Il laboratorio di informatica più caldo del mondo

A mezzo mondo di distanza dalla calma bellezza di Seattle e Puget Sound, c'è un laboratorio in cui i sogni del software diventano realtà. In Microsoft Research Asia, la spinta al successo è intensa quanto il traffico che ruggisce davanti alla porta d'ingresso con furia sfrenata e caotica. Se le altre strutture di Microsoft nel mondo sembrano idilliache, questa a Pechino, in Cina, è pura strada. I grattacieli vicini competono con le ciminiere per la supremazia sullo skyline. Edifici fatiscenti si trovano accanto ai vivaci mercati dell'elettronica di consumo e alla Beijing Satellite Manufacturing Factory, dove la Cina conduce le sue ricerche sui voli spaziali. Il mantra di Microsoft: lavorare sodo per entrare nella porta; lavorare di più per sopravvivere; poi lavorare ancora di più perché il vero lavoro, quello di un leader mondiale della tecnologia dell'informazione, è solo all'inizio.

Se trovi difficile eseguire il root per Microsoft, non hai mai incontrato Harry Shum. L'amministratore delegato del laboratorio di Pechino è cordiale, coinvolgente e sorprendentemente giovane sulla trentina. Questo è un nuovo tipo di produzione in Cina, dice, aspettando fuori dal suo ufficio con un sorriso. Non solo scarpe, calzini, passeggini. Ora produciamo studenti, documenti e software del MIT. Il collega di lunga data di Shum, Hongjiang Zhang, sta passando ma si ferma per concordare: è un altro livello di Made in China', afferma. Zhang, che è un po' più vecchio di Shum e più riservato, è a capo dell'Advanced Technology Center del laboratorio, una divisione lanciata alla fine dello scorso anno per accelerare le nuove tecnologie nella pipeline dei prodotti Microsoft.

Insieme, Shum e Zhang guidano un'organizzazione che sembra un tipico laboratorio aziendale ma sente come una startup. Nonostante tutti i suoi cubicoli e computer, il laboratorio trabocca di entusiasmo; la sua energia proviene, tra tutte le cose, dagli studenti. Entra a qualsiasi ora e ne troverai decine: il laboratorio supporta circa 200 stagisti in qualsiasi momento, la maggior parte delle università locali, che lavorano su progetti supervisionati congiuntamente dai manager Microsoft. Aggiungi il brusio delle conversazioni in mandarino, le viste dalla finestra sullo sprawl di Pechino e il sempre presente accenno di fumo di sigaretta, e ti viene costantemente ricordato: non sei più negli Stati Uniti aziendali.

Sebbene dirigano il laboratorio, Shum e Zhang sono ancora ricercatori nel cuore. Vagando su e giù per vasti corridoi di workstation, mostrano le loro ultime demo come genitori orgogliosi. Shum si ferma alla scrivania di una giovane donna che chiama la studentessa numero uno in informatica alla Tsinghua University, una delle migliori scuole di ingegneria della Cina. Sul suo schermo ci sono ancora le foto di una cascata, la pioggia su un lago e fili d'erba.

Con un clic del mouse, le scene prendono vita. L'acqua cade e schizza sulle cascate, le gocce di pioggia cadono sulla superficie e l'erba ondeggia nella brezza. Il computer sta generando l'animazione sul posto: il software ha setacciato i video alla ricerca di indizi statistici su come si muovono l'acqua e l'erba e ha applicato le lezioni alle immagini statiche.

Fa tutto parte dell'ambizione del laboratorio di guidare il mondo nel rendere i computer interattivi, divertenti e, in definitiva, più utili. Altre demo includono algoritmi di compressione che memorizzano immagini ricche utilizzando relativamente pochi bit digitali; software di visione artificiale che traccia e riconosce i volti umani; un sintetizzatore vocale dal suono naturale; e interfacce utente che acquisiscono digitalmente la scrittura a mano (vedere La penna magica di Microsoft , BAMBINI maggio 2004) . Stanno facendo ricerche davvero di prima classe, afferma Victor Zue, condirettore del Computer Science and Artificial Intelligence Laboratory del MIT e membro del comitato consultivo tecnico del laboratorio di Pechino. E Raj Reddy, un rinomato esperto di interazione uomo-computer presso la Carnegie Mellon University, definisce eccezionale la leadership e il pool di talenti del laboratorio.

