Валерий Шилов - Удивительная история информатики и автоматики

Одним из первых к созданию говорящих механизмов обратился известный австрийский механик Фридрих фон Кнаусс. Согласно имеющимся сведениям, около 1770 года он изготовил и показал при императорском дворе в Вене несколько говорящих машин, выполненных в форме человеческих голов. Эти сведения вполне могут быть признаны достоверными, поскольку Кнаусс прославился созданием многих других автоматов, в том числе первого в мире автомата, который мог писать достаточно длинный текст; возможно, что он также изготовил один из самых ранних прототипов пишущей машинки. К сожалению, никаких подробностей о говорящих машинах фон Кнаусса не сохранилось.

Чуть больше известно сегодня о говорящей машине выдающегося английского ученого Эразма Дарвина, деда Чарльза Дарвина. Дарвин был весьма своеобразным и крайне эксцентричным человеком, однако его роль в истории британской науки трудно переоценить. Например, он основал Общество Луны, членами которого были крупнейшие деятели британской науки и промышленности — изобретатель парового двигателя Джеймс Ватт и его компаньон — предприниматель Мэттью Боултон, создатель знаменитого фарфора Джозайя Веджвуд, химик Джозеф Пристли и другие. Общество сыграло выдающуюся роль в подготовке промышленной революции в Англии. Дарвин пользовался славой лучшего целителя своего времени, — король Георг III хотел даже назначить его своим придворным врачом, однако Дарвин отказался от этой чести.

Свои научные теории Дарвин зачастую излагал в стихотворной форме — ему принадлежат огромные поэмы «Ботанический сад» и «Храм природы». Во второй из них Дарвин выдвинул теорию эволюции, оказавшую большое влияние на формирование научных взглядов его внука.

Был Дарвин и плодовитым изобретателем. В его дневниках имеются наброски и подробные описания многих десятков разнообразных устройств. Некоторые из них были даже построены, как, например, первый в мире копировальный аппарат, работавший на фабрике Ватта и Боултона. В круг интересов Дарвина входила и фонетика; в частности, он одним из первых попытался ввести классификацию звуков, разделив их на несколько классов, в том числе гласные, согласные, свистящие. Свое понимание природы речи Дарвин воплотил в машине, построенной в 1771 году. Она представляла собой выполненное из дерева ротовое отверстие с губами из мягкой кожи. Сам он так описал ее:

«В тыльной части машины располагались две «ноздри», которые при необходимости можно было быстро зажать пальцами. Между двумя гладкими дощечками была натянута шелковая лента в дюйм длиной и четверть дюйма шириной; когда струя воздуха из кузнечных мехов достигала ленты, та начинала вибрировать между дощечками, издавая приятные звуки, напоминающие человеческий голос. Голова произносила звуки р, b, ш, а также а, которые складывались в простые слова. Когда губы медленно сжимались, тон становился очень жалобным, что производило на слушателей сильное впечатление».

По воспоминаниям очевидцев, слова мама и папа, произносимые машиной, вполне можно было принять за звуки детского голоса.

Проведенный Дарвином анализ показал, что для воспроизведения человеческой речи машине достаточно иметь возможность осуществлять движения 13 различных видов, причем каждый из них может сообщаться с клавиатуры, подобной клавиатуре клавесина или фортепьяно. В этом случае машина сможет одновременно «и петь, и аккомпанировать». Однако, как писал Дарвин, «занятость другими делами не позволила мне продолжить работу над этой машиной». Так что премия в 1000 фунтов стерлингов, которую Мэттью Боултон обещал выплатить создателю «органа, декламирующего «Credo и десять заповедей», так и осталась невостребованной.

Таким образом, к концу столетия проблема генерации речи явно стояла в повестке дня, и не случайно в 1779 году Академия наук в Санкт-Петербурге в качестве темы своего ежегодного конкурса предложила исследование и объяснение физиологических механизмов речи.

На конкурс была представлена работа известного датского физика Христиана Кратценштейна, который разработал акустическую модель звуков человеческой речи и воплотил ее в механическом устройстве, имитирующем работу речевого тракта. Основу устройства составляли резонаторы различной формы, в которых вибрировавшие при прохождении потока воздуха язычки производили пять гласных звуков — а, е, i, о, и. Управляя вручную частотой формант, можно было даже произносить некоторые слова.