볼프강 폰 켐펠렌의 말하기 기계

볼프강 폰 켐펠렌의 말하기 기계는 오스트리아-헝가리 작가이자 발명가인 볼프강 폰 켐펠렌에 의해 1769년에 개발을 시작한 수동 조작식 음성 합성기입니다.그가 역사에 훨씬 더 악명 높은 공헌을 한 것은 같은 해였다.체스 자동 기계인 투르크는 나중에 체스를 하는 인간이 ^[4]내장을 차지하고 있기 때문에 매우 광범위하고 정교한 속임수임이 밝혀졌다.그러나 투르크의 건축이 6개월 만에 완성되는 동안, 켐펠렌의 말하기 기계는 그의 인생의 ^[2]다음 20년을 차지했다.연구 첫 5년 동안 두 번의 개념적인 "막다른 골목"을 거쳐, 켐펠렌의 세 번째 방향은 궁극적으로 그가 "최종"이라고 편안하게 여기는 디자인으로 이끌었습니다: 인간 ^[3]성관의 기능적 표현 모델입니다.

제1설계

켐펠렌의 음성 합성에 대한 첫 번째 실험은 음성 같은 소리를 내는 데 필요한 성관의 가장 기초적인 요소만을 포함했다.나무를 태우는 난로에서 불을 피우는 데 사용되는 부엌의 풀무는 공기를 공급하기 위해 폐 세트로 사용되었습니다.일반적인 백파이프에서 추출한 갈대를 성문, 즉 성관의 원시 기본음의 원천으로 구현했습니다.클라리넷의 벨은 단단한 형태에도 불구하고 입을 충분히 벌릴 수 있도록 만들어졌다.이 기본 모델은 단순한 모음 소리만 낼 수 있었지만, 벨 구멍에 손을 올려 공기 흐름을 방해함으로써 추가적인 조음이 가능했다.그러나 대부분의 자음이 요구하는 비음, 파열음 및 마찰음을 구성하기 위한 물리적 하드웨어는 존재하지 않았다.다른 많은 초기 음성학 선구자들과 마찬가지로, 켐펠렌은 특정 소리의 인식된 "높은 주파수"의 원천을 성문 전체의 형성자의 기능이라기 보다는 성문의 기능으로 오해했고, 그래서 그는 다중 자유 ^[2][3]접근을 위한 그의 단일 리드 디자인을 포기했습니다.

세컨드 디자인

두 번째 설계에는 그 시대의 음악 오르간과 유사한 콘솔이 포함되었으며, 이때 작업자는 각 글자마다 하나씩 일련의 키를 조작했다.소리는 여러 파이프를 통해 공기를 공급하는 일반적인 벨로우즈에 의해 만들어졌으며, 그 글자를 만드는 데 필요한 적절한 모양과 장애물을 가지고 있었다.실험을 통해, 그는 갈대의 공명 길이가 특정 모음과 마찰음들의 고주파 성분 생성에 결정적이지 않다는 것을 알게 되었고, 그래서 그는 글자 사이의 일관성을 위해 그것들을 모두 같은 음이 되도록 조정했다.이 시점에서 모든 문자가 표현된 것은 아니지만, Kempelen은 대부분의 모음과 /p/, 비음 /m/을 포함한 몇몇 자음을 만드는 데 필요한 기술을 개발하여 음절과 짧은 단어를 형성하기 시작했다.하지만, 이것은 즉시 그의 두 번째 디자인의 주요 결점으로 이어졌다: 여러 개의 갈대들이 평행한 특성으로 인해 한 번에 두 개 이상의 글자를 발음할 수 있었다.그리고 음절과 단어들을 만드는 과정에서, 소닉 "오버랩" (현재는 공동 조음이라고 불림)은 인간의 말에서 매우 특징적이지 않은 소리를 만들어, 디자인의 의도를 완전히 손상시켰다.Kempelen 코멘트:
실험을 계속하기 위해서는 무엇보다 모방하고 싶은 것에 대한 완벽한 지식이 필요했습니다.나는 실험을 하면서 공식적인 언어 공부를 하고 끊임없이 자연과 상의해야 했다.이렇게 해서 내 말하기 기계와 내 연설에 관한 이론이 똑같이 발전했고, 한쪽은 다른 ^[3]한쪽의 지침 역할을 했다.
"그동안 사용하던 방법을 따라 글자를 따로 만들 수는 있었지만 절대 그것들을 조합해서 음절을 만드는 것은 불가능했고, 모든 소리가 나오고 ^[2][3]그들에게 통일감을 주는 성문과 입이 하나뿐인 자연을 따를 필요가 있었습니다."
따라서, 켐펠렌은 그의 세 번째, 그리고 궁극적으로 최종 디자인을 하기 시작했는데, 그 자체는 여러 면에서 성관의 생리를 "가능한 한 가까운" 표현이었다.