Infatti, con 150 ricercatori a tempo pieno e più di 80 milioni di dollari dalla sua società madre dall'apertura nel 1998, Microsoft Research Asia è diventata una centrale di ricerca e sviluppo nel settore dell'infotech. Molto più velocemente di quanto previsto anche dai vertici di Microsoft, l'avamposto di ricerca di Pechino sta influenzando il business globale dell'azienda. Più di 70 tecnologie sviluppate sono già utilizzate nei prodotti Microsoft, inclusi software per sistemi operativi Windows e pacchetti grafici per videogiochi Xbox. La maggior parte del software più recente del laboratorio è prevista per la prossima versione di Windows (nome in codice Longhorn), in uscita nel 2006.

Il laboratorio di Pechino è una parte fondamentale dello sforzo di Microsoft per garantire il suo futuro globale attraverso la ricerca. È interessante come gran parte della ricerca diretta al mercato asiatico si riveli essere generalmente applicabile, afferma Rick Rashid, vicepresidente senior di Microsoft Research, che oltre alla sua struttura principale a Redmond, WA, gestisce anche laboratori a San Francisco, Mountain View, CA e Cambridge, Inghilterra. Spesso attaccheranno un problema in modo diverso da quello che accadrebbe in Europa o negli Stati Uniti, perché provengono da una prospettiva diversa. Spesso trovano soluzioni diverse e in alcuni casi diverse si rivelano migliori.

Quindi Bill Gates ha capito la Cina? Il presidente di Microsoft non va così lontano e la sua azienda non è l'unico gigante dell'infotech ad aprire un laboratorio di ricerca in Cina (vedi Altri U.S. Corporate Infotech Labs in Cina, di seguito). Ma si illumina quando si parla della sua fortuna a Pechino. Quando avvii un laboratorio, dovresti dire: 'Ok, tra cinque anni vogliamo che tu contribuisca', ha detto Gates Revisione della tecnologia . Questi ragazzi, nove mesi dopo aver iniziato, avevano questi risultati di compressione video. Questi tipi di risultati stanno già distinguendo il laboratorio Microsoft dai suoi concorrenti, rendendolo un caso di studio nell'innovazione globale. La gente dovrebbe prestare attenzione alla Cina, dice Gates. È un fenomeno a tutti gli effetti.

ALTRI LABORATORI INFOTECH AZIENDALI DEGLI STATI UNITI IN CINA
Organizzazione	Stabilito	Città	Tecnologie straordinarie
Laboratorio di ricerca IBM Cina	Millenovecentonovantacinque	Pechino	Interfacce vocali per telefoni, traduzione automatica, dispositivi mobili, e-commerce
Intel China Research Center	1998	Pechino	Riconoscimento vocale con segnali visivi, traduzione automatica, apprendimento automatico, compilatori software avanzati
Bell Labs Research China	2000	Pechino	Reti dati, comunicazioni, ottica
Motorola China Research Center	2000	Shanghai	Riconoscimento vocale e della scrittura, elaborazione del linguaggio naturale, elaborazione dei dati su Internet

Bestia dall'est

Harry Shum ha fame. Tutto il suo laboratorio è affamato. Durante un pranzo a base di noodle e pesce nel suo ufficio di Pechino, Shum spiega cosa spinge il suo staff. Siamo partiti dal nulla. L'intero laboratorio è cresciuto da questa stanza. Quindi non riordino nulla, scherza, come se il feng shui fosse importante per la più grande azienda di software del mondo. Ma solo dieci anni fa, l'area intorno al laboratorio era un terreno agricolo. Oggi, Microsoft Research Asia occupa un piano e mezzo di grandi dimensioni in un edificio per uffici di sei piani con una futuristica hall con facciata in vetro. Il laboratorio è diventato il simbolo di una città nel bel mezzo di una rivoluzione high-tech.

