25 Jahre ThinkPad verändern die Welt
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Intel und ThinkPad verleihen Professor Stephen Hawking seine Stimme

Team members of Intel’s Anticipatory Computing Lab
Von links: Alex Nguyen, Sangita Sharma, Max Pinaroc, Sai Prasad, Lama Nachman und Pete Denman. Teammitglieder des Anticipatory Computing Lab von Intel, die an der Entwicklung der Computer-Schnittstelle für Stephen Hawking beteiligt waren.

Mitte der 80er-Jahre gab es einen Moment, in dem es so aussah, als würde Stephen Hawking nicht mehr lange leben. Während einer Reise nach Genf erkrankte der weltberühmte Physiker an einer Lungenentzündung, die seinen ohnehin schon geschwächten Körper noch weiter strapazierte. Die Ärzte beurteilten die Lage des bewusstlosen und an einem Beatmungsgerät angeschlossenen Hawkings als hoffnungslos und unterbreiteten seiner ersten Frau Jane behutsam die Empfehlung, die Maschinen auszuschalten.

Doch Jane wusste, dass Hawking es schon einmal gegen alle Erwartungen geschafft hatte. Mit 21 wurde er mit ALS diagnostiziert, einer Motorneuronenkrankheit, und ihm wurde gesagt, dass er nur noch wenige Jahre zu leben hätte. Hawking fuhr jedoch mit seinen bahnbrechenden wissenschaftlichen Forschungsarbeiten fort. Er arbeitete an einem Buch mit dem Titel A Brief History of Time (Eine kurze Geschichte der Zeit) als Jane darauf bestand, dass Hawking zurück in sein Haus in Cambridge gebracht würde.

Was daraufhin folgte, war eine außergewöhnliche, aber auch äußerst schwierige Genesung. Die Ärzte führten einen Luftröhrenschnitt durch, der Hawkings zwar das Leben rettete, ihm aber die Stimme kostete. Aufgrund der ALS hatte er bereits seine Fähigkeit zu schreiben verloren und wenn er auch nicht mehr hätte sprechen können, wäre er nicht in der Lage gewesen, sein Buch fertigzustellen.

Zunächst kommunizierte er anhand eines primitiven Kartensystems. Danach wurde ein Programm entwickelt, das ihm das Sprechen erlaubte. Dazu musste er mit dem Daumen einen Schalter drücken sowie einen Synthesizer verwenden. Er veröffentlichte A Brief History of Time, von dem über zehn Millionen Kopien verkauft wurden.

Während die ALS weiter fortschritt verlor Hawking die Fähigkeit seine Daumen zu bewegen und ging dazu über, durch die Anspannung eines einzelnen Wangenmuskels mithilfe eines Infrarotschalters an seiner Brille zu schreiben.

2011 war der Wissenschaftler jedoch so frustriert über seine langsame Schreibleistung, dass er dem Mitbegründer von Intel, Gordon Moore, schrieb und ihn um Hilfe bat. Intel hatte sich seit den späten 90er-Jahre um die Computerbedürfnisse Hawkings gekümmert und Moore schickte umgehend ein Team nach Cambridge, darunter auch Lama Nachman, die Leiterin des Intel Anticipatory Computer Lab in Silicon Valley.

Professor Stephen Hawking and Lana Nachman

Nachman war betroffen als sie herausfand, wie viel Zeit Hawking für die einfachsten Vorgänge benötigte. Er konnte nur ein, höchstens zwei Worte pro Minute schreiben und das umständliche Schnittstellensystem machte es erforderlich, dass er vier Minuten benötigte, um eine einfache Datei zu öffnen. Er war ein Genie, dass den Ursprung des Universums erklären konnte, aber durch eine veraltete Softwareplattform behindert wurde.

