GUI, Siri, GPS i Google Street View - wynalazki DARPA, z których korzystamy na co dzień

Z czym kojarzy się DARPA? O Agencji Zaawansowanych Obronnych Projektów Badawczych wspominamy na łamach Gadżetomanii zazwyczaj w kontekście nowych typów uzbrojenia, wojskowego sprzętu czy robotów mających wspierać żołnierzy na polu walki. Agencja ma jednak na koncie wiele wynalazków, bez których nasze życie byłoby znacznie trudniejsze. Z jakich pomysłów DARPA korzystamy współcześnie?

System okienkowy, GUI i wideokonferencje

Choć graficzny interfejs użytkownika został spopularyzowany przez Apple’a, to nie firma z Cupertino go wynalazła. Wbrew pozorom nie była to również firma Xerox, choć w jej laboratorium Xerox PARC powstało wiele innowacyjnych wynalazków, w tym rewelacyjny komputer Xerox Alto (więcej na temat wynalazków Xeroksa znajdziecie w artykule „Zanim zapanował pecet [cz. 1.]. Cuda z laboratorium Xerox PARC”).

To, co cywilne firmy wdrażały jako wielką innowację w latach 70., wojsko – za sprawą DARPA – miało znacznie wcześniej. Dzięki finansowaniu ze strony ARPA (poprzednik DARPA), NASA i US. Air Force zespół badaczy z Augmentation Research Center w Stanford Research Institute stworzył w latach 60. NLS (oN-Line System).

System, w którego opracowaniu brał udział m.in. Douglas Engelbart, mógł pracować na 16 stacjach roboczych, a każda z nich była wyposażona we własny monitor, klawiaturę akordową i trójklawiszową myszkę. Możliwości NLS-a pokazano po raz pierwszy w grudniu 1968 roku.

Zgromadzeni w San Francisco na konferencji Fall Joint Computer Conference specjaliści zobaczyli wówczas prezentację (archiwalne nagranie jest dostępne na tej stronie) prowadzoną przez Douglasa Engelbarta, którą – nie bez powodu – zatytułowano „The Mother of All Demos”. Engelbart pokazał wówczas wiele przełomowych rozwiązań. Był to m.in. graficzny interfejs użytkownika wykorzystujący okna czy dostępną dla użytkownika systemu kontekstową pomoc.

Jakby tego było mało, NLS umożliwiał przeprowadzenie wideokonferencji, a dwa lata później opracowano dla niego moduł oparty na hipertekście, pozwalający na pracę grupową nad jednym dokumentem. Warto jednak zauważyć, że choć wszystkie te możliwości zaprezentowano jeszcze w latach 60., to – pomijając koszt sprzęty komputerowego – obsługa systemu była bardzo trudna dla niemającego wiedzy technicznej użytkownika.

Co więcej, wraz z rozwojem ARPANET-u (poprzednika Internetu) rozwiązania wykorzystujące współdzielone oprogramowanie okazały się niewystarczające. NLS, mimo swojej innowacyjności nigdy nie zdobył większej popularności, Augmentation Research Center zostało rozwiązane, a część tworzącego go zespołu przeniosła się do Xerox PARC.

Siri

System rozpoznawania głosu, stosowany obecnie w telefonach Apple’a, również ma wojskową przeszłość. Apple kupił Siri dopiero w 2010 roku, a firma została założona w roku 2007. Skąd zatem powiązania z DARPA?

W 2003 roku DARPA rozpoczęła projekt o nazwie CALO (Cognitive Assistand that Learns and Organizes). Jego elementem był moduł PAL (Personalized Assistant that Learns), którego zadaniem było wspieranie żołnierzy na polu walki i komunikowanie się z nimi za pomocą głosu.

Moduł ewoluował i ostatecznie został zastąpiony innym, o nazwie BOLT (Broad Operational Language Translation) i znacznie większych możliwościach. Nie tylko potrafi on wyodrębniać kluczowe informacje i polecenia wydawane w języku naturalnym, ale umożliwia również tłumaczenie w czasie rzeczywistym, zapewniając komunikację w nieznanym żołnierzowi języku.

Technologia CALO, jako przestarzała z puntu widzenia DARPA, została następnie udostępniona na rynku cywilnym i wykorzystana m.in. przez Siri.

GPS

Militarne początki globalnego systemu nawigacji satelitarnej są powszechnie znane, jednak jego historia jest znacznie dłuższa, niż mogłoby się wydawać. Warto przy tym pamiętać, że GPS w obecnej postaci jest dostępny dla cywilów dopiero od 2000 roku. Wcześniej można było korzystać z nawigacji, ale dokładność pomiaru była – celowo – obarczona błędem sięgającym około 100 m.

Na długo przed tym, gdy pod koniec lat 70. wystrzelono pierwszego satelitę GPS, z powodzeniem stosowano inny, wojskowy system nawigacyjny. Jego geneza sięga końca lat 50., gdy próbowano – bez powodzenia – umieścić na orbicie pierwszego satelitę systemu nawigacyjnego NAVSAT, znanego również jako Transit.

Satelity tego systemu, umieszczone na orbicie w latach 60. i późniejszych, były dziełem Applied Physics Laboratory, a rozwój zastosowanych w nich technologii prowadzono pod nadzorem amerykańskiej marynarki oraz ARPA.

Główną przyczyną powstania pierwszego systemu nawigacji satelitarnej była potrzeba dokładnego określenia położenia okrętów podwodnych, przenoszących rakiety Polaris z głowicami jądrowymi. Z czasem system udostępniono w ograniczonym zakresie użytkownikom cywilnym. Był stosowany przede wszystkim do nawigacji na morzu.

W porównaniu z GPS-em był daleki od doskonałości – określenie pozycji zajmowało około 15 minut, a błąd pomiaru sięgał 200 metrów. Choć satelity systemu Transit nadal znajdują się na orbicie, nie pełnią już funkcji nawigacyjnych, które wyłączono w 1996 roku po udanym wdrożeniu systemu GPS.

Google Street View

W 1979 roku, gdy założyciele Google’a, Sergey i Larry, mieli po 6 lat, na ulicach Aspen zauważono dziwne samochody. Pojazdy miały zamontowane na dachach 16-milimetrowe kamery i przemierzały ulice Aspen – kurortu narciarskiego, nazywanego niekiedy zimową stolicą Stanów Zjednoczonych.

Samochody należały do Architecture Machine Group – grupy badawczej sformowanej przez DARPA na uniwersytecie MIT, a ich kamery robiły podczas przejazdu ulicami po jednym zdjęciu na około 3 metry pokonanej trasy.

Zebrane w ten sposób obrazy były następnie przekształcane na trójwymiarowy obraz sfotografowanego terenu. Powstała wówczas prezentacja Aspen Movie Map, a jej nośnikiem była ówczesna nowinka techniczna, czyli poprzednik płyty DVD o nazwie LaserDisc – płyta przypominająca te znane współcześnie, ale o średnicy 30 centymetrów. Do czego DARPA potrzebowała takiej technologii?

Gdy w 1976 roku izraelskie siły specjalne przeprowadziły skuteczną akcję odbicia pasażerów porwanego samolotu, więzionych przez Ludowy Front Wyzwolenia Palestyny na lotnisku Entebbe w Ugandzie, opanowanie obiektów lotniska ćwiczono na wzniesionej pospiesznie makiecie. Opierając się na izraelskich doświadczeniach, DARPA stworzyła technologię, dzięki której amerykańscy żołnierze mogli przed rozpoczęciem misji wybrać się na wirtualny spacer po terenie, na którym mieli walczyć.