Shum stesso è un vibrante mix di Oriente e Occidente. Il suo inglese è accentato ma molto chiaro. Nato e cresciuto vicino a Shanghai, si è laureato alla Carnegie Mellon University (dice di essere ancora un fan sfegatato dei Pittsburgh Steelers) ed è entrato a far parte di Microsoft Research a Redmond nel 1996. Lì, è diventato una delle stelle nascenti dell'azienda, creando creazioni realistiche Grafica 3D e ambienti virtuali che utilizzano principi presi in prestito dalla computer vision.

Due anni dopo è arrivata l'opportunità: Microsoft stava avviando un laboratorio in Cina. L'obiettivo era quello di attingere all'immenso pool di talenti del paese di studenti e scienziati, compresi molti che erano emigrati in altri paesi ma potevano essere attirati nella loro terra natale. E anche essere in grado di esplorare un mercato di un miliardo di persone in un'economia in rapida industrializzazione non poteva far male. Per guidare la carica, Microsoft ha portato Kai-Fu Lee, un noto esperto di discorsi e multimedia di Apple Computer e Silicon Graphics . Shum ricorda bene la giornata. Kai-Fu è entrato nel mio ufficio e ha detto, mi trasferisco a Pechino e non me ne vado senza di te', dice.

Giganti della grafica

Baining Guo vuole meno chiacchiere e più azione. Guo, un ex ricercatore Intel e ora responsabile della ricerca grafica di Microsoft Research Asia, non si siede per le interviste. Non fa chiacchiere. Che il prodotto finale sia un videogioco, uno screen saver o un cartone animato personalizzato reso da una fotografia, dice, la grafica è un affare di fondo: o sembra buono o non lo fa. Il suo gruppo è composto da 12 ricercatori del personale e, attualmente, 18 studenti; per esaminare i loro ultimi risultati, cammina lungo il corridoio fino all'area aperta dove lavorano tutti.

Un problema urgente nella grafica, una delle aree di spicco del laboratorio, è far sì che i computer animino volti umani fotorealistici. Nei videogiochi di oggi, le espressioni dei personaggi sembrano false, dice Guo. I loro volti non si muovono in modo credibile o naturale. È un problema difficile, ad esempio, far sembrare le rughe intorno agli occhi e sulla fronte usando tecniche convenzionali che semplicemente trasformano e allungano le caratteristiche di un'immagine.

Il team di Guo dimostra una soluzione all'avanguardia. Per prima cosa scattano una decina di foto del viso di un uomo, ognuna delle quali cattura un'espressione diversa: sopracciglia alzate, naso arricciato, risate, smorfie e così via. Quindi, dividendo il viso in 14 regioni e più di 100 punti caratteristici - palpebre, punte delle sopracciglia, angoli delle labbra - il loro software fonde diverse combinazioni delle foto per creare simulazioni più naturali di nuove espressioni. Il software modula anche l'immagine da un'espressione all'altra in pochi secondi. Il risultato: il viso dell'uomo passa dall'aspetto sorpreso all'aspetto disgustato in modo realistico, rughe e tutto il resto.

A differenza delle tecniche utilizzate nei film di animazione al computer come Toy Story , l'approccio dei ricercatori di Pechino non richiede il disegno manuale di cornici. Ciò significa che potrebbe essere utilizzato in un videogioco per generare al volo volti dall'aspetto realistico. Con qualche configurazione aggiuntiva, potrebbe anche mappare le espressioni dal viso di un utente a quello di un personaggio virtuale per creare un avatar personalizzato per un gioco di ruolo. Inoltre, le foto delle celebrità potrebbero essere animate o rianimate. Potremmo far dire ad Albert Einstein, io amo Windows,' Guo impassibile. Il suo team, tuttavia, sta inseguendo un obiettivo più alto che potrebbe trasformare in definitiva il cinema: un software che genera attori virtuali fotorealistici in tempo reale.

Questo tipo di impegno per la ricerca informatica più fondamentale ha guadagnato al laboratorio il rispetto della comunità accademica. Microsoft Research è di gran lunga il maggior contributore alla grafica nel mondo aziendale. È una centrale elettrica, afferma Paul Debevec, esperto di grafica presso l'Institute for Creative Technologies della University of Southern California. Il laboratorio di Pechino, in particolare, ha ottenuto risultati sorprendenti, aggiunge. Non è solo, come possiamo creare una Xbox migliore?'

