La ragione migliore non è nell'universo, ma nel verso dello spettatore: il suono che un disco o un nastro emette quando viene riprodotto troppo lentamente, da un'apparecchiatura rotta, era familiare e aveva una connotazione immediata di "malfunzionamento" per il pubblico al momento della realizzazione del film . Quel pubblico non era esposto al suono che i problemi di clipping o di buffering avrebbero causato, che è quello che probabilmente verrebbe usato oggi (il che, badate bene, sarebbe altrettanto irrilevante per il problema dell'universo!)

Si tratta di "come si traduce qualcosa che non esiste in qualcosa che il pubblico capirà?" Penso che sia separato da una spiegazione "fuori dall'universo" perché parla al livello di traduzione tra gli universi.

Una riduzione della velocità di clock dell'audio potrebbe causare una riproduzione lenta come quella di HAL. Non è una buona ragione - la risposta di gowenfar riguardo alle connotazioni di "malfunzionamento" ha molto più senso - ma causerebbe gli stessi sintomi nella riproduzione audio in sistemi reali vecchi e nuovi.

Il suono è una serie di onde di pressione atmosferica; i dispositivi audio analogici (inclusi grammofoni, dischi in vinile e nastri magnetici) riproducono la frequenza e l'ampiezza di quelle onde mentre il supporto passa attraverso il sensore (ago o testina magnetica) a una velocità prevedibile. L'audio digitale non è molto diverso, in quanto il sistema carica letture numeriche ("campioni") della posizione del microfono nel tempo per riprodurre le onde attraverso un altoparlante. Puoi pensare a un file audio, al suo interno, come una serie di campioni e una velocità alla quale riprodurli ("frequenza di campionamento"). L'audio del CD viene campionato a 44,1 KHz, in modo tale da riprodurre 44.100 campioni audio al secondo, mentre l'audio del DVD è solitamente 48 KHz o 96 KHz; non importa fintanto che la velocità di riproduzione imita la velocità di acquisizione. Se la frequenza di riproduzione fosse la metà di quella che dovrebbe essere, ad esempio, l'audio impiegherebbe il doppio del tempo per essere riprodotto e suonare un'ottava più in basso.

A differenza di quando l'audio buffer o clip (dove la velocità di clock è corretta, ma la velocità di rete o di decompressione causa una mancanza di dati), una riduzione della velocità di clock causerebbe l'output dei dati esistenti più lentamente del solito, il che suonerebbe sempre più lento esattamente nello stesso modo in cui un disco o un nastro sarebbero riprodotti alla velocità sbagliata.

Cosa causerebbe questo in-universo? Sebbene la maggior parte dei sottosistemi audio moderni abbia i propri orologi al quarzo-cristallo che regolano la temporizzazione dell'audio, si può immaginare un sistema che riutilizza l'orologio principale del sistema e, cosa importante, non riesce a compensare eventuali cicli mancanti . (Se hai un background ingegneristico e questo suona inverosimile, vedi questo articolo in cui un vero chip vocale degli anni '80, l'SP0256 di GI, richiede un ingresso di clock audio e l'autore utilizza un pin della CPU per farlo .) Un rallentamento generale del sistema con questo presupposto causerebbe quindi una riproduzione dei sistemi audio più bassa e più lenta del solito, il che suonerebbe più o meno come nel film.

La sceneggiatura originale descrive il suo declino mentale in modo un po 'più dettagliato. Il rallentamento e l'approfondimento della sua voce avevano lo scopo di dimostrare che stava diventando "infantile " e alla fine si fermava quando le sue funzioni logiche superiori erano state rimosse:

BOWMAN IGNORES LUI.

HAL: Dave, non capisco perché mi stai facendo questo ... Ho il più grande entusiasmo per la missione ... Mi stai distruggendo la mente ... Non capisci? ... diventerò infantile ... non diventerò niente.

BOWMAN CONTINUA A ESTRARRE I BLOCCHI DELLA MEMORIA.

