Machine Translated by Google 26/07/22, 16:42 Simbiosi Uomo-Computer Simbiosi Uomo-Computer JCR Licklider IRE Transactions on Human Factors in Electronics, volume HFE-1, pagine 4-11, marzo 1960 Riepilogo La simbiosi uomo-computer è uno sviluppo atteso nell'interazione cooperativa tra uomini e computer elettronici. Ciò comporterà un accoppiamento molto stretto tra i membri umani ed elettronici della partnership. Gli obiettivi principali sono 1) consentire ai computer di facilitare il pensiero formulativo poiché ora facilitano la soluzione di problemi formulati e 2) consentire a uomini e computer di cooperare nel prendere decisioni e controllare situazioni complesse senza dipendenza inflessibile da programmi predeterminati. Nella prevista partnership simbiotica, gli uomini stabiliranno gli obiettivi, formuleranno le ipotesi, determineranno i criteri ed eseguiranno le valutazioni. Le macchine informatiche svolgeranno il lavoro routinizzabile che deve essere svolto per preparare la strada a intuizioni e decisioni nel pensiero tecnico e scientifico. Analisi preliminari indicano che la partnership simbiotica eseguirà operazioni intellettuali molto più efficacemente di quanto l'uomo da solo possa eseguirle. I prerequisiti per il raggiungimento di un'associazione efficace e cooperativa includono sviluppi nella condivisione del tempo del computer, nei componenti della memoria, nell'organizzazione della memoria, nei linguaggi di programmazione e nelle apparecchiature di input e output. 1. Introduzione 1.1 Simbiosi Il fico è impollinato solo dall'insetto Blastophaga grossorun. La larva dell'insetto vive nell'ovaio del fico e lì si nutre. L'albero e l'insetto sono quindi fortemente interdipendenti: l'albero non può riprodursi senza l'insetto; l'insetto non può mangiare senza l'albero; insieme, costituiscono non solo una valida partnership, ma anche produttiva e fiorente. Questa cooperativa "vivere insieme in intima associazione, o anche in stretta unione, di due organismi dissimili" è chiamata simbiosi [27]. "La simbiosi uomo-computer è una sottoclasse dei sistemi uomo-macchina. Esistono molti sistemi uomo-macchina. Al momento, tuttavia, non ci sono simbiosi uomo-computer. Gli scopi di questo articolo sono presentare il concetto e, si spera, favorire lo sviluppo della simbiosi uomo-computer attraverso l'analisi di alcuni problemi di interazione tra uomini e macchine informatiche, richiamando l'attenzione sui principi applicabili dell'ingegneria uomo-macchina e indicando alcune domande a cui la ricerca necessita di risposte.La speranza è che, in tra non molti anni, i cervelli umani e le macchine informatiche saranno accoppiati molto strettamente e che la partnership risultante penserà come nessun cervello umano ha mai pensato ed elaborato i dati in un modo non affrontato dalle macchine per la gestione delle informazioni che conosciamo oggi. 1.2 Tra "Uomo Meccanicamente Esteso" e "Intelligenza Artificiale" Come concetto, la simbiosi uomo-computer è diversa in modo importante da ciò che North [21] ha chiamato "uomo meccanicamente esteso". Nei sistemi uomo-macchina del passato, l'operatore umano forniva l'iniziativa, la direzione, l'integrazione e il criterio. Le parti meccaniche dei sistemi erano semplici estensioni, prima del braccio umano, poi dell'occhio umano. Questi sistemi non erano certamente costituiti da "organismi dissimili che vivevano insieme..." C'era un solo tipo di organismo - l'uomo - e il resto era lì solo per aiutarlo. https://groups.csail.mit.edu/medg/people/psz/Licklider.html 1/10 Machine Translated by Google 26/07/22, 16:42 Simbiosi Uomo-Computer In un certo senso, naturalmente, qualsiasi sistema creato dall'uomo ha lo scopo di aiutare l'uomo, per aiutare un uomo o gli uomini al di fuori del sistema. Se ci concentriamo sull'operatore umano all'interno del sistema, tuttavia, vediamo che, in alcune aree della tecnologia, negli ultimi anni è avvenuto un fantastico cambiamento. L'"estensione meccanica" ha lasciato il posto alla sostituzione degli uomini, all'automazione, e gli uomini che rimangono sono lì più per aiutare che per essere aiutati. In alcuni casi, in particolare nei grandi sistemi informatici e di controllo incentrati sul computer, gli operatori umani sono principalmente responsabili di funzioni che si è rivelato impossibile automatizzare. Tali sistemi ("macchine umanamente estese", potrebbe chiamarle North) non sono sistemi simbiotici. Sono sistemi "semiautomatici", sistemi che inizialmente erano completamente automatici ma non sono riusciti a raggiungere l'obiettivo. La simbiosi uomo-computer probabilmente non è il paradigma definitivo per sistemi tecnologici complessi. Sembra del tutto possibile che, a tempo debito, le "macchine" elettroniche o chimiche supereranno il cervello umano nella maggior parte delle funzioni che ora consideriamo esclusivamente all'interno della sua provincia. Anche ora, il programma IBM-704 di Gelernter per la dimostrazione di teoremi in geometria piana procede più o meno allo stesso ritmo degli studenti delle scuole superiori di Brooklyn e commette errori simili.