Ma in realtà, una Xbox migliore è in definitiva parte della missione del laboratorio. I promemoria che questo è un business, non il parco giochi di un ricercatore, non sono mai lontani. In un corridoio attiguo, un grande vano d'angolo ha le finestre intonacate con fogli opachi. Il cartello sulla porta chiusa recita: Xbox: Confidential. A Guo non è permesso parlare di quello che sta succedendo dentro. Alcune delle nostre migliori persone lavorano lì, è tutto ciò che dirà.

Maestri di Multimedia

Eric Chang è un sultano della parola. Parla velocemente, fa molte domande e sembra sapere cosa dirai prima che tu lo dica. All'inizio è un po' snervante, ma data la sua formazione universitaria in riconoscimento vocale al MIT, ha senso. E poiché le tastiere dei computer hanno difficoltà ad accogliere le lingue asiatiche - migliaia di caratteri, in contrasto con poche dozzine di lettere - parte della motivazione per il gruppo vocale di Chang a Pechino è quella di sviluppare interfacce migliori per gli utenti asiatici. I sistemi vocali fanno parte del piano di Microsoft per consentire alle legioni di cinesi, per cominciare, di accedere alle informazioni e comunicare in modo più efficace.

Chang entra nell'ufficio di una giovane ricercatrice, Min Chu, e le chiede di avviare la demo di sintesi vocale. Chu digita una frase in cinese ma cosparsa di parole inglesi, come è comune nei passaggi tecnici e nelle discussioni. Dopo pochi secondi, il computer genera una voce femminile dal suono naturale, che suona perfettamente bilingue mentre ripete la frase digitata sugli altoparlanti sul desktop.

Il trucco è far sì che le inflessioni, i tempi e le transizioni da parola a parola suonino nel modo giusto, e non come un monotono robotico. A differenza di altri sintetizzatori vocali, il software di Chang e Chu suddivide il testo in blocchi di dimensioni diverse (fonemi, sillabe o parole intere) e utilizza un database di oltre 10.000 frasi pronunciate per selezionare e mettere insieme i suoni giusti. Questo sintetizzatore bilingue è davvero una spanna sopra qualsiasi cosa io abbia sentito, dice Zue del MIT, un esperto di sistemi di linguaggio parlato.

È un esempio di come la prospettiva culturale del laboratorio sia stata determinante nella risoluzione dei problemi. Il primo obiettivo del progetto era creare un sintetizzatore vocale mandarino per il mercato cinese. Nel 2001 abbiamo avuto la nostra prima recensione di Bill G., dice Chang. Ha detto: Va bene, ma non capisco il cinese.' Quella reazione del presidente di Microsoft ha motivato il gruppo di Chang ad applicare gli stessi modelli matematici all'inglese. Poiché il tono conta così tanto in mandarino - un sottile cambiamento di tono è tutto ciò che distingue la parola per madre dalla parola per cavallo - il sistema è stato anche in grado di catturare meglio le inflessioni dell'inglese e di altre lingue. Aspettatevi di vedere questo software di sintesi vocale sul mercato nei prossimi anni, afferma Chang, che recentemente è diventato assistente amministratore delegato dell'Advanced Technology Center del laboratorio.

Il laboratorio di Pechino sta anche aiutando Microsoft a comprendere il mercato asiatico in aree di consumo più immediate, come le comunicazioni multimediali su dispositivi mobili. Nella sola Cina ci sono già più di 240 milioni di utenti di telefoni cellulari. Tendono ad aggiornare i loro servizi più spesso degli utenti statunitensi e sono più interessati ai gadget in generale, afferma Shipeng Li, capo del gruppo di media Internet del laboratorio e un altro ex ricercatore di Sarnoff. Qui è come la moda, dice.

