Varför sänkte HALs röst när han kopplades ur?

Den bästa orsaken är inte i universum, men tittarvers: Det ljud som en skiva eller band gör när de spelas för långsamt, med bruten utrustning, var bekant och hade en omedelbar konnotation av "fel" till publiken när filmen gjordes . De publiken hade inte exponering för det ljud som klipning eller buffertproblem skulle orsaka, vilket är det som förmodligen skulle användas idag (vilket skulle vara lika irrelevant för problemet i universum!)

Det är en fråga om "hur översätter du något som inte existerar i någonting publiken kommer att förstå?" Jag tror att det är skilt från en "out of universe" förklaring eftersom det talar om översättningsskiktet mellan universum.

En minskning av ljudklockans hastighet kan orsaka långsam uppspelning som HAL: s. Det är inte en bra anledning - gowenfars svar angående konnotationer av "funktionsfel" är mycket mer meningsfullt men det skulle leda till att Samma symptom i ljuduppspelning i äkta system gamla och nya.

Ljudet är en serie lufttryckvågor; analoga ljudenheter (inklusive gramofoner, vinylposter och magnetband) reproducerar de vågornas frekvens och amplitud när mediet passerar över sensorn (nål eller magnethuvud) med en förutsägbar hastighet. Digitalt ljud är inte särskilt annorlunda, eftersom systemet laddar upp numeriska mätningar ("prover") på mikrofonpositionen över tiden för att reproducera vågorna genom en högtalare. Du kan tänka på en ljudfil i sin kärna som en serie prover och en hastighet för att reproducera dem ("samplingsfrekvens"). CD-ljud samplas på 44,1KHz , så att det reproducerar 44.100 ljudprover per sekund, medan DVD-ljud är vanligtvis < a href="http://sv.wikipedia.org/wiki/DVD-Video#Audio_data"> 48KHz eller 96KHz ; Det spelar ingen roll så länge som uppspelningshastigheten efterliknar uppspelningshastigheten. Om uppspelningsfrekvensen var hälften av vad det borde vara, skulle ljudet exempelvis ta dubbelt så lång tid att spela och låta en oktav lägre .

Till skillnad från när ljudbuffertar eller -klipp (där klockhastigheten är rätt, men nätverks- eller dekompressionshastighet orsakar brist på data), skulle en minskning av klockhastighet leda till att befintliga data matas långsammare än vanligt, vilket skulle låta lägre och långsammare exakt samma sätt som en inspelning eller tejp skulle spela om fel hastighet.

Vad skulle orsaka detta i universum? Även om de flesta moderna ljuddelsystem har sina egna kvartskristallklockor som reglerar ljudtiming kan man föreställa sig ett system som återanvänder systemets huvudklocka och, viktigare, kompenserar inte för några missade cykler . (Om du har en ingenjörsbakgrund och det här hörs, se den här artikeln där ett riktigt 1980-talchip, GIs SP0256 , kräver en ljudklockingång och författaren använder en CPU-stift för att göra det.) Ett övergripande systemavbrott med det antagandet skulle sålunda leda till att ljudsystemen spelar upp lägre och långsammare än vanligt vilket skulle låta mer eller mindre som det gör i filmen.

Jag har sett gradvis saktring av externa interaktioner i reella datorer med alltmer överbelastat minne.

HAL lider av minskad minnesstorlek. Det måste ägna mer och mer av dess processor kapacitet för att hantera minnet. Den måste komprimera och dekomprimera, flytta levande data till hög latent lagring, omorganisera block och omberäkna istället för att återanvända resultat från tidigare beräkningar. Vid något tillfälle måste det överge data som det inte kan räkna om eller på annat sätt återhämta sig. Även bestämmer vilka data som ska hållas och vad som ska överge skulle förbrukas processorns tid.

Allt detta minskar andelen processortid som är tillgänglig för att fungera.

Jag har spenderat en betydande tid på att skriva och testa minneshanteringsprogramvara, som började i slutet av 1970-talet. Datorer får inte rätt resultat under extremt minnestryck av misstag - det tar mycket arbete. HALs utvecklare kanske inte har konstruerat eller testat för de minnesstorlekar som HAL slutligen reducerades, så det skulle troligtvis vara många fel som skulle dyka upp under dessa förhållanden.

