Verdens hotteste computerlaboratorium

En halv verden væk fra Seattles og Puget Sounds rolige skønhed er der et laboratorium, hvor softwaredrømme går i opfyldelse. Hos Microsoft Research Asia er ønsket om at få succes lige så intens som trafikken, der brøler ved hoveddøren i uhæmmet, kaotisk raseri. Hvis Microsofts andre faciliteter rundt om på kloden virker idylliske, er denne i Beijing, Kina, ren gade. Nærliggende højhuse konkurrerer med skorstene om skylines overherredømme. Nedslidte bygninger ligger ved siden af ​​travle forbrugerelektronikmarkeder og Beijing Satellite Manufacturing Factory, hvor Kina udfører sin rumfartsforskning. Microsofts mantra: arbejde hårdt for at komme ind ad døren; arbejde hårdere for at overleve; så arbejd endnu hårdere, fordi det virkelige arbejde - det af en verdensleder inden for informationsteknologi - lige er begyndt.

Hvis du finder det svært at roote til Microsoft, har du aldrig mødt Harry Shum. Beijing-laboratoriets administrerende direktør er hjertelig, engagerende og overraskende ung - i 30'erne. Det her er en ny form for fremstilling i Kina, siger han og venter udenfor sit kontor med et smil. Ikke kun sko, sokker, barnevogne. Nu fremstiller vi MIT-studerende, papirer og software. Shums mangeårige kollega Hongjiang Zhang går forbi, men stopper for at være enig: Det er et andet niveau af Made in China,' siger han. Zhang, der er lidt ældre end Shum og mere reserveret, leder laboratoriets Advanced Technology Center, en division, der blev lanceret sidst sidste år for at accelerere nye teknologier ind i Microsofts produktpipeline.

Sammen leder Shum og Zhang en organisation, der ligner et typisk virksomhedslaboratorium, men føles som en startup. På trods af alle dets aflukke og computere er laboratoriet fyldt med entusiasme; dens energi kommer af alle ting fra studerende. Kom ind når som helst, og du vil finde snesevis af dem - laboratoriet understøtter omkring 200 praktikanter til enhver tid, de fleste fra lokale universiteter - værktøj væk på projekter overvåget i fællesskab af Microsoft-ledere. Tilføj summen af ​​mandarin-samtaler, vinduesudsigten over Beijings spredning og den altid tilstedeværende antydning af cigaretrøg, og du bliver konstant mindet om: du er ikke længere i virksomhedens USA.

Selvom de driver laboratoriet, er Shum og Zhang i deres hjerte stadig forskere. De roamer op og ned ad store gange af arbejdsstationer og viser deres seneste demoer frem som stolte forældre. Shum stopper ved skrivebordet til en ung kvinde, som han kalder den største studerende i datalogi ved Tsinghua University, en af ​​Kinas bedste ingeniørskoler. På hendes skærm er der stadig billeder af et vandfald, regn på en sø og græsstrå.

Med et klik med musen bliver scenerne levende. Vand vælter og sprøjter over vandfaldene, regndråber vælter på overfladen, og græs bølger i vinden. Computeren genererer animationen på stedet: Software har gennemsøgt videoer for at finde statistiske spor om, hvordan vand og græs bevæger sig og anvendt lektionerne på de statiske billeder.

Det er alt sammen en del af laboratoriets ambition om at lede verden i at gøre computere interaktive, underholdende og i sidste ende mere nyttige. Andre demoer inkluderer komprimeringsalgoritmer, der gemmer rige billeder ved hjælp af relativt få digitale bits; computersynssoftware, der sporer og genkender menneskelige ansigter; en naturligt klingende talesynthesizer; og brugergrænseflader, der fanger håndskrift digitalt (se Microsofts magiske pen , BØRN maj 2004) . De laver virkelig førsteklasses forskning, siger Victor Zue, meddirektør for MIT's Computer Science and Artificial Intelligence Laboratory og medlem af Beijing-laboratoriets tekniske rådgivende udvalg. Og Raj Reddy, en kendt ekspert i menneske-computer-interaktion ved Carnegie Mellon University, kalder laboratoriets lederskab og talentpulje fremragende.