L'elegante Li indossa jeans e sembra più rilassato di altri ricercatori. Il suo gruppo è tutto incentrato su video fluidi, cioè. Nella stanza accanto, uno dei 20 studenti di Li ha allestito una demo di uno dei primi sistemi di videoconferenza al mondo che funziona su un computer palmare. Lo studente prende il palmare, che ospita una videocamera, un microfono, un collegamento wireless e un software di comunicazione dati, e parla al suo interno. La sua faccia appare sullo schermo di un computer desktop vicino, che è dotato in modo simile. Il video è codificato a 10 fotogrammi al secondo, abbastanza per sembrare abbastanza fluido, con un ritardo audio di circa mezzo secondo mentre i ricercatori parlano avanti e indietro. Sebbene la qualità sia inferiore a quella del video normale, afferma Li, è comunque molto superiore a quella delle tecnologie portatili esistenti.

Il vantaggio chiave: il software in esecuzione sul computer di ciascun utente monitora le condizioni del canale dati, tiene conto dei tipi di dispositivi utilizzati e comprime in modo efficiente il flusso video in modo che sia necessario inviare meno bit. Circa 50.000 utenti hanno scaricato l'ultima versione prototipo del software dal sito Web di Microsoft. Se i ritardi di trasmissione possono essere ridotti, dice Li, i videotelefoni portatili dovrebbero decollare nel mercato asiatico entro tre anni.

Ma ci sono anche applicazioni a breve termine. Effettua download Web di file multimediali. I ricercatori del gruppo di Li stanno sviluppando modi per codificare i video in modo che possano essere inviati al desktop senza le pause, i salti e i blocchi che sono fin troppo comuni con i collegamenti Internet di oggi. Il sistema Li fa questo adattandosi alle condizioni della connessione dati.

Li utilizza una semplice analogia per spiegare l'avanzata di Microsoft. Immagina i contenuti multimediali come merci da trasportare, dice. Invece della strategia odierna di inviarlo in un grosso camion, che può rimanere bloccato in un ingorgo, il team di Li lo invia a pezzi in veicoli più piccoli, dando priorità a quei pezzi identificati in anticipo come particolarmente importanti. Anche se alcuni pezzi si incastrano o si perdono, in media i più importanti, quelli che descrivono la struttura di base dell'immagine e come sta cambiando, passano.

Il risultato finale sono download di video più fluidi e affidabili. Usando la tecnologia, Li riproduce un video della cantante Christina Aguilera; proprio accanto, riproduce lo stesso video sull'attuale lettore multimediale di Microsoft. La nuova versione è meno a scatti e non salta. In effetti, afferma Li, la prossima versione del lettore multimediale di Microsoft incorporerà questo schema fluido, per gentile concessione del laboratorio di Pechino.

La dinastia Gates?

Dall'altra parte del laboratorio della demo di Li, un mare di rsum minaccia di inghiottire la scrivania di Hongjiang Zhang. Di questi, infatti, 10.000 sono arrivati ​​in sei mesi, dice, in domanda per l'apertura di personale nel nuovo Advanced Technology Center che è stato chiamato a dirigere. Per aiutare a controllare l'assalto dei candidati, il team di Zhang ha fatto ricorso alla gestione di esami scritti in 11 città della Cina. La sfida più grande sono le persone, dice Zhang. Dobbiamo ottenere la giusta miscela di collaborazione, cameratismo e leadership.

L'Advanced Technology Center, contrassegnato da un cartello in grassetto, si sta espandendo rapidamente, con uno staff che è passato da 20 questo inverno a 70 entro la primavera. Rappresenta il prossimo passo per il laboratorio, quello in cui i risultati della ricerca di Pechino saranno trasferiti più direttamente ai prodotti. L'obiettivo: accelerare il processo di reintroduzione delle nuove tecnologie sulla nave madre.

Il centro è il bambino di Zhang. Come ricercatore, Zhang ha creato un software che esaminava le immagini e poteva identificare quali erano visivamente interessanti e quali non erano utili per l'editing video automatico. Ora, lasciando la ricerca alle spalle, sta guardando il quadro più ampio del laboratorio e cercando di identificare quelle tecnologie che sono più promettenti per i gruppi di prodotti Microsoft. Qual è il ritorno dall'investimento pesante nella ricerca a lungo termine? lui chiede. La missione del centro è rispondere a questa domanda.