Som forskare inom artificiell intelligens, kognitiv vetenskap och robotteknik gör hur HALs tal ändras och regressar ger mycket mening. Maskinen jag använder har 1000 kärnor, och tillvägagångssättet har perceptuell och motorbearbetning fördelad såväl som högre nivå bearbetning. Förklara mer detaljerat ...

Att bygga en AI kräver många processorer, som fördelas över flera lådor med flera moduler - fortfarande idag kan de se ganska ut som skåp och styrelser som vi ser att tas bort. Funktionalitet fördelas över dessa många processorer, inklusive högre funktion (språklig, ontologisk, lärande och resonemang), långt och korttidsminne (livminne och arbetsminne) och lägre funktion (perceptuell / sensorisk motorisk förmåga).

Jag ser regelbundet filmer / animationer på datorn när det inte finns tillräckligt med CPU, tänkande / resonemang är långsam när det inte finns tillräckligt med processorer tillgängliga. Däggdjurshjärnan har svårt att flytta funktionalitet till närliggande områden, och ablationstudier har visat otrolig plastisitet och motståndskraft och förmåga att överföra funktionalitet till en relativt liten volym (jag minns studier som gick så låg som 10%). Vissa studier försöker avsiktligt förstå den mänskliga hjärnan genom att stänga av delar och vi har naturliga experiment som beror på stroke och olyckor - och nedgången och förlusten av vissa grammatiska är välkänd i mänsklig afasi (men utan att sänka tonhöjden).

Min inställning till att bygga ett AI är som HAL bygger på inlärning (som förklaras huvudsakligen i uppföljaren 2010) och psykolingvistiken visar att de första minnena är i vissa sinnen djupaste. Min slogan på 1980-talet och 1990-talet var "HAL vid 2001" - men jag fick inte den finansiering som krävdes för att uppnå det! -) Men i grunden, då visste vi redan vad man ska göra, men sedan en granskning från 1970 av amerikanska finansiering För AI-forskning och språkteknologi har finansieringen i stor utsträckning varit otillgänglig i detta område på grund av långsamma framsteg och oförmågan att leverera löften. IBMs utveckling med Big Blue och Watson visar möjligheten att spela schack eller svara på frågor finns där. Det är den typ av saker som en tvååring kan göra att datorer inte har lärt sig ännu - för att de behöver träna som en baby för att lära sig att interagera i sin sociala och fysiska miljö.

Att sänka talet ger perfekt mening. Sänkning av tonhöjd är meningsfull om talsyntes uppnås med distribuerade vågformer och på grund av oväntad förlust av bearbetningseffekt sänks syntesen av vågformen eftersom den erforderliga CPU-strömmen inte är tillgänglig men används för andra funktioner och sannolikt är utförs med juryriktade vägar och komponenter som inte är optimerade / utformade för detta ändamål.

En möjlig förklaring är att en av kretskorten som tas bort av Dave är realtidsklockan, så att HAL inte längre kan förlita sig på det och måste falla tillbaka till mindre korrekta åtgärder (dvs räkna CPU-cykler) till tiden hans tal .

(Jag vet, det här svaret är rent formodning, inte baserat på några lediga ledtrådar, men då är det också de andra svaren ...)

Förutom andra svar kan man överväga att framtida datorer är minnes- och CPU-kretsar interlaced. Det betyder att stor parallell databehandling fortsätter hela tiden.

Förresten har din hjärna ett separat minnesområde redo för att kopplas ur? Det finns programmeringsarkitekturer där datastrukturen är programmet. Det finns inget separat program och minne.

Föreställ dig nu att en del av denna beräkningskraft kommer att tas bort. Alla algoritmer som förväntar sig att det neurala nätverket stabiliseras till något tillstånd tar längre tid eftersom en del av ingångsdata saknas, slutsatserna från återstående data är mer instabila och även beräkningskapaciteten är mindre.

Det finns en potentiellt mörkare förklaring till detta som är något antydet av Richards svar om att HALs tal blir mer och mer barnsligt:

Dave utför motsvarigheten till en lobotomi - eller liknande typ av destruktiv hjärnkirurgi - på HALs hjärna: han tar bort delar av HALs hjärna gradvis medan HAL är medveten om vad som händer men inte kan ingripa och upplever effekter, i realtid, att hans handlingar har på HALs förmåga att tänka, tala och förklara. Hans tal talar följaktligen saktar - en ekvivalent av en människas långsamma, slurrade tal när de försämras.