[12] Esistono, infatti, diversi programmi per la dimostrazione di teoremi, la risoluzione di problemi, il gioco di scacchi e il riconoscimento di schemi (troppi per un riferimento completo [1, 2, 5, 8, 11, 13, 17, 18, 19, 22 , 23, 25]) capace di rivaleggiare con le prestazioni intellettuali umane in aree ristrette; e il "risolutore di problemi generali" di Newell, Simon e Shaw [20] potrebbe rimuovere alcune delle restrizioni. In breve, sembra utile evitare discussioni con (altri) appassionati di intelligenza artificiale concedendo il predominio nel lontano futuro della cerebrazione alle sole macchine. Ci sarà tuttavia un periodo abbastanza lungo durante il quale i principali progressi intellettuali saranno compiuti da uomini e computer che lavoreranno insieme in intima associazione. Un gruppo di studio multidisciplinare, che ha esaminato i futuri problemi di ricerca e sviluppo dell'Air Force, ha stimato che sarebbe passato il 1980 prima che gli sviluppi dell'intelligenza artificiale consentissero alle sole macchine di pensare o risolvere problemi di importanza militare. Ciò lascerebbe, diciamo, cinque anni per sviluppare la simbiosi uomo-computer e 15 anni per utilizzarla. I 15 possono essere 10 o 500, ma quegli anni dovrebbero essere intellettualmente i più creativi ed emozionanti nella storia dell'umanità. 2 Obiettivi della simbiosi uomo-computer I computer odierni sono progettati principalmente per risolvere problemi preformulati o per elaborare dati secondo procedure predeterminate. L'andamento del calcolo può essere condizionato ai risultati ottenuti durante il calcolo, ma tutte le alternative devono essere previste in anticipo. (Se si presenta un'alternativa imprevista, l'intero processo si interrompe e attende la necessaria estensione del programma.) Il requisito della preformulazione o della predeterminazione a volte non è un grande svantaggio. Si dice spesso che la programmazione per una macchina informatica costringe a pensare chiaramente, che disciplina il processo di pensiero. Se l'utente può valutare in anticipo il suo problema, l'associazione simbiotica con una macchina informatica non è necessaria. Tuttavia, molti problemi che possono essere pensati in anticipo sono molto difficili da pensare in anticipo. Sarebbero più facili da risolvere e potrebbero essere risolti più velocemente, attraverso una procedura guidata intuitivamente per tentativi ed errori in cui il computer ha collaborato, scoprendo difetti nel ragionamento o rivelando svolte inaspettate nella soluzione. Altri problemi semplicemente non possono essere formulati senza l'aiuto di una macchina di calcolo. Poincaré ha anticipato la frustrazione di un importante gruppo di aspiranti utenti di computer quando ha detto: "La domanda non è: 'Qual è la risposta?' La domanda è: 'Qual è la domanda?'". Uno degli obiettivi principali della simbiosi uomo-computer è portare la macchina informatica in modo efficace nelle parti formulative dei problemi tecnici. L'altro obiettivo principale è strettamente correlato. Significa portare le macchine informatiche in modo efficace nei processi di pensiero che devono andare avanti in "tempo reale", un tempo che si muove troppo velocemente per consentire l'uso dei computer in modi convenzionali. Immaginate di provare, ad esempio, a dirigere una battaglia con l'aiuto di un computer con un programma come questo. Tu formuli il tuo problema oggi. Domani passi con un programmatore. La prossima settimana il computer dedica 5 minuti all'assemblaggio del tuo programma e 47 secondi al calcolo della risposta al tuo problema. Ottieni un foglio di carta lungo 20 piedi, pieno di numeri che, invece di fornire una soluzione finale, suggeriscono solo una tattica che dovrebbe essere esplorata mediante simulazione. Ovviamente, la battaglia sarebbe finita prima che iniziasse la seconda fase della sua pianificazione. Pensare nell'interazione con un computer nello stesso modo in cui si pensa con un collega la cui competenza integra la propria richiederà un accoppiamento tra uomo e macchina molto più stretto di quanto suggerito dall'esempio e di quanto sia possibile oggi. https://groups.csail.mit.edu/medg/people/psz/Licklider.html 2/10 Machine Translated by Google 26/07/22, 16:42 Simbiosi Uomo-Computer 3 Necessità della partecipazione del computer nel pensiero formulativo e in tempo reale I paragrafi precedenti hanno tacitamente ipotizzato che, se potessero essere introdotte efficacemente nel processo di pensiero, le funzioni che possono essere svolte dalle macchine per l'elaborazione dei dati migliorerebbero o faciliterebbero il pensiero e la risoluzione dei problemi in modo importante. Tale ipotesi potrebbe richiedere una giustificazione. 