HAL: Dì, Dave ... La rapida volpe marrone è saltata sopra il grasso cane pigro ... La radice quadrata di pi greco è 1.7724538090 ... log e alla base dieci è 0.4342944 ... la radice quadrata di dieci è 3.16227766 ... Sono un computer HAL 9000. Sono diventato operativo presso lo stabilimento HAL di Urbana, Illinois, il 12 gennaio 1991. Il mio primo istruttore è stato il signor Arkany. Mi ha insegnato a cantare una canzone ... suona così ... "Daisy, Daisy, dammi la tua risposta, fallo. Sono mezzo pazzo per il tuo amore ... ecc."

IL COMPUTER CONTINUA A CANTARE UNA CANZONE DIVENTANDO SEMPRE PIÙ INFANTILE, FACENDO ERRORI E FUORI CAMPO. FINALMENTE SI FERMA COMPLETAMENTE.

Il contrasto tra il discorso facile di Hal nelle prime parti del film e il suo cantilenante troncato era un omaggio ai primi giorni del discorso computerizzato;

Ho notato un rallentamento graduale delle interazioni esterne in computer reali con memoria sempre più sovraccarica.

HAL soffre di una dimensione di memoria ridotta. Deve dedicare sempre di più la sua capacità del processore alla gestione della memoria. Deve comprimere e decomprimere, spostare i dati in tempo reale in un archivio ad alta latenza, riorganizzare i blocchi e ricalcolare anziché riutilizzare i risultati dei calcoli precedenti. Ad un certo punto, dovrà abbandonare i dati che non possono ricalcolare o recuperare in altro modo. Anche decidere quali dati conservare e cosa abbandonare consumerebbe tempo del processore.

Tutto ciò riduce la quota di tempo del processore disponibile per svolgere un lavoro utile.

Ho speso un notevole quantità di tempo per scrivere e testare il software di gestione della memoria, a partire dalla fine degli anni '70. I computer non ottengono risultati corretti sotto un'estrema pressione della memoria per errore: ci vuole molto lavoro. Gli sviluppatori di HAL potrebbero non aver progettato o testato le dimensioni di memoria a cui HAL è stato infine ridotto, quindi è probabile che ci siano molti bug che si manifesterebbero solo in quelle condizioni.

In qualità di ricercatore in Intelligenza Artificiale, Scienze Cognitive e Ingegneria Robotica, il modo in cui il linguaggio di HAL altera e regredisce ha molto senso. La macchina che utilizzo ha 1000 core e l'approccio ha un'elaborazione percettiva e motoria distribuita, nonché un'elaborazione di livello superiore. Per spiegare più in dettaglio ...

Per costruire un'IA sono necessari molti processori, che sono distribuiti su più scatole con più moduli - ancora oggi possono sembrare abbastanza simili agli armadi e alle schede che vediamo essere rimosso. La funzionalità è distribuita tra questi numerosi processori, inclusa la funzione superiore (capacità linguistiche, ontologiche, di apprendimento e di ragionamento), la memoria a lungo e breve termine (memoria di vita e memoria di lavoro) e la funzione inferiore (abilità percettive / sensoriali-motorie).

Vedo regolarmente film / animazioni rallentati sul mio computer quando non c'è abbastanza CPU, pensare / ragionare è lento quando non ci sono abbastanza processori disponibili. Il cervello dei mammiferi è in grado di spostare la funzionalità, con difficoltà, nelle aree vicine e gli studi di ablazione hanno mostrato un'incredibile plasticità e resilienza e capacità di trasferire la funzionalità a un volume relativamente piccolo (ricordo studi che sono scesi fino al 10%). Alcuni studi cercano deliberatamente di comprendere il cervello umano spegnendo le parti, e abbiamo esperimenti naturali derivanti da ictus e incidenti - e il rallentamento e la perdita di alcuni grammaticali è ben noto nell'afasia umana (ma senza abbassamento del tono).