Från informationen om Rosemary Kennedys lobotomi hittar vi via Wikipedia (varning: potentiellt störande):

"We went through the top of the head, I think she was awake. She had a mild tranquilizer. I made a surgical incision in the brain through the skull. It was near the front. It was on both sides. We just made a small incision, no more than an inch." The instrument Dr. Watts used looked like a butter knife. He swung it up and down to cut brain tissue. "We put an instrument inside," he said. As Dr. Watts cut, Dr. Freeman put questions to Rosemary. For example, he asked her to recite the Lord's Prayer or sing "God Bless America" or count backwards..... "We made an estimate on how far to cut based on how she responded." ..... When she began to become incoherent, they stopped.[15]

After the lobotomy, it quickly became apparent that the procedure was not successful. Kennedy's mental capacity diminished to that of a two-year-old child. She could not walk or speak intelligibly ...

Denna typ av tragisk berättelse har spelat ut i andra konton av misslyckade lobotomier eller experimentella hjärnoperationer utförda med en medveten patient: patientens tal blir märkbart mer nedsatt i realtid.

Ta detta som en analogi för HALs mänsklighet, eller bara en bekväm metafor om du vill, men HALs hjärna förstörs.

Med HAL sjunger ett barns sång till tragedin; vi ser plötsligt HAL hos hans mest mänskliga och sårbara.

Jag tror att svaret i universum är klart. Det är 2001: en Space Oddessy, förmodligen år 2001. De flesta rymdprogrammen tar årtionden att förbereda och lansera. Så sannolikt byggdes HAL på 80-talet. Och hans talande funktionalitet byggdes med hjälp av bandspelare, inte digitalt ljud. Jag argumenterar för att hans röst var ett komplext system av bandinspelningar som utlöstes av datorn för att simulera speach.

Talsyntes är vanligtvis en beräknad operation, sant, men de andra kommentarerna saknar punkten. Visst när du kopplar bort bearbetningsenheterna blir HALs röst långsammare, men om du analyserar vad Dave faktiskt avbryter blir det lite tydligare.

HAL 9000 är inte ett enda system, det är ett distribuerat nodsystem med uppsägningar. När Dave kopplar bort bearbetningsenheterna, har HAL mindre och mindre marginaltid för de viktiga sakerna (livsstöd, skepps underhåll) och är tvungen att driva talssyntes och sammanhang som bakgrundsjobb. Dave ger i grund och botten HAL en lobotomi. Så småningom kan systemet inte hålla HAL från att prata en takt som skulle vara lämplig och saktar ner sin röst, varför? Eftersom hans talgenerator inte bara gör text-till-tal, utan också måste göra kognitiv bearbetning för att hålla Turing fullständigt konversation.

När HAL saktar ner, har det att göra med att HAL inte kan komma med en ordentlig mening om det är hårda realtidsfrister och måste kompensera. IBM utformade HAL på ett sådant sätt att även i händelse av katastrofala fel på många moduler skulle HAL fortfarande vara förståeligt. Det finns ingen buffert under körsituation (Tänk på att en cd upprepas när överhopp misslyckas) eftersom IBM har beaktat detta och skapar en mekanism för att dölja den.

Detta kommer i form av att sakta ner syntesen. Detta ger processorn mer tid att komma med nästa ord för meningen eftersom varje ord tar längre tid att uttala. Människor gör det hela tiden. Snarare än att säga ensamma ord med stora andningsutrymmen i mellan dem sänker vi tempot för att hålla oss läsbara. Men så småningom finns det helt enkelt inte tillräckligt med minne kvar / inte tillräckligt med CPU-tid i HALs processorer för att hålla en läsbar mening tillsammans. Det här är när han slutar sjunga.

IBM vid tidpunkten för filmen gjorde huvudramar, och varje enskild bearbetningsuppgift hade egen maskinvara. Det är därför voice synthen aldrig stannar trots att HAL inte kan framhäva sammanhängande meningar och orter att sjunga. Dave kopplade bort huvudprocessorer, inte specialsprogprocessorn Jag är nästan säker på att IBM skulle ha gjort i hårdvaru snarare än att köra som en mjukvara.