишущего наконечника. Люди отказались от чернильниц после того, как небольшие резервуары стали размещаться внутри ручек, а чрезвычайно распространенные шариковые ручки были вытеснены капиллярными.
   Несмотря на свою явную простоту, ручка может считаться наиболее значительным изобретением человечества. В своей книге "Вещи, сделавшие нас разумными" Дон Норман, физиолог и специалист по компьютерной технике Калифорнийского университета (Сан-Диего) утверждает: не появись ручка, человечество осталось бы без математики, науки и торговли. Фиксируя свои мысли на глиняных табличках, пергаменте, а затем и на бумаге, люди получали возможность расширить границы своего разума и совместно работать над той или иной проблемой. От этого выигрывали все.
   Сегодня инструментами групповой деятельности стали жесткий диск, мобильный телефон, Интернет и корпоративный интранет. Фарэус из Anoto и его конкуренты полагают, что превращение ручки в беспроводное цифровое устройство сократит затраты на хранение и совместное использование информации.
   Перенос текста с бумаги на компьютер - непростая задача. Ручка должна понимать, что пишет человек, затем преобразовывать надпись из графической формы в текстовую и направлять ее в ближайшее устройство для хранения или передачи.
   В разных частях мира возникли три разных подхода к решению этих задач. Ручка, разработанная шведской Anoto, использует специальную бумагу, на которую нанесена последовательность точек, которая для восстановления того, что пишет человек, сканируется миниатюрной камерой. В США компания Digital Ink (Веллесли, Массачусетс) разрабатывает ручку
   N-Scribe, которая имеет собственный инфракрасный порт для передачи данных и использует технологию клеточного разбиения, предназначенную для внедрения в мобильные телефоны и персональные цифровые помощники. OTM Technologies (Герцлия, Израиль) работает над независимой системой, которая посылает лазерные лучи на поверхность листа и определяет характер движения ручки по изменению длины отраженных волн.
   Все три подхода предполагают, что удастся втиснуть электронную начинку в корпус, который должен быть как можно больше похож на обычную чернильную ручку. Но пока разработки несколько толще, чем традиционные пишущие инструменты, и это может отпугнуть потребителей.
   Идея Anoto состоит в сканировании образов. Эта компания является подразделением C-Technologies, высокотехнологичной компании, чьи акции торгуются на фондовом рынке Швеции. C-Technologies уже разработала C-Pen - устройство, которое сканирует печатный текст и передает на компьютер. Ручка, разработанная Anoto, оснащена камерой, которая направлена к кончику стержня, но она рассматривает не чернила, а почти незаметные точки диаметром 0,1 мм, отпечатанные на специальной бумаге. При плотности в 36 точек на 2 кв мм специалисты Anoto нашли способ отделять одну точку от другой, поэтому каждый участок бумаги геометрически уникален.
   Появление подобной технологии позволяет отвести один участок листа бумаги, покрытой узором Anoto, под записи, другой - под пометки, говорящие: "Отправить написанное по электронной почте" или "Отправить написанное по факсу". Система поддерживает стандарт беспроводной связи Bluetooth, что позволяет ей передавать информацию на ближайшую базовую станцию или персональный компьютер для ее обработки, хранения или передачи по Интернету. Разработчики стремятся к тому, чтобы перенос информации с бумаги происходил с наименьшими усилиями со стороны пользователя. В противном случае люди, может, и будут восхищаться чудом инженерной мысли, но не станут им пользоваться.
   Anoto планирует предоставить право на использование своей технологии партнерам - в частности, Ericsson. Шведский производитель телекоммуникационного оборудования разрабатывает собственное устройство под названием Chatpen. По словам представителей Anoto, их компания уже подписала соглашения с пятью из шести крупнейших в мире производителей пишущих инструментов. Один из них, A.T. Cross (Линкольн, Род-Айленд), сегодня работает с Anoto над выпуском собственной версии ручки. Джон Руджери, глава подразделения цифровых пишущих инструментов Cross, уверен, что ключом к успеху должно стать большое число важных приложений, в которых пользователи будут рады использовать цифровую ручку.