Med 150 fuldtidsforskere og mere end $80 millioner fra moderselskabet siden åbningen i 1998 er Microsoft Research Asia blevet et kraftcenter inden for infoteknologisk R&D. Langt hurtigere end selv Microsofts topchef forventede, påvirker forskningsudposten i Beijing virksomhedens globale forretning. Mere end 70 teknologier, det udviklede, bruges allerede i Microsoft-produkter, herunder software til Windows-operativsystemer og grafikpakker til Xbox-videospil. Mere af laboratoriets seneste software er planlagt til den næste version af Windows (kodenavnet Longhorn), som udkommer i 2006.

Beijing-laboratoriet er en vigtig del af Microsofts indsats for at sikre sin globale fremtid gennem forskning. Det er interessant, hvor meget af den forskning, der er rettet mod den asiatiske markedsplads, viser sig at være generelt anvendelig, siger Rick Rashid, senior vicepræsident for Microsoft Research, som udover hovedfaciliteten i Redmond, WA, også driver laboratorier i San Francisco, Mountain View, CA og Cambridge, England. De vil ofte angribe et problem anderledes end hvad der ville ske i Europa eller USA, fordi de kommer fra et andet perspektiv. De finder ofte løsninger, der er anderledes, og i nogle tilfælde viser forskellige sig at være bedre.

Har Bill Gates så fundet ud af Kina? Microsofts formand går ikke så langt, og hans virksomhed er ikke den eneste infotech-gigant, der åbner et forskningslaboratorium i Kina (se Andre amerikanske Corporate Infotech Labs i Kina nedenfor). Men han lyser op, når snakken drejer sig om hans Beijing-bonanza. Når du starter et laboratorium, skal du sige: Okay, om fem år vil vi have dig til at bidrage,' fortalte Gates Teknologigennemgang . Disse fyre - ni måneder efter de startede - havde disse videokomprimeringsresultater. Den slags resultater adskiller allerede Microsoft-laboratoriet fra dets konkurrenter, hvilket gør det til et casestudie inden for global innovation. Folk bør være opmærksomme på Kina, siger Gates. Det er et fænomen i enhver henseende.

ANDRE US CORPORATE INFOTECH LABS I KINA
Organisation	Etableret	By	Fremragende teknologier
IBM China Research Laboratory	nitten femoghalvfems	Beijing	Talegrænseflader til telefoner, maskinoversættelse, mobile enheder, e-handel
Intel China Research Center	1998	Beijing	Talegenkendelse med visuelle signaler, maskinoversættelse, maskinlæring, avancerede softwarekompilere
Bell Labs Research Kina	2000	Beijing	Datanetværk, kommunikation, optik
Motorola Kina Forskningscenter	2000	Shanghai	Tale- og håndskriftsgenkendelse, behandling af naturligt sprog, behandling af internetdata

Udyr fra østen

Harry Shum er sulten. Hele hans laboratorium er sultent. Over en serveret frokost med nudler og fisk på hans kontor i Beijing forklarer Shum, hvad der driver hans personale. Vi startede fra ingenting. Hele laboratoriet voksede fra dette rum. Så jeg omarrangerer ikke noget, joker han, som om feng shui ville have betydning for verdens største softwarevirksomhed. Men for bare ti år siden var området omkring laboratoriet landbrugsjord. I dag indtager Microsoft Research Asia halvanden stor etage i en seks-etagers kontorbygning med en futuristisk lobby med glasfront. Laboratoriet er kommet til at symbolisere en by midt i en højteknologisk revolution.

Shum selv er en levende blanding af øst og vest. Hans engelsk er accent, men meget klart. Født og opvokset i nærheden af ​​Shanghai, udførte han sit kandidatarbejde ved Carnegie Mellon University (han siger, at han stadig er en die-hard Pittsburgh Steelers-fan) og sluttede sig til Microsoft Research i Redmond i 1996. Der blev han en af ​​virksomhedens stigende stjerner og skabte realistiske 3D-grafik og virtuelle miljøer ved hjælp af principper lånt fra computervision.