세 번째 디자인

세 번째 접근법은 첫 번째 접근법과 유사한 설계를 따랐는데, 두 번째 접근법은 개념적으로 인간 성관의 자연 설계에 더 충실했다.그것은 이전과 같이 풀무, 갈대, 모의 입(이때 손으로 조작하여 모음 소리를 더 잘 만들기 위해 인도 고무로 만들어졌다)으로 구성되었지만, 또한 "비음"을 발음하기 위한 "코구멍"이 부착된 "목구멍"과 여러 개의 레버와 p 전용 튜브를 포함했다./s/ 및 /snothing/, /r/을 연결하기 위해 갈대 진동을 방해하는 로드 및 입을 완전히 닫은 상태에서 공기가 갈대를 통과할 수 있도록 하는 분리된 작은 벨로즈(/b/를 발음하는 데 필요한 기능).한때 /f/를 시뮬레이션하기 위한 특수 밸브가 포함되었지만, 기계의 모든 오리피스를 닫고 균열에서 공기가 새어 나오는 것만으로 동일한 소리를 낼 수 있다는 것이 나중에 밝혀지면서 제거되었습니다.마찬가지로 설계의 한 지점에는 립 역할을 하는 힌지 셔터가 있는 나무 상자로 구성된 "입" 조립체가 있었다.상자 안에는 혀 역할을 하는 경첩이 달린 나무로 된 현으로 작동하는 플랩이 들어 있었다.이 어셈블리의 목적은 "b" 및 "d"와 같은 플라시브를 만들 때 입과 혀를 모방하는 것이었지만, 나중에 켐펠렌이 적절한 혀가 없으면 기계가 /t/, /d/, /k/ 및 ///를 생산할 수 없다는 것을 인식하면서 제거되었습니다.그는 /t/와 /k/를 /p/로 대체하고 /d/와 / with/를 /b/로 대체함으로써 이 모든 문제를 해결했습니다(그 자체는 /p/와 음성만 달랐습니다).익숙한 단어의 맥락에서, 청취자들은 종종 잘못된 발음을 완전히 무시했다.켐펠렌은 그가 선택한 갈대와 성관의 공명길이의 주파수 때문에 사람들이 그의 기계에 의한 실수를 ^[2][3]어른의 것보다 훨씬 더 많이 공명하는 것을 더 용서한다고 믿었다.이전 설계와 달리 이 세 번째 설계는 프랑스어, 이탈리아어, 영어로 완전한 구문을 말할 수 있었다(독일어는 가능했지만 독일어에서는 자음을 더 자주 사용하기 때문에 운영자가 더 높은 기술 수준을 필요로 했다).그것의 가장 큰 한계점은 풀무로, 비록 인간의 폐활량의 6배였지만, 인간의 폐활량보다 훨씬 더 빨리 공기가 빠져나갔다.이 디자인은 성문음원으로서 하나의 갈대를 기반으로 했기 때문에, 그는 두 번째 디자인에 내재된 공동 조화의 문제를 전혀 겪지 않았습니다.하지만 그 하나의 갈대는 스피킹 ^[4]머신이 단조로운 목소리를 가졌다는 것을 의미하기도 했다.Kempelen은 리드 어셈블리에 몇 가지 운율적인 피치 변동 메커니즘을 도입하기 위해 약간의 시간을 들였지만 소용이 없었다.그는 다음 실험자들이 설계를 개선하도록 내버려두기로 결정했다.세 번째 디자인에 대한 이러한 모든 중요한 추가 사항은 켐펠렌이 20년에 걸쳐 음성 및/또는 ^[3]기계적으로 언어 생산의 각 중요한 생리적인 요소의 행동을 면밀히 조사하여 복제한 음성관에 대한 집중적인 연구로부터 나왔다.

