Так уж повелось, что у большинства людей бренд Microsoft ассоциируется, прежде всего, с операционными системами Windows, браузером Internet Explorer, пакетом офисных приложений и прочим едва ли не ежедневно используемым дома и в бизнесе софтом. Умудренные опытом пользователи компьютеров и знатоки IT имеют более широкое представление о редмондской компании и знают ее как разработчика облачных решений и одного из крупнейших игроков рынка, но мало кто догадывается о других, не менее важных направлениях деятельности именитой корпорации. Одним из таких направлений является организация фундаментальных и прикладных исследований, проводимых сотрудниками подразделения Microsoft Research, созданного в 1991 году и специализирующегося на инновационных проектах в области высоких технологий и смежных дисциплин.
За два десятка лет подразделение Microsoft Research существенно расширилось и достигло масштабов всемирной сети научных центров, которые работают в США, Великобритании, Китае, Индии, Германии и Египте. По данным софтверного гиганта, более 850 специалистов корпорации и ученых заняты исследованиями в таких областях, как компьютерные науки, математика, физика, технологии, медицина, социология, психология и образование. Из стен лабораторий вышли сотни перспективных проектов, многие из которых уже успели воплотиться в жизнь и найти практическое применение в различных сферах человеческой деятельности. О наиболее интересных разработках Microsoft Research вкратце рассказывает данный материал, позволяющий взглянуть на знакомую компанию с несколько иной стороны.
⇡#Microsoft Robotics Developer Studio (MRDS)
Среда, предназначенная для программирования роботов потребительского класса, таких как iRobot Create, LEGO Mindstorms NXT, Mobile Robots Pioneer 3Dx и ряда других. Решение позволяет манипулировать аппаратным обеспечением роботов как напрямую (при наличии на борту устройства компьютера под управлением Windows), так и по беспроводному каналу, будь то Wi-Fi или Bluetooth.
Характерной особенностью MRDS является визуальный язык программирования Visual Programming Language, обеспечивающий создание робототехнических приложений путем простого перетаскивания управляющих элементов в рабочую область и связывания между собой алгоритмических конструкций. В качестве элементов выступают микропрограммы-сервисы, отвечающие за работу конкретных модулей робота (моторов, датчиков, сервоприводов, камер и тому подобного), допускающие их тонкую настройку и взаимодействующие с другими компонентами системы.
Второй отличительной чертой платформы является интегрированная среда визуализации Visual Simulation Environment, позволяющая отлаживать код программ и анализировать поведение роботов в виртуальном 3D-пространстве, использующем продвинутую физическую модель. Пользователь может, к примеру, моделировать взаимодействие робототехники с другими объектами и даже устраивать игровые баталии между роботами без боязни повредить их хрупкие механизмы.
Пакет Microsoft Robotics Developer Studio распространяется компанией бесплатно и доступен для скачивания по вышеприведенной ссылке. Размер дистрибутива продукта составляет 450 Мбайт, в комплект включены примеры программирования робототехники и документация на английском языке.
Проект, представляющий собой логическое ответвление от Microsoft Robotics Developer Studio и реализующий на Xbox 360 и PC интерактивную студию для создания трехмерных игр с возможностью описания правил взаимодействия персонажей в виртуальном мире.
Будучи ориентированным на детей и подростков, Kodu превращает игровой процесс в творческий и позволяет в развлекательной форме изучать основы визуального программирования посредством выстраивания логических взаимосвязей между объектами и наделения их определенным поведением. Предметы и персонажи в приложении могут реагировать на нажатие кнопок клавиатуры и движения мыши, перемещаться, сталкиваться (с учетом законов физики), стрелять, взрываться, выполнять определенные задачи, откликаться на действия других объектов, переходить в новое состояние и даже испытывать эмоции. Все эти и многие другие действия доступны для программирования подрастающим гуру кодинга.
Сообщается, что упомянутая платформа снискала большую популярность в качестве образовательного инструментария и активно используется в ряде учебных заведений в обучающих целях. Исследования показывают, что программирование средствами рожденной в стенах Microsoft Research среды разработки развивает у детей логическое мышление, улучшает математические и изобретательные способности. Сомневающиеся родители могут лично убедиться в этом, установив Kodu Game Lab на компьютер или игровую приставку ребенка.