3.1 Un'analisi preliminare e informale del tempo e del movimento del pensiero tecnico Nonostante esista una voluminosa letteratura sul pensiero e sulla risoluzione dei problemi, inclusi studi intensivi di case history del processo di invenzione, non sono riuscito a trovare nulla di paragonabile a un'analisi del tempo e del movimento del lavoro mentale di una persona impegnata in un'impresa scientifica o tecnica. Nella primavera e nell'estate del 1957, quindi, cercai di tenere traccia di ciò che effettivamente faceva una persona moderatamente tecnica durante le ore che considerava dedicate al lavoro. Sebbene fossi consapevole dell'inadeguatezza del campionamento, ho servito come soggetto di me stesso. Divenne presto evidente che la cosa principale che facevo era tenere dei registri, e il progetto sarebbe diventato un regresso infinito se la conservazione dei registri fosse stata eseguita nei dettagli previsti nel piano iniziale. Non era. Tuttavia, ho ottenuto un quadro delle mie attività che mi ha fatto riflettere. Forse il mio spettro non è tipico, spero che non lo sia, ma temo che lo sia. Circa l'85 per cento del mio tempo "pensante" è stato speso per mettermi nella posizione di pensare, prendere una decisione, imparare qualcosa che dovevo sapere. È stato impiegato molto più tempo per trovare o ottenere informazioni che per digerirle. Le ore sono state dedicate alla tracciatura dei grafici e altre ore a istruire un assistente su come tracciare. Quando i grafici erano finiti, le relazioni erano subito ovvie, ma il tracciato doveva essere fatto per renderle tali. A un certo punto, è stato necessario confrontare sei determinazioni sperimentali di una funzione che mette in relazione l'intelligibilità del parlato con il rapporto parlato-rumore. Nessuno dei due sperimentatori aveva usato la stessa definizione o misura del rapporto parlato-rumore. Sono state necessarie diverse ore di calcolo per ottenere i dati in una forma comparabile. Quando erano in forma comparabile, ci sono voluti solo pochi secondi per determinare ciò che dovevo sapere. In tutto il periodo che ho esaminato, in breve, il mio tempo di "pensare" è stato dedicato principalmente ad attività che erano essenzialmente d'ufficio o meccaniche: cercare, calcolare, tracciare, trasformare, determinare le conseguenze logiche o dinamiche di un insieme di presupposti o ipotesi, preparare le modo per una decisione o un'intuizione. Inoltre, le mie scelte su cosa tentare e cosa non tentare sono state determinate in misura imbarazzante da considerazioni di fattibilità d'ufficio, non da capacità intellettuali. Il principale suggerimento trasmesso dai risultati appena descritti è che le operazioni che riempiono la maggior parte del tempo presumibilmente dedicato al pensiero tecnico sono operazioni che possono essere eseguite in modo più efficace dalle macchine che dagli uomini. Seri problemi sono posti dal fatto che queste operazioni devono essere eseguite su variabili diverse e in sequenze impreviste e in continua evoluzione. Se questi problemi possono essere risolti in modo tale da creare una relazione simbiotica tra un uomo e una macchina veloce per il recupero delle informazioni e l'elaborazione dei dati, tuttavia, sembra evidente che l'interazione cooperativa migliorerebbe notevolmente il processo di pensiero. Potrebbe essere opportuno riconoscere, a questo punto, che stiamo usando il termine "computer" per coprire un'ampia classe di macchine per il calcolo, l'elaborazione dei dati e l'archiviazione e il recupero delle informazioni. Le capacità delle macchine di questa classe stanno aumentando quasi ogni giorno. È quindi rischioso fare affermazioni generali sulle capacità della classe. Forse è altrettanto azzardato fare affermazioni generali sulle capacità degli uomini. Tuttavia, spiccano alcune differenze genotipiche nelle capacità tra uomini e computer, che incidono sulla natura della possibile simbiosi uomocomputer e sul potenziale valore di realizzarla. Come è stato detto in vari modi, gli uomini sono dispositivi rumorosi, a banda stretta, ma il loro sistema nervoso ha moltissimi canali paralleli e simultaneamente attivi. Rispetto agli uomini, le macchine informatiche sono molto veloci e molto precise, ma sono costrette a eseguire solo una o poche operazioni elementari alla volta. Gli uomini lo sono https://groups.csail.mit.edu/medg/people/psz/Licklider.html 3/10 Machine Translated by Google 26/07/22, 16:42 Simbiosi Uomo-Computer flessibili, capaci di “programmarsi in modo contingente” sulla base delle nuove informazioni ricevute. Le macchine informatiche sono determinate, vincolate dalla loro "pre-programmazione". Gli uomini parlano naturalmente linguaggi ridondanti organizzati intorno a oggetti unitari e azioni coerenti e impiegano da 20 a 60 simboli elementari. I computer parlano "naturalmente" linguaggi non ridondanti, di solito con solo due simboli elementari e nessun apprezzamento intrinseco né di oggetti unitari né di azioni coerenti. Per essere rigorosamente corrette, tali caratterizzazioni dovrebbero includere molti qualificatori. Tuttavia, il quadro di dissomiglianza (e quindi di potenziale integrazione) che presentano è sostanzialmente valido. Le macchine informatiche possono fare prontamente, bene e rapidamente molte cose che sono difficili o impossibili per l'uomo, e gli uomini possono fare prontamente e bene, anche se non rapidamente, molte cose che sono difficili o impossibili per i computer. Ciò suggerisce che una cooperazione simbiotica, se riuscisse a integrare le caratteristiche positive di uomini e computer, sarebbe di grande valore. Le differenze di velocità e di lingua, ovviamente, pongono difficoltà che devono essere superate. 