To år senere kom muligheden: Microsoft startede et laboratorium i Kina. Målet var at udnytte landets enorme talentmasse af studerende og videnskabsmænd, inklusive mange, der var emigreret til andre lande, men som kunne blive lokket tilbage til deres fødeland. Og at være i stand til at udforske en markedsplads med en milliard mennesker i en hastigt industrialiserende økonomi kunne heller ikke skade. Til at lede anklagen hentede Microsoft Kai-Fu Lee, en velkendt tale- og multimedieekspert fra Apple Computer og Silicon Graphics . Shum husker godt dagen. Kai-Fu kom ind på mit kontor og sagde: Jeg flytter til Beijing, og jeg tager ikke af sted uden dig, siger han.

Grafikgiganter

Baining Guo ønsker mindre snak og mere handling. Guo, en tidligere Intel-forsker og nu Microsoft Research Asias grafiske forskningschef, sidder ikke til interviews. Han laver ikke chit-chat. Uanset om slutproduktet er et videospil, en pauseskærm eller en personlig tegneserie gengivet fra et fotografi, siger han, er grafik en bundlinjeforretning: enten ser det godt ud, eller også gør det ikke. Hans gruppe består af 12 ansatte forskere og i øjeblikket 18 studerende; for at undersøge deres seneste resultater, går han ned ad gangen til det åbne område, hvor de alle arbejder.

Et presserende problem i grafik - et af laboratoriets iøjnefaldende områder - er at få computere til at animere fotorealistiske menneskeansigter. I nutidens videospil ser karakterernes udtryk falske ud, siger Guo. Deres ansigter bevæger sig ikke troværdigt eller naturligt. Det er for eksempel et hårdt problem at få rynkerne omkring øjnene og panden til at se rigtigt ud ved hjælp af konventionelle teknikker, der blot ændrer og strækker et billedes funktioner.

Guos team demonstrerer en banebrydende løsning. Først tager de omkring ti stillbilleder af en mands ansigt, der hver fanger et forskelligt udtryk: løftede øjenbryn, næse, griner, grimaserer og så videre. Derefter, ved at opdele ansigtet i 14 områder og mere end 100 punkter - øjenlåg, spidser af øjenbryn, læbehjørner - blander deres software forskellige kombinationer af billederne for at skabe mere naturlige simuleringer af nye udtryk. Softwaren modulerer også billedet fra et udtryk til et andet over et par sekunder. Resultatet: mandens ansigt går fra at se overrasket ud til at se væmmet ud på en realistisk måde, rynker og det hele.

I modsætning til de teknikker, der bruges i computeranimerede film som f.eks Toy Story , kræver Beijing-forskernes tilgang ingen manuel tegning af rammer. Det betyder, at det kan bruges i et videospil til at generere realistisk udseende ansigter i farten. Med en vis ekstra konfiguration kan den også kortlægge udtryk fra en brugers ansigt til en virtuel karakters for at skabe en personlig avatar til et rollespil. Desuden kan billeder af berømtheder animeres eller genoplives. Vi kunne få Albert Einstein til at sige: 'Jeg elsker Windows,' siger Guo. Hans hold jagter dog et højere mål, der i sidste ende kan transformere filmproduktion: software, der genererer fotorealistiske virtuelle skuespillere i realtid.

Den form for forpligtelse til mere grundlæggende datalogisk forskning har givet laboratoriet respekt fra det akademiske samfund. Microsoft Research er langt den største bidragyder til grafik i erhvervslivet. Det er et kraftcenter, siger Paul Debevec, en grafikekspert ved University of Southern California's Institute for Creative Technologies. Især Beijing-laboratoriet har opnået nogle fantastiske resultater, tilføjer han. Det er ikke bare, hvordan kan vi lave en bedre Xbox?'

