大眾印象中的霍金，一直與輪椅相伴，雖身體在疾病的影響下不能活動，但他的生活依舊精彩，從事著他熱愛的科學研究，這些都離不開與他相伴半個多世紀的輪椅。

寫書。《時間簡史》《果殼中的宇宙》《大設計》....幾十年來寫出十幾本暢銷書，科學界暢銷書第一人，實至名歸。

進軍影視圈。和霍金演對手戲，不論多大牌的明星，都會變迷弟/迷妹，比如《生活大爆炸》的謝耳朵。

演講。這年頭，沒聽過幾場霍金的演講，誰還敢自稱熱愛科學、熱愛宇宙？

發(fā)微博。2016年4月霍金開通微博，兩天時間吸了300萬粉，科學界最火大V！

相隔一天之后，他在第二條微博中發(fā)出的消息再次引起轟動——研發(fā)一臺“納米飛行器”，將讓人類飛達半人馬星座的α星。霍金在微博中稱，加入這一計劃的，還有俄羅斯“土豪”尤里·米爾納和臉書（Facebook）創(chuàng)始人“小扎”。

不僅物理大師組的這個“局”堪稱夢幻組合，而且他的“突破攝星”計劃也讓人充滿遐想：用激光推進的微型星際飛船，以1/5光速的速度，花20年左右的時間就能到達半人馬座α星并發(fā)回照片。

實際上，以目前人類在工程材料、推進器等方面的技術水平，無論是用激光還是太陽光，要想把一個即便只有1～10克重的物體加速到光速的1/5，大概也需要比一顆原子彈爆炸的總能量還要大的能量。

這種極大的能量集中到“納米飛行器”上首先會摧毀它。所以，用目前科技發(fā)展的眼光來看，霍金探索半人馬座α星的計劃或許還只是科幻。

事實上，能夠體現(xiàn)當今科學發(fā)展水平的，卻是將這位科學天才的身體禁錮了50多年的那臺輪椅。

輪椅：霍金形象的一部分

在霍金的第一條微博發(fā)出之后，就有中國網友發(fā)問：全身不能動的霍金發(fā)一條微博需要多久？回答這個問題，要從這位當今人類“最強大腦”的標志性的形象說起。

霍金17歲就入讀牛津大學攻讀自然科學，他用了很短時間就得到了一等榮譽學位，隨后轉讀劍橋大學研究宇宙學。

1963年，21歲的他不幸被診斷患有肌肉萎縮性側索硬化癥（又稱盧伽雷氏癥）。這是一種無法治愈的致命疾病，病人會慢慢喪失運動能力，后期甚至因為呼吸肌和喉部肌肉麻痹而不能發(fā)音，并因而失語。

當時醫(yī)生判斷霍金只能活兩三年，然而他后來卻堅強地一直活下來，但疾病使霍金的身體嚴重變形，頭只能朝右邊傾斜，肩膀左低右高，雙手緊緊并在當中，握著手掌大小的擬聲器鍵盤，兩腳則朝內扭曲，嘴幾乎歪成S形。

數十年來，這樣奇特的形象和那臺輪椅，在全世界面前定格成為一個天才科學家的符號。

最初的輪椅，只是個代步工具。那時的霍金，還很有閑情逸致，經常“飆輪椅”。

病情惡化之后，霍金全身只有三根手指和兩只眼睛可以活動，并且只能用極其微弱、難以識別的語言交談。

1985年，霍金在訪問歐洲核子研究中心的旅途中得了肺炎，雖然醫(yī)生制住了感染，但為了幫助他呼吸，醫(yī)生切開了他的氣管，把一根管子插了進去。結果就是，霍金永遠都不能說話了。

如何能使霍金與人溝通，成了一個難題。

最開始，工作人員嘗試用拼寫板，但效率太低了，幾分鐘才能拼寫出一個單詞。

于是，他們動起了輪椅的心思。

當時，他們找到了美國加州“Words+”公司的CEO瓦特·沃托茨，他曾為同患漸凍癥的岳母開發(fā)過一個程序，叫做“平等器”。

于是，霍金的輪椅便被安上了這套程序，以及 Apple II電腦和一個顯示器。

這個程序操作起來非常簡單，只需要一兩個按鍵。光標會一行一行掃過屏幕上顯示的字母表，霍金只需要在光標經過想表達的字母時，給電腦一個確認指令便能實現(xiàn)輸入。