Il mio approccio alla costruzione di un'intelligenza artificiale è come quello di HAL basato sull'apprendimento (come spiegato principalmente nel sequel del 2010) e la psicolinguistica mostra che i primi ricordi sono in alcuni sensi più profondi. Il mio slogan negli anni '80 e '90 era "HAL entro il 2001" - ma non ho ottenuto i fondi necessari per raggiungere questo obiettivo! -) Ma fondamentalmente, allora, sapevamo già cosa fare, ma da una revisione nel 1970 dei finanziamenti statunitensi per la ricerca sull'IA e la tecnologia linguistica, i finanziamenti in questo settore non sono stati in gran parte disponibili a causa della lentezza dei progressi e dell'incapacità di mantenere le promesse. Gli sviluppi di IBM con Big Blue e Watson mostrano che le capacità richieste per giocare a scacchi o per rispondere alle domande esistono. È il genere di cose che un bambino di due anni può fare che i computer non hanno ancora imparato, perché devono essere addestrati come un bambino per imparare a interagire nel loro ambiente sociale e fisico.

Il rallentamento di la parola ha perfettamente senso. L'abbassamento del tono ha senso se la sintesi vocale viene eseguita con forme d'onda distribuite e, a causa di una perdita imprevista di potenza di elaborazione, la sintesi della forma d'onda viene rallentata perché la potenza della CPU richiesta non è disponibile ma viene utilizzata per altre funzioni, eseguita utilizzando percorsi predisposti da giuria e componenti non ottimizzati / progettati per questo scopo.

Una possibile spiegazione è che una delle schede elettroniche rimosse da Dave sia l'orologio in tempo reale, quindi HAL non può più fare affidamento su di esso e deve ricorrere a misure meno accurate (ad esempio il conteggio dei cicli della CPU) per cronometrare il suo discorso .

(Lo so, questa risposta è pura congettura, non basata su alcun indizio nell'universo, ma lo sono anche le altre risposte ...)

Oltre ad altre risposte, si può considerare che in futuro la memoria dei computer ei circuiti della CPU saranno interlacciati. Ciò significa un enorme calcolo parallelo in corso tutto il tempo.

A proposito, il tuo cervello ha un'area di memoria separata pronta per essere scollegata? Esistono architetture di programmazione in cui la struttura dei dati è il programma. Non ci sono programma e memoria separati.

Ora immagina che parte di questa potenza di calcolo venga rimossa. Tutti gli algoritmi che si aspettano che la rete neurale si stabilizzi in uno stato richiede più tempo poiché manca una parte dei dati di input, le conclusioni dei dati rimanenti sono più instabili e anche la capacità di calcolo è inferiore.

C'è una spiegazione potenzialmente più oscura per questo che è leggermente accennata dalla risposta di Richard sul discorso di HAL che diventa sempre più infantile:

Dave sta eseguendo l'equivalente di una lobotomia - o un tipo simile di chirurgia cerebrale distruttiva - sul cervello di HAL: sta rimuovendo gradualmente parti del cervello di HAL, mentre HAL è consapevole di ciò che sta accadendo ma non è in grado di intervenire, e sta sperimentando gli effetti, in tempo reale, che le sue azioni stanno avendo sulla capacità di HAL di pensare, parlare e ragione. Di conseguenza il suo linguaggio sta rallentando, un equivalente del linguaggio lento e confuso di un essere umano quando è danneggiato.

Dalle informazioni sulla lobotomia di Rosemary Kennedy, troviamo tramite Wikipedia (avvertimento: potenzialmente inquietante):

"Abbiamo attraversato la parte superiore della testa, penso che fosse sveglia. Aveva un lieve tranquillante. Ho praticato un'incisione chirurgica nel cervello attraverso il cranio. Era vicino alla parte anteriore. Era su entrambi i lati. Abbiamo appena fatto una piccola incisione, non più di un pollice ". Lo strumento usato dal dottor Watts sembrava un coltello da burro. Lo fece oscillare su e giù per tagliare il tessuto cerebrale. "Abbiamo messo uno strumento dentro", ha detto. Mentre il dottor Watts interrompeva, il dottor Freeman pose delle domande a Rosemary. Ad esempio, le ha chiesto di recitare la preghiera del Signore o cantare "God Bless America" ​​o contare a ritroso ..... "Abbiamo fatto una stima di quanto tagliare in base a come ha risposto". ..... Quando iniziò a diventare incoerente, si fermarono. [15]

Dopo la lobotomia, divenne subito evidente che la procedura non aveva avuto successo. La capacità mentale di Kennedy è diminuita a quella di un bambino di due anni. Non poteva camminare o parlare in modo intelligente ...