4 Funzioni separabili di uomini e computer nell'Associazione simbiotica anticipata Sembra probabile che i contributi degli operatori umani e delle apparecchiature si mescoleranno così completamente in molte operazioni che sarà difficile separarli nettamente nell'analisi. Questo sarebbe il caso; nel raccogliere dati su cui basare una decisione, ad esempio, sia l'uomo che il computer hanno emesso precedenti rilevanti dall'esperienza e se il computer ha poi suggerito una linea d'azione che concordava con il giudizio intuitivo dell'uomo. (Nei programmi di dimostrazione di teoremi, i computer trovano precedenti nell'esperienza e nel sistema SAGE suggeriscono linee d'azione. Quanto sopra non è un esempio inverosimile.) In altre operazioni, tuttavia, i contributi di uomini e attrezzature saranno in una certa misura separabile. Gli uomini fisseranno gli obiettivi e forniranno le motivazioni, ovviamente, almeno nei primi anni. Formuleranno ipotesi. Faranno domande. Penseranno a meccanismi, procedure e modelli. Ricorderanno che una tale persona ha svolto un lavoro possibilmente rilevante su un argomento di interesse nel 1947, o comunque poco dopo la seconda guerra mondiale, e avranno un'idea in quali giornali potrebbe essere stato pubblicato. In generale, forniranno contributi approssimativi e fallibili, ma guida, e definiranno criteri e fungeranno da valutatori, giudicando i contributi dell'attrezzatura e guidando la linea generale di pensiero. Inoltre, gli uomini gestiranno le situazioni di probabilità molto bassa quando tali situazioni si verificano effettivamente. (Negli attuali sistemi uomo-macchina, questa è una delle funzioni più importanti dell'operatore umano. La somma delle probabilità di alternative a probabilità molto bassa è spesso troppo grande per essere trascurata.) Gli uomini colmeranno le lacune, sia nel soluzione del problema o nel programma del computer, quando il computer non ha modalità o routine applicabili in una particolare circostanza. L'apparecchiatura di elaborazione delle informazioni, da parte sua, convertirà le ipotesi in modelli verificabili e quindi verificherà i modelli rispetto ai dati (che l'operatore umano può designare approssimativamente e identificare come rilevanti quando il computer li presenta per la sua approvazione). L'attrezzatura risponderà alle domande. Simulerà i meccanismi ei modelli, eseguirà le procedure e visualizzerà i risultati all'operatore. Trasformerà i dati, tramerà grafici ("tagliando la torta" in qualsiasi modo l'operatore umano specifichi, o in diversi modi alternativi se l'operatore umano non è sicuro di cosa vuole). L'apparecchiatura interpolerà, estrapolerà e trasformerà. Converte equazioni statiche o affermazioni logiche in modelli dinamici in modo che l'operatore umano possa esaminarne il comportamento. In generale, svolgerà le operazioni routinizzabili e d'ufficio che riempiono gli intervalli tra le decisioni. Inoltre, il computer fungerà da macchina di inferenza statistica, teoria delle decisioni o teoria dei giochi per effettuare valutazioni elementari delle linee d'azione suggerite ogni volta che vi sono basi sufficienti per supportare un'analisi statistica formale. Infine, farà tutte le diagnosi, il pattern-matching e il riconoscimento della pertinenza che può proficuamente, ma accetterà uno status chiaramente secondario in quelle aree. https://groups.csail.mit.edu/medg/people/psz/Licklider.html 4/10 Machine Translated by Google 26/07/22, 16:42 Simbiosi Uomo-Computer 5 Prerequisiti per la realizzazione dell'Uomo-Computer Simbiosi Le apparecchiature informatiche tacitamente postulate nella sezione precedente non sono disponibili. I programmi per computer non sono stati scritti. Ci sono infatti diversi ostacoli che si frappongono tra il presente non simbiotico e l'atteso futuro simbiotico. Esaminiamone alcuni per vedere più chiaramente cosa è necessario e quali sono le possibilità di raggiungerlo. 5.1 Disadattamento di velocità tra uomini e computer Qualsiasi computer di oggi su larga scala è troppo veloce e troppo costoso per un pensiero cooperativo in tempo reale con un solo uomo. Chiaramente, per motivi di efficienza ed economia, il computer deve dividere il suo tempo tra molti utenti. I sistemi di multiproprietà sono attualmente in fase di sviluppo attivo. Ci sono anche disposizioni per impedire agli utenti di "clobbering" qualsiasi cosa tranne i propri programmi personali. Sembra ragionevole immaginare, per un periodo tra 10 o 15 anni, un "centro di pensiero" che incorporerà le funzioni delle biblioteche odierne insieme ai progressi anticipati nell'archiviazione e nel recupero delle informazioni e le funzioni simbiotiche suggerite in precedenza in questo articolo. Il quadro si allarga facilmente in una rete di tali centri, collegati tra loro da linee di comunicazione a banda larga e ai singoli utenti da servizi di filo affittato. In un tale sistema, la velocità dei computer sarebbe bilanciata e il costo delle gigantesche memorie e dei sofisticati programmi sarebbe diviso per il numero degli utenti. 