那時還有三個手指能動的霍金，每分鐘能打15到20個詞，就這樣開啟了新人生。

輪椅上還裝了一臺CallText 5010設備，用上了當時最好的文字轉換語音處理器，于是霍金又能“說話”了。

后來，劍橋調節(jié)通訊公司的大衛(wèi)·梅森改進了這套設備，并安裝在霍金的輪椅上，使霍金“說話”的速度大大加快，每分鐘可“說”出15個詞，如果需要，還可以把文字直接打印出來。

這臺世界上幾乎獨一無二的輪椅不僅是霍金的代步工具，也構成霍金個人形象的一部分。它是一臺集計算機軟件、通信技術、紅外光、語音轉換器于一體的人工智能設備，通過它，霍金的思想可以轉化為語音和文字，并表達給全世界——包括他的數百萬新浪微博粉絲。

霍金輪椅的語音合成器安置在椅背上，可以把他寫出的文字轉譯成獨特的“霍金式”電子語音。輪椅上安裝有一個12英寸的電子屏幕，即便在陽光下也能讓他看得清楚屏幕上的內容和圖像。通過這個小小的“窗口”，霍金可以寫演講稿、收發(fā)電子郵件，甚至可以用即時通信軟件Skype來接聽電話。

霍金輪椅上的平板電腦擁有Core i7處理器，它可以控制輪椅上所有的電子系統(tǒng)。輪椅上的萬用遙控器是一個紅外線裝置，可以用來操作霍金辦公室和家里的電視、音響、燈光，甚至可以用來開門、關門。

輪椅上裝有一個叫做“外圍盒”的設備，內有USB集線器、音響放大器和整流器，供各種子系統(tǒng)使用。這部輪椅的電源安裝在椅座下方，供輪椅移動和整個電腦系統(tǒng)使用。此外，這套系統(tǒng)還裝有一套備用電池。

其實，霍金輪椅就是一部智能機器，而且它是隨著科技的發(fā)展而逐漸升級的，以上所描述的只是這臺智能輪椅的基本構造。

霍金輪椅升級，發(fā)一條微博需要多久？

2005年之后，霍金徹底喪失了運動能力——連手指都不能活動了，這讓他以前操作輪椅上的電腦的方式完全失效。為此，英特爾的創(chuàng)始人戈登·摩爾（Gordon Moore）為他設計了2.0版的輪椅，使得霍金能繼續(xù)與外界交流，而且照樣通過“交談”來實現(xiàn)。

新版霍金輪椅主要通過眼動追蹤、聯(lián)想輸入和語音合成器播放，來支持這位科學巨人與世界對話。

研究人員為霍金設計了一個特殊的眼鏡，上面安裝了紅外線發(fā)射器和檢測肌肉活動的探測器，可以通過霍金說話時面部肌肉的收縮和舒張來激活輔助系統(tǒng)，并用眼球控制紅外線發(fā)射器，選定在屏幕中輪流出現(xiàn)的英文字母。

當霍金收縮面部肌肉時，也就相當于向傳感器發(fā)送了一個信號，接下來傳感器反饋給電腦，從而選中目標字母。

有了“Cheek Switch”，霍金只要輕微抽動面部肌肉，就能完成打字，真正的“用臉打字”。

當霍金完成造句后，就可以把這個句子發(fā)送到語音合成器上，由后者替他“說”出來了。

在升級后的輪椅中，霍金為了使用紅外線監(jiān)測裝置，總是要把臉部肌肉繃緊，以便寫文章、收發(fā)郵件和瀏覽互聯(lián)網。到了2011年，他的病情進一步惡化，用這種方式每分鐘僅能輸入一兩個單詞，因而不得不再次求助于老朋友摩爾。

在摩爾的指派下，因特爾首席技術官賈斯汀·拉特納（Justin Rattner）組建了一個人機交流技術團隊，團隊成員專門去拜訪霍金，試圖為他找到解決辦法。在見面的當時，霍金花了20分鐘，才發(fā)出一句包含30個單詞的歡迎拜訪者的話。