Questo tipo di racconto tragico si è ripetuto in altri resoconti di lobotomie fallite o interventi chirurgici cerebrali sperimentali eseguiti con un paziente cosciente: il discorso del paziente diventa evidente più danneggiati in tempo reale.

Prendila come un'analogia per l'essere umano di HAL, o solo una comoda metafora se vuoi, ma il cervello di HAL viene distrutto.

Il fatto che HAL canti la canzone di un bambino aumenta la tragedia; improvvisamente vediamo HAL nella sua forma più umana e vulnerabile.

Penso che la risposta nell'universo sia chiara. Siamo nel 2001: uno Space Oddessy, presumibilmente nel 2001. Ebbene, la preparazione e il lancio della maggior parte dei programmi spaziali impiegano decenni. Quindi, con tutta probabilità, HAL è stato costruito negli anni '80. E così la sua funzionalità vocale è stata costruita utilizzando lettori di cassette, non audio digitale. Sostengo che la sua voce fosse un complesso sistema di registrazioni su nastro che venivano attivate dal computer per simulare il discorso.

La sintesi vocale di solito è un'operazione calcolata, vero, ma gli altri commenti mancano il punto. Certo quando scolleghi le unità di elaborazione la voce di HAL diventa più lenta, ma se analizzi ciò che Dave sta effettivamente disconnettendo diventa un po 'più chiaro.

HAL 9000 non è un sistema singolo, è un sistema a nodi distribuiti con ridondanze . Quando Dave disconnette le unità di elaborazione, HAL ha sempre meno tempo di margine per le cose importanti (supporto vitale, manutenzione della nave) ed è costretto a eseguire la sintesi vocale e la coerenza come lavori in background. Dave fondamentalmente sta somministrando a HAL una lobotomia. Alla fine il sistema non è in grado di impedire a HAL di parlare a una velocità adeguata e rallenta la sua voce, perché? Perché il suo generatore di linguaggio non solo esegue la sintesi vocale, ma deve anche eseguire l'elaborazione cognitiva per mantenere viva una conversazione completa di Turing.

Quando HAL rallenta, ha a che fare con il fatto che HAL non può trovare una frase corretta sulle sue scadenze Hard-Realtime e deve compensare. IBM ha progettato HAL in modo tale che anche in caso di guasto catastrofico di molti moduli, HAL sarebbe comunque comprensibile. Non esiste una situazione di Buffer Under run (si pensi a un CD che si ripete quando l'anti-skip fallisce) perché IBM lo ha preso in considerazione e crea un meccanismo per nasconderlo.

Questo si presenta sotto forma di rallentamento della sintesi. Ciò dà al processore più tempo per trovare la parola successiva per la frase poiché ogni parola richiede più tempo per essere pronunciata. Gli umani lo fanno tutto il tempo. Piuttosto che pronunciare singole parole con ampi spazi di respiro tra di loro, rallentiamo il tempo per mantenerci leggibili. Tuttavia, alla fine semplicemente non c'è abbastanza memoria rimasta / non abbastanza tempo CPU nei processori di HAL per mantenere insieme una frase leggibile. Questo è quando smette di cantare.

L'IBM all'epoca del film realizzava mainframe e ogni singola attività di elaborazione aveva il proprio hardware. Questo è il motivo per cui il sintetizzatore vocale non si ferma mai, anche se HAL non può evocare frasi coerenti e ricorre al canto. Dave stava scollegando i processori principali, non il processore vocale speciale che sono quasi sicuro che IBM avrebbe realizzato con l'hardware piuttosto che come un pezzo di software.