Men faktisk er en bedre Xbox i sidste ende en del af laboratoriets mission. Påmindelser om, at dette er en forretning, ikke en forskeres legeplads, er aldrig langt væk. I en tilstødende entre er et stort hjørnerum pudset over vinduerne med uigennemsigtige ark papir. Skiltet på den låste dør lyder: Xbox: Fortroligt. Guo må ikke tale om, hvad der foregår indeni. Nogle af vores bedste mennesker arbejder derinde, er alt, hvad han vil sige.

Masters of Multimedia

Eric Chang er en talesultan. Han taler hurtigt, stiller mange spørgsmål og ser ud til at vide, hvad du vil sige, før du siger det. Det er lidt nervepirrende i starten, men i betragtning af hans kandidatuddannelse i talegenkendelse på MIT, giver det mening. Og da computertastaturer har problemer med at rumme asiatiske sprog - tusindvis af tegn, i modsætning til et par dusin bogstaver - er en del af motivationen for Changs talegruppe i Beijing at udvikle bedre grænseflader til asiatiske brugere. Talebaserede systemer er en del af Microsofts plan for at give legioner af kinesere, for det første, mulighed for at få adgang til information og kommunikere mere effektivt.

Chang går ind på kontoret til en ung forsker, Min Chu, og beder hende om at fyre op for tekst-til-tale-demoen. Chu skriver en sætning på kinesisk, men drysset med engelske ord, som det er almindeligt i tekniske passager og diskussioner. Efter et par sekunder genererer computeren en naturligt klingende kvindestemme, som lyder perfekt tosproget, da den gentager den maskinskrevne sætning over højttalere på skrivebordet.

Tricket er at få bøjningerne, timingen og overgangene fra ord til ord til at lyde helt rigtigt - og ikke som en robot monotone. I modsætning til andre talesynthesizere opdeler Chang og Chus software tekst i bidder af forskellig størrelse - fonemer, stavelser eller hele ord - og bruger en database med mere end 10.000 talte sætninger til at vælge og sammensætte de rigtige lyde. Denne tosprogede synthesizer er virkelig hoved og skuldre over alt, hvad jeg har hørt, siger MITs Zue, en ekspert i talte sprogsystemer.

Det er et eksempel på, hvordan laboratoriets kulturelle perspektiv har været medvirkende til at løse problemer. Det første mål med projektet var at skabe en mandarin talesynthesizer til det kinesiske marked. I 2001 havde vi vores første Bill G.’ anmeldelse, siger Chang. Han sagde: Det er godt, men jeg forstår ikke kinesisk.’ Den reaktion fra Microsofts formand motiverede Changs gruppe til at anvende de samme matematiske modeller på engelsk. Fordi tonehøjde betyder så meget på mandarin - en subtil toneændring er alt, der adskiller ordet for mor fra ordet for hest - systemet var også bedre i stand til at fange bøjningerne af engelsk og andre sprog. Forvent at se denne stemmesyntesesoftware på markedet i løbet af de næste par år, siger Chang, som for nylig blev assisterende administrerende direktør for laboratoriets Advanced Technology Center.

Beijing-laboratoriet hjælper også Microsoft med at forstå den asiatiske markedsplads i mere umiddelbare forbrugerområder, såsom multimediekommunikation over mobile enheder. I forvejen er der mere end 240 millioner mobiltelefonbrugere alene i Kina. De har en tendens til at opdatere deres tjenester oftere end amerikanske brugere og er generelt mere interesserede i gadgets, siger Shipeng Li, leder af laboratoriets internetmediegruppe og en anden tidligere Sarnoff-forsker. Her er det ligesom mode, siger han.