其后，技術團隊對霍金的設備進行了改造升級，研發(fā)了一個可供所有殘障人士使用的交互系統(tǒng)工具包（輔助情境感知工具包，簡稱ACAT）。安裝升級了這個開源項目后，霍金輪椅可謂升級到2.1版。雖然還是利用面部肌肉動作來操作電腦，但ACAT允許使用者通過幾乎任何面部動作來進行交互操作。

升級后的軟件由于集成了Swift Key人工智能預測技術，霍金僅需要輸入15%～20%的字母，電腦軟件就能預測出剩下的內容，還能夠在每輸入一個單詞后預測出下一個可能的單詞。利用升級后的軟件，霍金對文件進行瀏覽、編輯、管理和在多任務間進行切換、收發(fā)電子郵件等日常任務的速度提高了10倍。

在沒有使用ACAT之前，霍金的輸入速度是每分鐘1.5個單詞（每20分鐘30個單詞），在使用ACAT后，他的輸入速度至少提高了一倍，也就是每分鐘輸入3～4個單詞。

有人計算，霍金在向中國公眾發(fā)一條有99個詞的微博時，即便沒有錯誤，大約也需要30多分鐘。再加上思考以及排版、審閱等，估計霍金用了大約40分鐘時間，才完成了他向中國粉絲的第一次問候。

“腦控”，3.0版輪椅不僅屬于霍金

2.1版的霍金輪椅或許在某一天就會因為主人病情的不幸加重而無法使用，因此，人機交流專家已經開始設計3.0版智能輪椅——也許這并非只是為霍金一個人而設計的，所有重度殘障人都可能受益于此。而且，由于霍金已經習慣了自己現(xiàn)有的輪椅，而要想習慣3.0版輪椅，這位物理大師可能還需要開始新的學習。

最新版智能輪椅是基于喉部肌肉發(fā)音時的收縮和舒張來設計的。當人們說話時，大腦語言中樞會發(fā)出信號到喉嚨，使喉嚨的肌肉群協(xié)同收縮和舒張而發(fā)出聲音。即使一個人說話不說出聲，或者說出來的話只是自己能夠聽到，其喉部的肌肉群也仍然有運動。

換句話說，想要說出的話即使僅僅在大腦中，大腦也會產生指令，讓喉嚨肌肉群運動。如果設計一個軟件，能夠通過“讀懂”喉嚨肌肉群的運動來判斷要說出的詞句，然后傳輸到語音合成器上，就能形成人的話語。與靠電腦軟件檢測臉部肌肉相比，這樣的“發(fā)音”方式要直接很多。

根據這一原理，美國航空航天局艾姆斯研究中心研發(fā)了一項技術，不僅可以讓殘障人自主控制電動輪椅，而且能夠將思想（想說的話）傳送到語音合成器，讓后者“說話”。

首先，通過一個貼在喉部皮膚上的電極，使用者頭腦中只要有“向右”或“停下”的想法（指令），輪椅便會自動探測到喉部微弱的電子脈沖并“翻譯”出來，這樣的指令正確傳達給輪椅后，輪椅就會完成右轉或停下的動作。同樣，使用者想說什么話，也可以通過軟件探測到，并向語音合成器傳輸指令，讓后者替使用者“發(fā)聲”。

霍金已經嘗試過這種人（腦）-機界面，但他感到并不適應。原因有兩個：其一，從使用面頰肌肉到通過喉部肌肉收縮來操控，有一個需要重新學習的過程，霍金還沒有適應這種新的技能。其二，按照目前的技術，電極擺放的位置如果稍有偏移，辨識的準確率就會從94%下降到50%以下。有時候，電極解讀并發(fā)送到語音合成器“說”出來的話，并非霍金的本意。所以霍金的輪椅目前并沒有正式使用這一系統(tǒng)。

目前，霍金輪椅的價格可能是普通殘障者所可望而不可即的。由于霍金的輪椅都是科技公司友情贊助的，并不需要他自己“埋單”，因此，還沒有人能夠給霍金輪椅定一個“官方價格”。

據粗略估算，買一臺目前版本的霍金輪椅大概得花95萬～100萬美元。

霍金的一生，除了仰望星空，也腳踏實地：讓殘疾人在社會中能受到更平等的對待。科技能改變霍金的命運，希望也能改變普通殘疾人的生活，讓他們得到更多重視和幫助。