   Такие приложения могут выпускать компании, лицензировавшие узор Anoto для использования его в печатной рекламе. "Вы проводите гораздо больше времени, рассматривая печатную рекламу, чем в случае с баннерной рекламой", - говорит Фарэус. По его прогнозам, через некоторое время потребители, рассматривая рекламные объявления в газетах и журналах, будут нажимать на участки с узором Anoto, говорящие: "Купить эту вещь" или "Мне нужна дополнительная информация".
   Anoto также заключила соглашения с производителями бумаги и канцелярских товаров, в том числе и с Filofax и Mead Corporation - двумя производителями органайзеров и настольных планировщиков. Все листки в ежедневнике или календаре будут покрыты разными узорами, и таким образом ручка Anoto и связанное с ней программное обеспечение смогут автоматически обрабатывать расписание встреч и выдавать напоминания.
   Джон Хайек из Mead полагает, что потребители скорее заинтересуются возможностью совместного использования бумаги и цифровых технологий, чем перейдут на полное планирование своей деятельности с помощью персональных цифровых помощников, таких как Palm или iPaq. "Потребителей привлекает простота использования бумаги, - поясняет он. - К совместному использованию бумаги и цифровых технологий подталкивает и тот факт, что во многих офисах используются Lotus Notes и Microsoft Outlook, обладающие функциями планировщика".

   Пластик от дизайнера

   Я хочу сказать вам одну вещь, только одно слово. Вы слушаете? Пластмасса!..
   Совет, который молодой, смущенный Бен Бреддок получил в классическом фильме 1967 г. "Выпускник", до сего дня живет как напоминание о приземленности пластмассового бизнеса, со всеми его мрачными дымовыми трубами и органическими смесями. Но на протяжении уже 30 с лишним лет пластмассовый бизнес доказывает все что угодно, кроме того, что он скучен для химических концернов, которые стоят на пороге полного прорыва в технологии.
   Благодаря новому поколению катализаторов, называемых металлоценами, пластмассовый бизнес вступает в один из самых значительных периодов инноваций за все десятилетия. Такие защитники металлоценов, как Dow Chemical и ExxonMobil, говорят, что на карту поставлено ни много ни мало будущее пластмассового бизнеса.
   Многие годы ушли на разработку, пилотные испытания и маркетинговые исследования - и металлоценовая технология наконец-то подошла к критической точке: в прошлом году было продано более одной метрической тонны таких пластмасс. По мнению отраслевых наблюдателей, это - веха, подчеркивающая растущее одобрение технологии. Оставив позади годы юридических разбирательств и сражений за интеллектуальную собственность, выпускающие пластмассу компании начали лицензировать технологии в целом, планируя начать производство основанной на металлоцене пластмассы на гораздо более масштабном уровне.
   Точно так же, как полупроводники превратили аналоговые сигналы в цифровую информацию, металлоцены обещают преобразить пластмассу. Как биотехнология обещает лекарства с большой точностью, точно так же катализаторы обещают пластмассу, которая может быть сконструирована под определенные нужды инженеров. "Из этого буквально вырастает новая индустрия", - подчеркивает Джон Ивен, пионер металлоценовой технологии и консультант индустрии.
   Современные полиэтилен и полипропилен продаются в гораздо больших объемах, чем другие пластмассы. В бутылках ли, пластиковых пленках или медицинских продуктах, два полимера (в собирательном значении известные как полиолефины) показали себя как наиболее надежные материалы с 60-х гг. Их ключевые свойства внушительны (низкая себестоимость, высокая прочность и многосторонность), и неудивительно, что ежегодный объем продаваемых в Америке полиолефинов насчитывает около $60 млрд., что составляет почти половину стоимости всей пластмассы, продаваемой в Америке ежегодно. Правда, несмотря на все это, качество полиолефинов оставляет желать лучшего. Средний пластик - это смесь полимерных цепей и структур, чьи свойства трудно предсказуемы. Дизайнеры и инженеры обычно учитывают эти неопределенности, делая свои продукты толще, больше и проще или используя специальные добавки для изменения свойств, что связано с большими затратами.