Виртуальный телескоп, объединяющий астрономические данные NASA, результаты исследовательского проекта Digital Sky Survey («Цифровой обзор неба»), отснятые посредством Hubble, Spitzer, Chandra и прочих телескопов снимки в единую непрерывную панораму Вселенной. При помощи WWT можно исследовать космос в разных волновых диапазонах, совершать обзорные экскурсии по карте звездного неба, подготовленные астрономами и преподавателями из известнейших обсерваторий и планетариев, интегрировать свои изображения с данными каталогов и разрабатывать интерактивные учебные программы.
Важно отметить, что в основу WorldWide Telescope легли наработки другого проекта Microsoft Research — Terapixel, в рамках которого средствами высокопроизводительных вычислительных платформ и технологии распределенных вычислений было создано изображение ночного неба с разрешением в 1 терапиксель. Участникам проекта удалось не только обработать огромный массив данных, но и устранить артефакты, внесенные в результате первоначального процесса фотографирования через телескоп, соединить и выровнять снимки, а затем создать пирамиды изображений для визуализации в приложении WWT, суммарный размер которых составит 802 Гбайт. Представители редмондского гиганта отмечают, что Terapixel является базовой реализацией, на основе которой можно создавать аналогичные решения по обработке больших объемов данных не только в области астрономии, но и в других сферах, будь то биоинформатика, экология и другие научно-исследовательские направления.
WorldWide Telescope доступен широкой аудитории пользователей. Для работы с виртуальным телескопом необходимо установить программный инструментарий, представленный в двух версиях: для платформы Windows и в виде кроссплатформенного браузерного Silverlight-приложения. Дополнительные сведения о продукте можно получить как на страницах упомянутого выше ресурса, так и на сайте российского сообщества WWT, созданного в Российской академии наук при поддержке Microsoft Research и Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова.
Интерактивная студия рисования, созданная с прицелом на начинающих художников и позволяющая пользователю развить свои творческие способности, освоить необходимые навыки и преодолеть барьеры в создании впечатляющих этюдов. Используя технологии распознавания образов, ShadowDraw выступает в роли помощника, «на лету» идентифицирующего вырисовываемые с помощью графического планшета эскизы и предлагающего в виде теневых контуров различные варианты завершения рисунка. Благодаря внушительной базе данных, насчитывающей около 30 тысяч изображений-подсказок, программа умеет находить общий язык практически с любым мастером кисти и угадывать всевозможные наброски рисуемых объектов. По словам Ларри Зитника (Larry Zitnick), одного из координаторов проекта, ShadowDraw — хороший пример того, как фундаментальные исследования помогают раздвигать границы сегодняшней реальности. С видеодемонстрацией разработки желающие могут ознакомиться на этой странице информационной блог-площадки MS4Press.
Разработка научно-исследовательской лаборатории Microsoft, позволяющая посредством сенсоров и камер игровой приставки Kinect мгновенно оцифровывать и виртуализировать любые материальные объекты, а затем манипулировать трехмерными моделями движениями рук. По заверениям создателей, MirageBlocks стирает границы между реальностью и виртуальным миром и отчетливо демонстрирует, насколько далеко шагнула техническая мысль в области пространственного моделирования и проектирования. В компании отмечают, что возможность создания виртуальных образов любых предметов и управления их цифровыми копиями может получить в будущем самое широкое практическое применение в телемедицине, видеоконференцсвязи, онлайн-торговле и прочих областях человеческой деятельности.
Раз уж речь зашла о медицине, имеет смысл обратить внимание читателей на еще одну перспективную разработку Microsoft Research, которая, как ожидается, позволит совершить технологический переворот в сфере здравоохранения. Речь идет о проекте InnerEye, в рамках которого разрабатывается программный инструментарий для распознавания и исследования медицинских снимков, полученных с помощью разнообразных современных методик, таких как ультразвук, рентген, компьютерная и магнитно-резонансная томография. Решение позволяет врачам проводить диагностику внутренних органов человека и сравнительный анализ снимков, работать с 3D-изображениями, следить за развитием того или иного заболевания в динамике, а также изучать прочую информацию, помогающую в постановке диагноза. Ключевой особенностью продукта является возможность просмотра трехмерных снимков конкретных органов, нуждающихся в лечении. В настоящий момент кураторы проекта заняты реализацией в InnerEye удобных средств навигации и интеграцией оных с контроллером Kinect, использование которого позволит управлять программой посредством естественных жестов или голосовых команд.