Den stilfulde afslappede Li bærer jeans og fremstår som mere tilbagelænet end andre forskere. Hans gruppe handler om glat-glat video, altså. I det næste rum har en af ​​Lis 20 elever sat en demo op af et af verdens første videokonferencesystemer, der kører på en håndholdt computer. Eleven tager den håndholdte op - som rummer et videokamera, mikrofon, trådløs forbindelse og datakommunikationssoftware - og taler ind i den. Hans ansigt dukker op på skærmen på en stationær computer i nærheden, som er udstyret på samme måde. Videoen er kodet med 10 billeder i sekundet, nok til at se nogenlunde glat ud, med en lydforsinkelse på omkring et halvt sekund, mens forskerne taler frem og tilbage. Selvom kvaliteten er lavere end normal video, siger Li, er den stadig langt højere end eksisterende håndholdte teknologier.

Det vigtigste fremskridt: software, der kører på hver brugers computer, overvåger datakanalforhold, tager højde for, hvilke slags enheder der bruges, og komprimerer effektivt videostrømmen, så der skal sendes færre bits. Omkring 50.000 brugere har downloadet den seneste prototypeversion af softwaren fra Microsofts hjemmeside. Hvis transmissionsforsinkelser kan reduceres, siger Li, bør håndholdte videotelefoner tage fart på det asiatiske marked inden for tre år.

Men der er også ansøgninger på kortere sigt. Tag webdownloads af multimediefiler. Forskere i Lis gruppe er ved at udvikle måder at kode video på, så den kan sendes til dit skrivebord uden de pauser, overspring og afbrydelser, der er alt for almindelige med nutidens internetlinks. Lis system gør dette ved at tilpasse sig dataforbindelsens betingelser.

Li anvender en simpel analogi til at forklare Microsofts fremskridt. Forestil dig medieindhold som fragt, der skal transporteres, siger han. I stedet for dagens strategi med at sende den i en stor lastbil, som kan sidde fast i en trafikprop, sender Lis team den i stykker i mindre køretøjer, hvilket giver højere prioritet til de dele, der på forhånd er identificeret som værende særligt vigtige. Selvom nogle stykker sætter sig fast eller går tabt, kommer i gennemsnit de vigtigste - dem, der beskriver den grundlæggende billedstruktur, og hvordan den ændrer sig - igennem.

Slutresultatet er jævnere, mere pålidelige videodownloads. Ved hjælp af teknologien afspiller Li en video af sangerinden Christina Aguilera; lige ved siden af ​​afspiller han den samme video på Microsofts nuværende medieafspiller. Den nye version er mindre ryk og springer ikke over. Faktisk, siger Li, vil den næste udgivelse af Microsofts medieafspiller inkorporere denne glatte ordning, takket være Beijing-laboratoriet.

Gates-dynastiet?

På den anden side af laboratoriet fra Lis demo truer et hav af rsums med at opsluge Hongjiang Zhangs skrivebord. Faktisk er 10.000 af dem ankommet på seks måneder, siger han, som ansøgning om personaleåbninger i det nye avancerede teknologicenter, han er blevet opfordret til at drive. For at hjælpe med at screene angrebet af ansøgere har Zhangs team tyet til at administrere skriftlige eksamener i 11 byer rundt om i Kina. Den største udfordring er mennesker, siger Zhang. Vi skal få den rigtige blanding af partnerskab, kammeratskab og lederskab.

Advanced Technology Center, der er markeret med et skilt med fede bogstaver, udvider sig hurtigt med et personale, der voksede fra 20 i vinter til 70 ved foråret. Det repræsenterer det næste skridt for laboratoriet, hvor Beijings forskningsresultater vil blive mere direkte overført til produkter. Målet: at fremskynde processen med at føre ny teknologi tilbage til moderskibet.

Centret er Zhangs baby. Som forsker skabte Zhang software, der kiggede på billeder og kunne identificere, hvilke der var visuelt interessante, og som ikke var nyttige til automatisk videoredigering. Nu, hvor han efterlader forskningen, ser han på det større billede af laboratoriet og forsøger at identificere de teknologier, der er mest lovende for Microsofts produktgrupper. Hvad er afkastet af at investere tungt i langsigtet forskning? han spørger. Centrets mission er at besvare det spørgsmål.