Das Team sprühte nur so vor innovativen Ideen, von Verfolgungssystemen für die Augenbewegungen bis hin zu den Gehirnaktivitäten. Aber nach Monaten der Eruierung realisierte Nachman, dass Hawking keine grundlegende Veränderung wollte: Der Physiker war in seinen 70ern und wollte sich mit keinen neuen Systemen herumplagen. Aus diesem Grund arbeiteten sie an weniger einschneidenden Verbesserungen, beispielsweise der Entwicklung einer neuen kontexfähigen Softwareplattform, die unnötige Schritte eliminiert, und, zusammen mit SwiftKey, an der Anpassung eines speziell auf Hawking zugeschnittenen Wortvorhersagesystems. „Der Trick besteht darin, ihm dorthin entgegenzukommen, wo er sich befindet“, erklärt Nachman.

Bis heute hat sich Hawkings Schreibleistung mehr als verdoppelt. Eine Datei, für die er früher vier Minuten benötigte, lässt sich jetzt in unter zehn Sekunden öffnen.

„Es fiel mir immer schwerer, effektiv zu kommunizieren, wodurch auch die Dinge beeinträchtigt wurden, die mir am Herzen liegen“, erzählte er Journalisten 2014. „Durch die Verbesserungen bin ich jetzt in der Lage, wesentlich schneller zu schreiben, was bedeutet, dass ich weiterhin Vorträge halten, Artikel und Bücher schreiben und natürlich leichter mit meiner Familie und Freunden sprechen kann.“

Im Sommer 2015 stellte Intel die Unterstützungssoftware der Öffentlichkeit kostenlos zur Verfügung. In der ersten Woche wurden die Lizenzen für die Open-Source-Plattform 10.000 Mal heruntergeladen. Menschen auf der ganzen Welt, die an einer Motorneuronenkrankheit oder einer anderen Krankheit leiden, die ihre Bewegungsfähigkeit erheblich einschränkt, haben das System verwendet und angepasst. Es nennt sich ACAT oder Assistive Contextually Aware Toolkit.

„Das Problem zahlreicher unterstützenden Technologien liegt darin, dass sie teuer und schwer verfügbar sind“, erklärt Nachman. „Menschen haben mir E-Mails geschickt in denen steht: „Ich habe mir so gewünscht, mit meiner Familie zu kommunizieren und jetzt bin ich dazu in der Lage.“ Ihre Stimme versagt und sie muss kurz pausieren, um sich zu sammeln. „Daran erkennt man, welchen Einfluss man wirklich hat.“

Abgesehen von der Entwicklung von ACAT hat Intel ein Team zusammengestellt, das sicherstellt, dass Hawking die bestmögliche Hardware zur Verfügung gestellt wird. Das in Oregon ansässige Team wird vom Ingenieur Travis Bonifield geleitet, der 2001 anfing mit Hawking zusammenzuarbeiten, lange vor der Einführung von Tablet-Computern. Zunächst musste Bonifield ein Laptop kaufen und es „vollkommen auseinandernehmen, um es anschließend als Tablet neu aufzubauen“, sodass es auf Hawkings Rollstuhl befestigt werden konnte.

Die Umarbeitung war genial, aber nicht ohne Probleme. „Alles war maßgeschneidert, wenn also etwas nicht funktionierte, mussten wir wieder alles auseinandernehmen und neu zusammensetzten“, fährt Bonifield fort. „Und jedes Mal, nachdem wir es auseinandergenommen und wieder zusammengesetzt hatten, traten neue Probleme auf.“

Während Nachman 2011 mit der Überarbeitung von Hawkings Software begann, optimierte Bonifield Hawkings Hardware. Er ersetzte das alte System mit einem Lenovo ThinkPad X220t Convertible-Tablet. Der Computer passte problemlos in das Gehäuse, verfügte über mehr als genug Geschwindigkeit und war mit einem überlegenen tageslichttauglichen Display ausgestattet.

„Stephen ist oft draußen und bei einigen dieser Laptop, selbst ‚tageslichttauglichen‘, hätte er Schwierigkeiten den Bildschirm in der Sonne zu lesen“, ergänzt er.