Zhang rivela un pizzico di nostalgia mentre parla del centro, che è stato lanciato nel novembre 2003 in occasione del quinto anniversario dell'apertura di Microsoft Research Asia. Alla cerimonia, dice, il capo della ricerca dell'azienda, Rick Rashid, ha raccontato i risultati del laboratorio e ha espresso le sue più sentite congratulazioni ai suoi leader di fronte ai vertici di Microsoft. Guardandoci intorno nella stanza, avevamo le lacrime agli occhi, dice Zhang. Abbiamo pensato, questo è un sogno che si avvera. Abbiamo fatto la storia.'

Ma ora, dice Zhang, è tempo di iniziare a creare il futuro dell'azienda, sviluppando nuovi prodotti che verranno utilizzati da una fascia più ampia della società. Invece di inviare responsabili della ricerca attraverso il Pacifico per incontrare persone del prodotto, un processo che secondo Zhang non aumenterà, il personale dell'Advanced Technology Center effettuerà lo sviluppo del prodotto iniziale a Pechino. La loro vicinanza ai team di ricerca renderà più facile determinare quali tecnologie sono pronte per i prodotti. Allo stesso tempo, visiteranno regolarmente Redmond, rimanendo abbastanza vicini ai team di prodotto da poter consigliare i ricercatori sui problemi del mondo reale. È un modo in cui la ricerca crea valore per l'azienda, afferma Henry Chesbrough, esperto di strategia e gestione tecnologica presso l'Università della California, a Berkeley.

La domanda per Microsoft è se il laboratorio di Pechino può mantenere i suoi affiatati ricercatori concentrati su questioni a lungo termine, accelerando allo stesso tempo i piani di sviluppo del prodotto a breve termine. Nessuno pensa che questo atto di bilanciamento sarà facile. Parte del prezzo che paghi è che le persone iniziano a chiederti frutta a basso contenuto, dice Zue del MIT. Il tuo successo può facilmente trasformarsi in una maledizione se tutti ti chiedono qualcosa di cui hanno bisogno tra sei mesi.

Se questi fossero gli Stati Uniti, quella potrebbe essere la sfida più ardua che il laboratorio si trovasse ad affrontare. Ma questa è la Cina. Per rimanere produttivo, Microsoft Research Asia dovrà anche coltivare le sue relazioni con funzionari governativi e accademici, in modo che tragga vantaggio non solo da Microsoft ma anche dal paese ospitante. In questo risiede una fonte di tensione. Gli studenti laureati locali affermano che lavorare per Microsoft è il loro sogno. Ma sali più in alto nei ranghi del mondo accademico cinese, e si parla di un lato oscuro. È un peccato che il governo e le autorità universitarie permettano un tale spreco di talento, afferma Hongfei Wang, professore presso l'Istituto di chimica dell'Accademia cinese delle scienze. Questi poveri studenti laureati in realtà non hanno scelte migliori. Ma lavorando su progetti aziendali, le loro opportunità di crescita intellettuale sono notevolmente diminuite.

In effetti, l'eredità di Microsoft in Cina potrebbe in definitiva dipendere dal fatto che la società creata da Bill sia in grado di aumentare le opportunità per i cittadini cinesi in generale. Rafforzare il sistema educativo, fornire formazione tecnica ai giovani, promuovere le società di software locali e promuovere la crescita economica sono un buon inizio e un'attività intelligente per quella che un giorno potrebbe essere chiamata la dinastia Gates.

Al termine di un'altra lunga giornata di lavoro, Harry Shum sale su un'auto aziendale che lo riporterà a casa in una lottizzazione alla periferia di Pechino. L'amministratore delegato del laboratorio controlla la sua posta elettronica su un palmare wireless e poi la usa per chiamare casa. Sta incontrando la sua famiglia per cena; questa sarà la prima notte in un mese che non lavorerà fino a tardi. Pechino è tranquilla di notte, tranquilla. Ma le cose stanno cambiando velocemente. Questa autostrada non esisteva nemmeno cinque anni fa, dice Shum. Mentre guarda lungo questa nuova strada, sta già pensando al domani, combattendo il traffico nella sua mente, cercando di capire come portare il suo laboratorio al livello successivo.

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