5.2 Requisiti hardware di memoria Quando iniziamo a pensare di archiviare una frazione apprezzabile di una letteratura tecnica nella memoria del computer, ci imbattiamo in miliardi di bit e, a meno che le cose non cambino in modo significativo, miliardi di dollari. La prima cosa da fare è che non memorizzeremo tutti gli articoli tecnici e scientifici nella memoria del computer. Possiamo memorizzare le parti che possono essere riassunte in modo più succinto: le parti quantitative e le citazioni di riferimento, ma non il tutto. I libri sono tra i componenti più meravigliosamente progettati e progettati dall'uomo esistenti e continueranno ad essere funzionalmente importanti nel contesto della simbiosi uomo-computer. (Si spera che il computer acceleri la ricerca, la consegna e la restituzione dei libri.) Il secondo punto è che una parte molto importante della memoria sarà permanente: parte memoria indelebile e parte memoria pubblicata. Il computer sarà in grado di scrivere una volta nella memoria indelebile e quindi rileggere all'infinito, ma il computer non sarà in grado di cancellare la memoria indelebile. (Potrebbe anche sovrascrivere, trasformando tutti gli 0 in l, come per contrassegnare ciò che è stato scritto in precedenza.) La memoria pubblicata sarà di "sola lettura". Verrà introdotto nel computer già strutturato. Il computer potrà farvi riferimento ripetutamente, ma non modificarlo. Questi tipi di memoria diventeranno sempre più importanti man mano che i computer diventano più grandi. Possono essere resi più compatti della memoria principale, a film sottile o persino a nastro e saranno molto meno costosi. I principali problemi ingegneristici riguarderanno i circuiti di selezione. Per quanto riguarda altri aspetti dei requisiti di memoria, possiamo contare sul continuo sviluppo di normali macchine informatiche scientifiche e aziendali. C'è una certa prospettiva che gli elementi di memoria diventino veloci quanto gli elementi di elaborazione (logici). Questo sviluppo avrebbe un effetto rivoluzionario sulla progettazione dei computer. 5.3 Requisiti di organizzazione della memoria Nell'idea di simbiosi uomo-computer sono impliciti i requisiti che le informazioni siano recuperabili sia per nome che per modello e che siano accessibili attraverso procedure molto più veloci della ricerca seriale. Almeno la metà del problema dell'organizzazione della memoria sembra risiedere nella procedura di archiviazione. La maggior parte del resto sembra essere avvolta nel problema del riconoscimento del modello all'interno del meccanismo o del supporto di archiviazione. https://groups.csail.mit.edu/medg/people/psz/Licklider.html 5/10 Machine Translated by Google 26/07/22, 16:42 Simbiosi Uomo-Computer Una discussione dettagliata di questi problemi va oltre lo scopo attuale. Tuttavia, un breve abbozzo di un'idea promettente, "cercare la memoria", può servire a indicare la natura generale degli sviluppi previsti. La memoria trie è così chiamata dal suo ideatore, Fredkin [10], perché è progettata per facilitare il recupero delle informazioni e perché la struttura di archiviazione ramificata, una volta sviluppata, assomiglia a un albero. I sistemi di memoria più comuni memorizzano le funzioni degli argomenti nelle posizioni designate dagli argomenti. (In un senso, non memorizzano affatto gli argomenti. In un altro e più realistico senso, memorizzano tutti i possibili argomenti nella struttura della struttura della memoria.) Il sistema di memoria trie, d'altra parte, memorizza entrambe le funzioni e le argomentazioni. L'argomento viene introdotto prima nella memoria, un carattere alla volta, a partire da un registro iniziale standard. Ciascun registro di argomenti ha una cella per ogni carattere dell'insieme (ad esempio, due per le informazioni codificate in forma binaria) e ogni cella di carattere ha al suo interno uno spazio di archiviazione per l'indirizzo del registro successivo. L'argomento viene memorizzato scrivendo una serie di indirizzi, ognuno dei quali dice dove trovare il successivo. Alla fine dell'argomento c'è uno speciale indicatore di "fine dell'argomento". Quindi seguire le istruzioni per la funzione, che è memorizzata in uno o nell'altro dei diversi modi, essendo spesso più efficaci un'ulteriore struttura a tre o una "struttura a elenco". Lo schema di memoria trie è inefficiente per le memorie di piccole dimensioni, ma diventa sempre più efficiente nell'utilizzo dello spazio di archiviazione disponibile all'aumentare delle dimensioni della memoria. Le caratteristiche interessanti dello schema sono queste: 1) Il processo di recupero è estremamente semplice. Dato l'argomento, inserisci il registro iniziale standard con il primo carattere e prendi l'indirizzo del secondo. Quindi vai al secondo registro e prendi l'indirizzo del terzo, ecc. 2) Se due argomenti hanno caratteri iniziali in comune, usano lo stesso spazio di archiviazione per quei caratteri. 3) Le lunghezze degli argomenti non devono necessariamente essere le stesse e non devono essere specificate in anticip 4) Nessuna stanza in deposito è riservata o utilizzata per alcun argomento fino a quando non viene effettivamente immagazzinata. La struttura del trie viene creata quando gli elementi vengono introdotti nella memoria. 5) Una funzione può essere utilizzata come argomento per un'altra funzione e quella funzione come argomento per la successiva. Così, ad esempio, entrando con l'argomento "moltiplicazione di matrici", si potrebbe recuperare l'intero programma per eseguire una moltiplicazione di matrici sul computer. 