Seither hat Bonifield Hawkings Lenovo Computer alle zwei Jahre aktualisiert. Heutzutage verwendet Hawking ein ThinkPad Yoga 260, ein Modell, dass sich Hawking 2016 selbst ausgesucht hat. Zuverlässigkeit und Robustheit waren dabei wichtige Entscheidungsmerkmale. „Stephen reist sehr viel und daher muss sein System funktionieren“, bemerkt David Rittenhouse, der Maschinenbau-Ingenieur für das Hawking-Projekt. „Es ist einfach undenkbar, dass er auf die Bühne rollt und Probleme auftreten.“

Nach den Jahren der früheren Experimente, Erfolge, Fehlschläge und Iterationen ist der Wartungsumfang für die Hardware laut Bonifield praktisch „Null“. So kommt es, dass sie sich jetzt auf die Entwicklung zusätzlicher Funktionen konzentrieren können. Rittenhouse setzte sich mit Sound Research in Verbindung, dessen CEO Tom Paddock Audiosysteme für Größen wie Grateful Dead und Stevie Wonder entwickelte. Paddock erstellte 2016 ein neues System für Hawking, dessen derzeitige Einrichtung eine nach vorn gerichtete Kamera umfasst, damit Hawking sehen kann, was sich auf der anderen Seite seines Computers befindet.

Auch wenn die beiden Teams bereits zahlreiche wichtige Meilensteine erzielt haben, suchen sie weiterhin nach Verbesserungen – besonders jetzt, da Hawking älter wird. Hawkings Kraft variiert von Tag zu Tag, wodurch auch seine Fähigkeit zur Anspannung seiner Wangenmuskulatur beeinflusst wird. Unter Verwendung von Daten, die über viele Monate zusammengetragen wurden, arbeitet Nachmans Team an neuen Algorithmen, um Hawkings Bewegungsradius besser zu verstehen. Dies würde es dem Sensor ermöglichen, seine Bewegungen besser zu interpretieren. Sie haben vor, das neue digitale System dieses Jahr noch zu implementieren.

Unterdessen baut Hawking weiter seine umfangreichen Forschungsarbeiten in die Schwarzen Löcher, das frühe Universum und das Informationsproblem bei Schwarzen Löchern aus. 2016 veröffentlichten er und seine Kollegen Malcom J. Perry, Professor am Institut für angewandte Mathematik und Theoretische Physik an der University of Cambridge und Andrew Strominger, Gwill E. York-Professor der Physik und Leiter des Center for the Fundamental Laws of Nature bei Harvard in der Fachzeitschrift Physical Review Letters einen Artikel mit dem Namen „Soft Hair on Black Holes“ (Weiche Haare auf Schwarzen Löchern). Darin wird die Theorie aufgestellt, dass die Informationen, die von Schwarzen Löchern verschlungen werden auf „weichen Supertranslations-Haaren“ fortleben, die auch dann weiterbestehen, wenn das Schwarze Loch stirbt. Ihre Arbeit lässt Astrophysiker auf der ganzen Welt auch weiterhin nicht schlafen.

Für das Intel-Team ist die zentrale Zielsetzung, Hawking so lange wie möglich eine Stimme zu verleihen, damit er diese wichtigen Kooperationen fortsetzen kann. Und für alle Beteiligten hat es sich als Lebensprojekt herausgestellt.

„Prominente beeindrucken mich normalerweise nicht sehr, aber nachdem ich Stephens Lebensgeschichte gelesen hatte, war es ist unmöglich, nicht beeindruckt zu sein“, sagt Bonifield, der Hawking mehrmals persönlich getroffen hat. „Wir tun mehr, als nur das Computing für Stephen bereitzustellen. Wir sind jemandem behilflich, der für die Welt außerordentlich wichtig ist, auch so auch weiterhin mit dieser Welt kommunizieren kann.“

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