Zhang afslører et strejf af nostalgi, da han diskuterer centret, som blev lanceret i november 2003 ved femårsdagen for Microsoft Research Asias åbning. Ved ceremonien fortæller han, at virksomhedens forskningschef, Rick Rashid, fortalte om laboratoriets resultater og lykønskede dets ledere af hjertet foran Microsofts højerestående. Da vi kiggede rundt i lokalet, fik vi tårer i øjnene, siger Zhang. Vi tænkte: Dette er en drøm, der går i opfyldelse. Vi skrev historie.'

Men nu, siger Zhang, er det tid til at begynde at skabe virksomhedens fremtid ved at udvikle nye produkter, der vil blive brugt af et bredere stykke af samfundet. I stedet for at sende forskningsledere på tværs af Stillehavet for at mødes med produktfolk - en proces, som Zhang siger, ikke vil opskalere - vil Advanced Technology Centers personale udføre indledende produktudvikling i Beijing. Deres nærhed til forskerholdene vil gøre det lettere at afgøre, hvilke teknologier der er klar til produkter. Samtidig vil de besøge Redmond regelmæssigt og holde sig tæt nok på produktteams, så de kan rådgive forskere om problemer i den virkelige verden. Det er en måde, hvorpå forskning kan skabe værdi for virksomheden, siger Henry Chesbrough, ekspert i teknologistrategi og ledelse ved University of California, Berkeley.

Spørgsmålet for Microsoft er, om laboratoriet i Beijing kan holde sine tætte forskere fokuseret på langsigtede problemstillinger, mens de samtidig accelererer kortsigtede produktudviklingsplaner. Ingen tror, ​​at denne balancegang bliver let. En del af prisen, du betaler, er, at folk begynder at bede dig om lavthængende frugt, siger MITs Zue. Din succes kan nemt blive til en forbandelse, hvis alle beder dig om noget, de har brug for seks måneder fra nu.

Hvis dette var USA, kunne det være den mest skræmmende udfordring, som laboratoriet stod over for. Men dette er Kina. For at forblive produktiv skal Microsoft Research Asia også pleje sit forhold til embedsmænd og akademikere, så det gavner ikke kun Microsoft, men også dets værtsland. Deri ligger en kilde til spænding. Lokale kandidatstuderende siger, at det er deres drøm at arbejde for Microsoft. Men gå højere op i den kinesiske akademies rækker, og der tales om en mørk side. Det er en skam, at regeringen og universitetsmyndighederne tillader sådan et spild af talent, siger Hongfei Wang, professor ved Det Kinesiske Videnskabsakademis Institut for Kemi. Disse stakkels kandidatstuderende har faktisk ikke bedre valg. Men ved at arbejde på virksomhedsprojekter formindskes deres mulighed for intellektuel vækst stærkt.

Faktisk kan Microsofts arv i Kina i sidste ende afhænge af, om det firma, Bill byggede, er i stand til at øge mulighederne for kinesiske borgere generelt. Styrkelse af uddannelsessystemet, teknisk træning til unge mennesker, fremme af lokale softwarevirksomheder og fremme af økonomisk vækst er en god start og smart forretning - for det, der en dag kan kaldes Gates-dynastiet.

Efter endnu en lang arbejdsdag sætter Harry Shum sig ind i en firmabil, der vil tage ham hjem til en underafdeling i udkanten af ​​Beijing. Laboratoriets administrerende direktør tjekker sin e-mail på en trådløs håndholdt og bruger den derefter til at ringe hjem. Han møder sin familie til middag; det vil være den første nat i en måned, hvor han ikke har arbejdet sent. Beijing er fredeligt om natten, stille. Men tingene ændrer sig hurtigt. Denne motorvej var her ikke engang for fem år siden, siger Shum. Mens han kigger ned ad denne nye vej, tænker han allerede på morgendagen, kæmper mod trafikken i sit sind og finder ud af, hvordan han kan tage sit laboratorium til næste niveau.

skjule