6) Esaminando lo stoccaggio a un determinato livello, si può determinare quali oggetti simili sono stati finora immagazzinati. Ad esempio, se non c'è una citazione per Egan, JP, è solo uno o due passi indietro per riprendere le tracce di Egan, James ... . Le proprietà appena descritte non includono tutte quelle desiderate, ma mettono in risonanza la memoria del computer con gli operatori umani e la loro predilezione a designare le cose nominando o indicando. 5.4 Il problema della lingua La fondamentale dissomiglianza tra linguaggi umani e linguaggi informatici può essere l'ostacolo più serio alla vera simbiosi. È rassicurante, tuttavia, notare quali grandi progressi sono già stati fatti, attraverso programmi interpretativi e in particolare attraverso programmi di assemblaggio o compilazione come FORTRAN, per adattare i computer alle forme del linguaggio umano. Il "Linguaggio di elaborazione delle informazioni" di Shaw, Newell, Simon ed Ellis [24] rappresenta un'altra linea di riavvicinamento. E, in ALGOL e nei sistemi correlati, gli uomini stanno dimostrando la loro flessibilità adottando formule standard di rappresentazione ed espressione che sono facilmente traducibili in linguaggio macchina. Ai fini della cooperazione in tempo reale tra uomini e computer, sarà tuttavia necessario avvalersi di un principio aggiuntivo e piuttosto diverso di comunicazione e controllo. L'idea può essere evidenziata confrontando le istruzioni normalmente indirizzate a esseri umani intelligenti con le istruzioni normalmente utilizzate con i computer. Questi ultimi specificano con precisione i singoli passi da compiere e la sequenza in cui compierli. I primi presentano o implicano qualcosa di incentivo o motivazione e forniscono un criterio in base al quale l'esecutore umano delle istruzioni saprà quando ha portato a termine il suo compito. In breve: le istruzioni dirette ai computer specificano i corsi; le istruzioni dirette agli esseri umani specificano gli obiettivi. Gli uomini sembrano pensare più naturalmente e facilmente in termini di obiettivi che in termini di corsi. È vero, di solito sanno qualcosa sulle direzioni in cui viaggiare o sulle linee lungo le quali lavorare, ma pochi iniziano con itinerari formulati con precisione. Chi, ad esempio, partirebbe da Boston per Los Angeles con una specifica dettagliata del percorso? Invece, per parafrasare Wiener, gli uomini diretti a Los Angeles cercano continuamente di diminuire la quantità di cui non sono ancora immersi nello smog. https://groups.csail.mit.edu/medg/people/psz/Licklider.html 6/10 Machine Translated by Google 26/07/22, 16:42 Simbiosi Uomo-Computer L'istruzione informatica attraverso la specificazione degli obiettivi viene affrontata lungo due percorsi. Il primo riguarda i programmi di problem solving, di arrampicata in salita e di auto-organizzazione. Il secondo riguarda la concatenazione in tempo reale di segmenti preprogrammati e subroutine chiuse che l'operatore umano può designare e attivare semplicemente per nome. Lungo il primo di questi percorsi si è svolto un promettente lavoro esplorativo. È chiaro che, operando entro i liberi vincoli di strategie predeterminate, i computer saranno a tempo debito in grado di ideare e semplificare le proprie procedure per il raggiungimento degli obiettivi prefissati. Finora, i risultati non sono stati sostanzialmente importanti; hanno costituito solo una "dimostrazione in linea di principio". Tuttavia, le implicazioni sono di vasta portata. Sebbene il secondo percorso sia più semplice e apparentemente in grado di essere realizzato in precedenza, è stato relativamente trascurato. La memoria di Fredkin fornisce un paradigma promettente. A tempo debito potremmo assistere a un serio sforzo per sviluppare programmi per computer che possono essere collegati tra loro come le parole e le frasi del discorso per eseguire qualsiasi calcolo o controllo sia richiesto al momento. La considerazione che frena un tale sforzo, a quanto pare, è che lo sforzo non produrrebbe nulla che sarebbe di grande valore nel contesto dei computer esistenti. Non sarebbe gratificante sviluppare il linguaggio prima che ci siano macchine informatiche in grado di rispondere in modo significativo ad esso. 5.5 Apparecchiature di input e output Il reparto di elaborazione dati che sembra meno avanzato, per quanto riguarda le esigenze della simbiosi uomo-computer, è quello che si occupa di apparecchiature di input e output o, come si vede dal punto di vista dell'operatore umano, display e controlli. Immediatamente dopo aver detto ciò, è essenziale fare commenti di qualificazione, perché l'ingegneria delle apparecchiature per l'introduzione e l'estrazione di informazioni ad alta velocità è stata eccellente e perché alcune tecniche di visualizzazione e controllo molto sofisticate sono state sviluppate in laboratori di ricerca come il Lincoln Laboratorio. In generale, nei computer generalmente disponibili, tuttavia, non è quasi prevista alcuna comunicazione uomo-macchina più efficace e immediata di quella che si può ottenere con una macchina da scrivere elettrica. I display sembrano essere in uno stato leggermente migliore rispetto ai controlli. Molti computer tracciano grafici sugli schermi dell'oscilloscopio e alcuni sfruttano le notevoli capacità, grafiche e simboliche, del tubo di visualizzazione dei caratteri. Da nessuna parte, per quanto ne so, tuttavia, c'è qualcosa che si avvicini alla flessibilità e alla praticità della matita e del blocco per scarabocchi o del gesso e della lavagna usati dagli uomini nelle discussioni tecniche. 