큰 공헌

스피킹 머신이 완성되고 전시된 직후인 1804년 폰 켐펠렌은 음성학 연구에 대한 지난 20년간의 매우 포괄적인 저널을 발표하기 전에 사망했습니다.그456-page 책, Mechanismus 데르 menschlichen Sprache nebst Beschreibung의 제목은 einer sprechenden Maschine(자 메커니즘 인간 음성에, 말하기 머신의 설명, 1791년에 게재하면서 변환합니다)[2][4], 포함된 모든 기술적인 면의 양쪽 Kempelen 건설의 말하기 머신(포함한 예비 desig.ns-1그리고 인간의 ^[3]성관에 대한 그의 연구.

1837년, 찰스 휘트스톤 경은 볼프강 폰 켐펠렌의 작품을 부활시켜 그의 말하기 ^[3][4]기계를 개량한 복제품을 만들었다.위트스톤은 지난 50년 동안 개발된 새로운 기술을 사용하여 음향 음성의 구성 요소를 더 분석하고 합성할 수 있었으며, 음성학에 대한 과학적 관심의 제2의 물결을 일으켰다.휘트스톤의 스피킹 머신의 개량된 복제품을 박람회에서 본 후, 젊은 알렉산더 그레이엄 벨은 ^[4][5]아버지의 도움과 격려로 자신만의 스피킹 머신을 만들기 시작했다.벨의 실험과 연구는 결국 1876년 전화기의^[4] 발명으로 이어졌고, 이는 세계적인 통신에 혁명을 일으켰다.

1968년 마르셀 반 덴 브로케(암스테르담 대학)는 MA 논문의 일부로 복제품을 만들었고, 그는 "사운드 구조", 마르셀 반 덴 브로케, 빈센트 반 호이벤 및 윔 조네벨드(ed.) 제2장 9-19페이지: "볼프강 폰 켐펠의 말하는 기계"에 보고하였다.1983년, 성관의 N-튜브 근사치를 사용하여 이를 복제품 특성에 적용한 음향 예측은 기계가 인지적으로 확립된 것을 보여주었다. 즉, /a/와 같은 모음과 /o/와 같은 모음 두 가지 소리만 낼 수 있다는 것이다.만들어진 자음 중에서 범용 자음은 매우 설득력이 있다.범용 비음도 쉽게 식별할 수 있지만 자매결절과 덜컹거리는 /r/는 2세기 전에 von Windisch가 보고한 것처럼 불쾌하다.

레퍼런스

1. Von Kempelen, Wolfgang, Mechanus Der Menschlichen Sprache Nebst Beschreibung Seiner Sprechenden Maschine, 오스트리아:슈투트가르트-바드 칸슈타트, 1970년
2. 볼프강 폰 켐펠렌: Der Mechanisus der menschlichen 스프래쉬 / 인간 언어의 메커니즘:Kommentierte 번역 & übertragung in Englische / 주석 번역 & 영어 번역.Herausgeben von / 편집: Fabian Brackhane, Richard Sproat & Yurgen Trovain; 드레스덴 2017 (온라인 버전)
3. 더들리, 호머 & 타노치, T.H. 볼프강 본 켐펠렌의 말하기 기계미국 음향학회지, 제22권, 제2호, 1950년 3월: pp 151-166.
4. Linggard, R., Electronic Synthesis of Speech, 캠브리지:케임브리지 대학 출판부, 1985: 페이지 4 ~9
5. 스탠디지, 톰, 터키인: 유명한 18세기 체스 기계의 삶과 시대, 뉴욕: 워커 & 컴퍼니, 2002: 페이지 76-81
6. 로싱, 토마스 등San Francisco, The Science of Sound:Addison-Wesley, 2002: p 365

외부 링크

• https://www.youtube.com/watch?v=k_YUB_S6Gpo Kempelen 스피킹 머신의 복제품(youtube.com)