"Mówiąca maszyna" Wolfganga Von Kempelena

Pierwsze próby stworzenia maszyny naśladującej ludzki głos podjęto już w drugiej połowie XVIII wieku. W 1773 roku, Ch. G. Kratzenstein, profesor fizjologii w Kopenhadze, a wcześniej w Halle i Petersburgu, odnosił pierwsze sukcesy w wytwarzaniu samogłosek przy pomocy specyficznej tuby rezonansowej, połączonej z organami rurowymi. W tamtym czasie Wolfgang Von Kempelen również podjął pierwsze kroki, które doprowadziły do skonstruowania zdającego się mówić wynalazku. Ten pomysłowy wynalazca był w tych czasach w służbie u cesarzowej Marii Teresy w Wiedniu. Urodził się w 1734 roku w Bratysławie, będącej w tych czasach głównym miastem Węgier. Zmarł w Wiedniu w 1804 roku. Kiedy jego osoba zaczynała być sławna, jego główne zainteresowanie skupiało się nad symulacją ludzkiego głosu do zastosowań terapeutycznych (?). Nazywał to pierwszym fonetycznym eksperymentem. W jego książce "Mechanismus der menschlichen Sprache nebst Beschreibung einer sprechenden Maschine" (1791), przedstawił szczegółowy opis jego "mówiącej maszyny" zachęcając innych do jej rekonstrukcji i udoskonalania. Poniżej znajdują się rysunki zaczerpnięte z jego książki.

Maszyna Kempelena była pierwszą, która umożliwiała nie tylko wydawanie dźwięków w postaci pojedynczych zgłosek, ale całych słów i krótkich zdań.

Maszyna składała się z mieszka naśladującego płuca i napędzana była przez odpowiednie ramię oraz zawieszoną przeciwwagę, co miało zapewniać wtłaczanie strumieni powietrza do środka mechanizmu. Szkice przedstawiają "powietrzną skrzynię", zaopatrzoną w dźwignie, które obsługiwano palcami prawej dłoni. "Usta" i "nos" maszyny zostały wykonane z gumy. Dwa otwory nozdrza zakrywane były dwoma palcami, chyba że chciało się wydobyć samogłoskę nosową, gdzie strumień powietrza przepływa zarówno przez usta jak i nos.

Cały mechanizm zamknięty był w odpowiednio skonstruowanej skrzyni z otworami dla rąk i innymi, dodatkowymi otworami w jego poszyciu. Maszyna zawierała również mniejsze, pomocnicze mieszki zapewniające dodatkowe wdmuchiwanie powietrza. Odpowiednia regulacja ciśnienia wewnątrz skrzyni umożliwiała symulowanie nawet bezdźwięcznych części mowy.

Przy pomocy lewej ręki można było regulować własności rezonansu "ust" przez różne sposoby ich uchylania. Tą metodą niektóre samogłoski i spółgłoski mogły być naśladowane w dostatecznym przybliżeniu, co prawda nie była to symulacja naturalnej artykulacji, ponieważ kształt ust maszyny był w każdym przypadku niezmienny. Niektóre samogłoski, a szczególnie spółgłoski, jak (d t g k) nie dało się odpowiednio symulować, aczkolwiek ich wydźwięk był bardzo zbliżony do oryginału.

Funkcje strun głosowych przejmowała odpowiednia piszczałka wykonana z kości słoniowej. Rzeczywista długość piszczałki w pierwotnej wersji urządzenia nie mogła być regulowana, co powodowało pewną monotonię w dźwięku symulowanej mowy.

Finalna wersja mechanizmu Kempelena zachowała się do dziś. Przechowywana była przez Konservatorium für Musik w Wiedniu aż do roku 1906, kiedy została przekazana do niemieckiego muzeum Meisterwerken der Naturwissenschaft und Technik, znajdującego się w Monachium. Można ją oglądać w dziale instrumentów muzycznych. Obecna tam maszyna różni się od tej, opisanej w książce, i obsługuje się ją prawą dłonią regulując długość piszczałki, co pozwala osiągnąć bardziej naturalną intonację mowy.

8 lipca, 1997 roku, pozwolono uprzywilejowanym osobom "zagrać" na maszynie Kempelena. Jego mechanizm do naśladowania ludzkiego głosu, zwierający już kontrolę tonacyjną był nadal funkcjonalny. Głos brzmiał różnie, raz przypominał głos dziecka, innym razem donośny głos dorosłego człowieka.

Rekonstrukcja urządzenia, zademonstrowanego przez Wheatstone w 1835 roku w Dublinie, odbiegała nieco od oryginału opisanego w książce. Konstrukcja "jamy ustnej" była w pierwotnej wersji o wiele mniej elastyczna i brakowało mechanizmu kontroli tonacji, jaką dołączono w ostatecznej konstrukcji maszyny Kempelena.

W XIX wieku pojawiło się kilka innych maszyn o podobnym przeznaczeniu, ale nie posiadały nic innowacyjnego w swej konstrukcji. Wyjątkiem jest urządzenie skonstruowane przez Josepha Fabera w 1835 roku, które można potraktować jako taki postęp w dziedzinie pierwszych syntezatorów mowy. Model miał wbudowaną imitację języka i otworu gardłowego, którego kształt dało się kontrolować. Twierdzono nawet, że urządzenie nadawało się do syntezy śpiewu. Miech tej maszyny napędzany był przez nożny pedał, podobnie jak w starych organach kościelnych.

"Euphonia", Josepha Fabera, urządzenie zaprezentowane w Londynie w 1846 roku nie tylko naśladowała ludzki głos, ale potrafiła również zaśpiewać hymn "Boże chroń Królową".

W dużo późniejszych latach, w roku 1937, R.R. Riesz (USA) skonstruował podobne urządzenie do tych, opisywanych powyżej, ale jego wokalna forma była zdecydowanie bliższa naturalnym.

Model mechanizmu skonstruowanego przez Riesza w 1937 roku

---