1) Visualizzazione e controllo scrivania-superficie: Certamente, per un'efficace interazione uomo-computer, sarà necessario che l'uomo e il computer disegnino grafici e immagini e si scrivano note ed equazioni tra loro sulla stessa superficie di visualizzazione. L'uomo dovrebbe essere in grado di presentare una funzione al computer, in modo approssimativo ma rapido, disegnando un grafico. Il computer dovrebbe leggere la scrittura dell'uomo, magari a condizione che sia in stampatello chiaro, e dovrebbe immediatamente apporre, in corrispondenza di ogni simbolo disegnato a mano, il carattere corrispondente così come interpretato e inserito in un preciso carattere tipografico. Con un tale dispositivo di inputoutput, l'operatore imparerebbe rapidamente a scrivere o stampare in un modo leggibile dalla macchina. Poteva comporre istruzioni e subroutine, impostarle nel formato corretto e controllarle prima di introdurle finalmente nella memoria principale del computer. Poteva anche definire nuovi simboli, come hanno fatto Gilmore e Savell [14] al Lincoln Laboratory, e presentarli direttamente al computer. Poteva abbozzare approssimativamente il formato di un tavolo e lasciare che il computer lo modellasse con precisione. Poteva correggere i dati del computer, istruire la macchina tramite diagrammi di flusso e in generale interagire con essa proprio come farebbe con un altro ingegnere, tranne per il fatto che "l'altro ingegnere" sarebbe un disegnatore preciso, un calcolatore di fulmini, un mago mnemonico, e molti altri preziosi partner tutto in uno. 2) Display a parete computerizzato: in alcuni sistemi tecnologici, diversi uomini condividono la responsabilità del controllo dei veicoli i cui comportamenti interagiscono. Alcune informazioni devono essere presentate simultaneamente a tutti gli uomini, preferibilmente su una griglia comune, per coordinare le loro azioni. Altre informazioni sono rilevanti solo per uno o due operatori. Ci sarebbe solo una confusione di disordine non interpretabile se tutte le informazioni fossero presentate su un display a tutti loro. Le informazioni devono essere pubblicate da un computer, poiché la stampa manuale è troppo lenta per mantenerla aggiornata. https://groups.csail.mit.edu/medg/people/psz/Licklider.html 7/10 Machine Translated by Google 26/07/22, 16:42 Simbiosi Uomo-Computer Il problema appena delineato è ancora oggi critico, e sembra destinato a diventare sempre più critico con il passare del tempo. Diversi designer sono convinti che con l'ausilio di luci lampeggianti e schermi di visualizzazione time-sharing basati sul principio della valvola luminosa si possano realizzare display con le caratteristiche desiderate. L'ampio display dovrebbe essere integrato, secondo la maggior parte di coloro che hanno pensato al problema, da singole unità di controllo del display. Quest'ultimo consentirebbe agli operatori di modificare il display a parete senza lasciare la propria posizione. Per alcuni scopi sarebbe auspicabile che gli operatori potessero comunicare con il computer attraverso i display supplementari e magari anche attraverso il display a parete. Almeno uno schema per fornire tale comunicazione sembra fattibile. Il grande display a parete e il relativo sistema sono rilevanti, ovviamente, per la cooperazione simbiotica tra un computer e un team di uomini. Esperimenti di laboratorio hanno indicato ripetutamente che disposizioni informali e parallele degli operatori, che coordinano le loro attività attraverso il riferimento a un'ampia visualizzazione della situazione, presentano importanti vantaggi rispetto alla disposizione, più ampiamente utilizzata, che colloca gli operatori su singole console e tenta di correlare le loro azioni attraverso il agenzia di un computer. Questo è uno dei numerosi problemi del team di operatori che necessitano di un attento studio. 3) Produzione e riconoscimento vocale automatico: quanto è desiderabile e quanto fattibile è la comunicazione vocale tra operatori umani e macchine informatiche? Questa domanda complessa viene posta ogni volta che vengono discussi sofisticati sistemi di elaborazione dati. Gli ingegneri che lavorano e vivono con i computer hanno un atteggiamento conservativo nei confronti della desiderabilità. Gli ingegneri che hanno avuto esperienza nel campo del riconoscimento vocale automatico assumono un atteggiamento conservativo nei confronti della fattibilità. Eppure c'è un continuo interesse per l'idea di parlare con le macchine informatiche. In gran parte, l'interesse deriva dalla consapevolezza che difficilmente si può togliere un comandante militare o un presidente di una corporazione dal suo lavoro per insegnargli a scrivere a macchina. Se le macchine informatiche dovessero mai essere