   Суть проблемы - это катализаторы, на которых держался весь пластмассовый бизнес. За последние 50 лет одной из основ производства полиолефинов был уникальный набор катализаторов, названный катализаторами Циглера - Натта в честь изобретателей Карла Циглера и Джулио Натта. Эти ученые впервые раскрыли их эффект в 1953 г. и получили за это Нобелевскую премию в 1963 г. Доктор Циглер и доктор Натта заметили, что особые виды металлов, такие как титан и ванадий, могут атаковать двойные связи между атомами углерода в этилене и пропилене, позволяя атомам углерода соединяться с соседними молекулами и формировать цепочки полиэтилена и полипропилена.
   Катализаторы способствуют быстрому и легкому появлению длинных цепочек полиолефинов: полиэтилена с подвижной структурой из зигзагообразного углерода, усеянного водородом, и полипропилена с более твердой структурой из равноудаленно расположенных групп атомов углерода с тремя атомами водорода. Отличный от этого процесс, разработанный Philips Petroleum в 1951 г., где применяются катализаторы хрома, также используется в производстве полиэтилена.
   Но все же катализаторы Циглера - Натта затрудняют производство чистого пластика. Их решетчатая структура создает множество различных реактивных центров, которые в данном процессе могут синтезировать цепи полимеров разных типов и массы, производя пластик с большим количеством детритовых полимеров - от липких, с низким молекулярным весом составов, до хрупких - с высокой молекулярной массой полиэтилена и полипропилена. В равной степени сложным является процесс видоизменения свойств пластика - это трудоемкое дело, требующее применения дорогих добавок. Усиление прочности пластика может добавить почти 40% к его стоимости.
   Металлоцены обещают все это исправить и к тому же дать новые свойства. Действие катализаторов больше похоже на работу крошечных молекулярных роботов, позволяющих химикам контролировать выравнивание и структуру полимерных цепей. По ходу процесса они создают цепи определенной длины и определяют более предсказуемые физические свойства. А также обещают проводить все это в единой реакции, сократив стоимость производства пластмассы с высокой рабочей характеристикой.
   Металлоцены, по определению, - это крошечные частицы позитивно заряженных ионов металлов, помещенные в середине между двумя кольцами атомов углерода, каждый из которых имеет по пять атомов. Они - самый развитый подвид из категории катализаторов с единым центром полимеризации на металле. В 80-х гг. прорывы в физической химии и катализаторы привлекли внимание химиков к металлоценам, имеющим лишь по одному активному центру на частицу катализатора, каждый из которых идентичен.
   Забавно, что хотя катализаторы как таковые были открыты в 1953 г., на протяжении десятилетий их отвергали как непрактичный химический феномен из-за их низкой активности. Потом, в 1976 г., два немецких исследователя - Уолтер Каминский и Хансберг Шин - продемонстрировали, что с добавлением контролируемого количества воды металлоцены могли становиться куда более реактивными. Четыре года спустя ученые подогрели интерес химиков, продемонстрировав, что в присутствии определенных химических препаратов (таких, как метилалюмоксан, MAO) они проявляют удивительно высокую активность для производства полиолефинов.
   Это превратило металлоцены из фантастики в "хайтековскую" реальность. Сегодня комбинация металлоценов и MAO или сокатализатора триметил-алюминий дает мощную смесь, позволяющую достичь гораздо большей производительности при более низких температурах и давлении, чем это было возможно с катализаторами Циглера - Натта.
   Однако истинная сила металлоценов кроется в их форме - это типичный "ковш экскаватора" на шарнирах с жемчужиной титана, циркония или гафния в центре. Путем изменения формы "ковша" и изменения типа используемого металла химики могут контролировать реакцию мономеров (простых соединений). Жемчужина металла создает единственный активный центр, гарантируя, что в результате реакции производится только один тип полимера.

   ***

   Ваши отзывы и замечания, а также материалы, которые Вы хотели бы опубликовать в данной рассылке, присылайте, пожалуйста, по адресу lenny@absolut.ru.
   Сайт рассылки расположен по адресу http://scd.centro.ru/rass.htm.
   Архив рассылки расположен по адресу http://subscribe.ru/archive/business.globalec.
   С уважением, Леонид Ардалионов.