Софтверная разработка, позволяющая в режиме реального времени проводить оценку энергопотребления как аппаратных компонентов компьютера (центрального процессора, жесткого диска, монитора и прочих), так и отдельных приложений, функционирующих в системе. Звучит необычно, но так оно и есть на самом деле. И хотя авторы проекта признаются, что заложенный в Joulemeter функционал ориентирован главным образом на заинтересованных в экономии электроэнергии владельцев и администраторов серверов, виртуальных инфраструктур и центров обработки данных, добрую службу программа может сослужить и рядовым пользователям ПК, особенно — обладателям ноутбуков, нетбуков и прочих портативных устройств под управлением Windows 7. Упоминание про «семерку» отнюдь не случайно — именно в этой среде гарантирована работа утилиты, дистрибутив которой можно позаимствовать по приведенной выше ссылке совершенно бесплатно.
Microsoft Image Composite Editor (Microsoft ICE)
Один из самых известных проектов Microsoft Research, участники которого разработали и продолжают совершенствовать инструментарий для склеивания панорамных изображений из наборов перекрывающихся и образующих целостную картину фотографий. От аналогичных решений, представленных на рынке ПО, Image Composite Editor отличается, прежде всего, минималистичным интерфейсом с минимумом замысловатых настроек и функциональной начинкой, полностью автоматизирующей процесс обработки и объединения пересекающихся областей графических файлов в единое целое. От пользователя требуется только выбрать подходящие фотографии, скормить их приложению и дождаться завершения склейки. Готовое изображение можно обрезать, сохранить на диск компьютера в подходящем формате либо опубликовать в Сети на сайте сервиса Photosynth, представляющего собой площадку для хранения и просмотра панорамных снимков. В последней версии продукта появилась возможность формирования панорам из видеофайлов и был существенно улучшен движок программы. Microsoft ICE распространяется на безвозмездной основе и работает под управлением операционных систем Windows XP/Vista/7.
Еще один любопытный продукт для любителей побаловаться на досуге с цифровыми фотографиями. Как следует из названия, AutoCollage предназначен для автоматической обработки снимков и создания эффектных коллажей. Приложение распознает лица людей на фото, анализирует цветовые характеристики изображений и подбирает оптимальный вариант их наложения, формируя коллаж с плавными переходами между отдельными элементами. Сродни Microsoft ICE, программа оснащена предельно лаконичным интерфейсом и способна находить общий язык даже с начинающими пользователями компьютеров. Результат работы редактора можно сохранить на диск, переслать по электронной почте либо установить в качестве обоев на рабочем столе ПК. AutoCollage является коммерческим продуктом, стоимость которого составляет 20$. Для оценки возможностей инструмента предусмотрена демонстрационная версия приложения, время действия которого ограничено тридцатью днями.
Разработка индийского подразделения Microsoft Research, созданная специально для редакторов Wikipedia и упрощающая процесс перевода энциклопедических материалов с английского на другие языки. WikiBhasha поддерживает создание статей более чем на 30 языках и оснащена средствами машинного перевода, учитывающими тематику переводимого текста и также спроектированными в стенах исследовательской лаборатории софтверного гиганта. Благодаря визуальному редактору с двухпанельным интерфейсом, пользователь может быстро выявить и устранить недостатки автоматического перевода, добавить новый контент, проставить связи между разделами и подготовить материал к последующей публикации на сайте «Википедии». Решение функционирует в паре с облачной платформой Collaborative Translations Framework и доступно для практического использования в браузерах Internet Explorer и Firefox. В компании убеждены, что WikiBhasha позволит кураторам «Википедии» существенно расширить объемы представленной в сетевой копилке знаний информации и поспособствует привлечению в открытый проект новых добровольцев. Развитие Wikipedia — дело нужное и полезное, и вдвойне приятно осознавать участие в нем представителей крупной корпорации.
Вот и все инновационные решения, о которых мы хотели рассказать в нашей сегодняшней не претендующей на полноту заметке. Отметим, что представленные в материале проекты — лишь малая толика разработок Microsoft Research, с полным списком которых можно ознакомиться на сайте research.microsoft.com, который заслуживает внимания как специалистов, так и увлекающейся современными технологиями аудитории.