utilizzate direttamente dai decisori di alto livello, potrebbe valere la pena fornire la comunicazione attraverso i mezzi più naturali, anche a costi considerevoli. L'analisi preliminare dei suoi problemi e delle scale temporali suggerisce che un presidente di una società sarebbe interessato a un'associazione simbiotica con un computer solo come vocazione. Le situazioni aziendali di solito si muovono abbastanza lentamente da lasciare il tempo per briefing e conferenze. Sembra ragionevole, quindi, che gli specialisti informatici siano quelli che interagiscono direttamente con i computer negli uffici aziendali. Il comandante militare, invece, ha una maggiore probabilità di dover prendere decisioni critiche in brevi intervalli di tempo. È facile sovradrammatizzare l'idea della guerra dei dieci minuti, ma sarebbe pericoloso contare di avere più di dieci minuti per prendere una decisione critica. Man mano che gli ambienti di terra dei sistemi militari e i centri di controllo crescono in capacità e complessità, quindi, sembra probabile che si sviluppi un reale requisito per la produzione e il riconoscimento vocale automatici nei computer. Certamente, se l'attrezzatura fosse già sviluppata, affidabile e disponibile, verrebbe utilizzata. Per quanto riguarda la fattibilità, la produzione del parlato pone problemi di natura tecnica meno gravi rispetto al riconoscimento automatico dei suoni del parlato. Un voltmetro digitale elettronico commerciale ora legge ad alta voce le sue indicazioni, cifra per cifra. Per otto o dieci anni, presso i Bell Telephone Laboratories, il Royal Institute of Technology (Stoccolma), il Signals Research and Development Establishment (Christchurch), l'Haskins Laboratory e il Massachusetts Institute of Technology, Dunn [6], Fant [7 ], Lawrence [15], Cooper [3], Stevens [26] e i loro collaboratori hanno dimostrato generazioni successive di parlanti automatici intelligibili. Il recente lavoro presso l'Haskins Laboratory ha portato allo sviluppo di un codice digitale, adatto all'uso da parte di macchine informatiche, che rende una voce automatica un discorso connesso assolutamente intelligibile [16]. La fattibilità del riconoscimento vocale automatico dipende fortemente dalla dimensione del vocabolario delle parole da riconoscere e dalla diversità dei parlanti e degli accenti con cui deve funzionare. Il riconoscimento corretto del novantotto per cento delle cifre decimali parlate naturalmente è stato dimostrato diversi anni fa ai Bell Telephone Laboratories e al Lincoln Laboratory [4], [9]. Per fare un passo avanti nella scala delle dimensioni del vocabolario, possiamo dire che un riconoscimento automatico di caratteri alfanumerici chiaramente pronunciati può quasi sicuramente essere sviluppato ora sulla base delle conoscenze esistenti. Poiché gli operatori non addestrati possono leggere almeno alla stessa velocità con cui quelli addestrati possono digitare, un tale dispositivo sarebbe uno strumento conveniente in quasi tutte le installazioni di computer. Per un'interazione in tempo reale a un livello veramente simbiotico, tuttavia, sarebbe probabilmente necessario un vocabolario di circa 2000 parole, ad esempio 1000 parole di qualcosa come l'inglese di base e 1000 termini tecnici. Quella https://groups.csail.mit.edu/medg/people/psz/Licklider.html 8/10 Machine Translated by Google 26/07/22, 16:42 Simbiosi Uomo-Computer costituisce un problema impegnativo. Nel consenso di acustici e linguisti, la costruzione di un riconoscitore di 2000 parole non può essere realizzata ora. Tuttavia, ci sono diverse organizzazioni che si impegnerebbero felicemente a sviluppare un riconoscimento automatico per un tale vocabolario su base quinquennale. Stabilirebbero che il discorso fosse un discorso chiaro, uno stile di dettatura, senza accento insolito. Sebbene la discussione dettagliata delle tecniche di riconoscimento vocale automatico vada oltre lo scopo attuale, è opportuno notare che le macchine informatiche stanno giocando un ruolo dominante nello sviluppo di riconoscitori vocali automatici. Hanno contribuito allo slancio che spiega l'ottimismo attuale, o meglio l'ottimismo che si trova attualmente in alcuni ambienti. Due o tre anni fa, sembrava che il riconoscimento automatico di vocabolari considerevoli non sarebbe stato raggiunto prima di dieci o quindici anni; che avrebbe dovuto attendere molto più lontano, un graduale accumulo di conoscenza dei processi acustici, fonetici, linguistici e psicologici nella comunicazione vocale. Ora, tuttavia, molti vedono la prospettiva di accelerare l'acquisizione di tale conoscenza con l'ausilio dell'elaborazione computerizzata dei segnali vocali, e non pochi lavoratori hanno la sensazione che programmi informatici sofisticati saranno in grado di eseguire bene quanto il modello vocale riconosce anche senza l'aiuto di una conoscenza molto sostanziale dei segnali e dei processi del parlato. Mettendo insieme queste due considerazioni si riduce la stima del tempo necessario per ottenere un riconoscimento vocale praticamente significativo fino a forse cinque anni, i cinque anni appena menzionati. Riferimenti [1] A. Bernstein e M. deV. 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