700行代码帮你迈出打造专属Jarvis的第一步
前几天，Mark Zuckerberg 写了一篇博客《Building Jarvis》 ，立即风靡科技圈。智能家庭，Bill Gates 弄了一个，Zuckerberg 也搞了一个，科技圈的大佬们纷纷动手，让小民们看着很眼馋。
在《Building Jarvis》这篇文章中，Zuckerberg 写到：
These challenges always lead me to learn more than I expected, and this one also gave me a better sense of all the internal technology Facebook engineers get to use, as well as a thorough overview of home automation.
注意到这些酷炫的技术，都是 internal technology Facebook engineers get to use。那么到底有没有可能，使用公开领域的服务，构建一个类似于 Jarvis 的系统呢？
正好这段时间，我也在做一个基于人工智能技术的简单 APP：WhatIsWhat。这个 APP 目前很简单，甚至可以称得上简陋，但可能对你构建自己的 Jarvis 会有所帮助或启发。
背景
某天闲聊的时候，有个妈妈同事说，她家宝宝问她很多东西不懂，只好去搜索，发现百度百科的不少词条有个“秒懂百科”，用视频讲解百科词条，宝宝很爱看。只是可惜宝宝不认字，不会自己搜索。然后我就想，要是有个工具，能用语音问问题，语音或者视频回答问题，那挺不错啊，就有了这个 APP。
随着近几年语音识别准确率的大幅度提升，语音交互技术已经步入到非常成熟的阶段了。公开领域也有讯飞、百度等好几家免费服务可用，只是关注和使用这些的一般都是企业，个人开发者并不多。其实从我工作上的背景出发，语音交互背后的技术都是非常熟悉的。下面我就以我使用的百度语音开放平台为例，解释下能有哪些免费的语音交互服务可用。
语音识别
要想宝宝能使用语音问问题，首先需要有一个语音转文字的技术，我们一般称之为“语音识别”。从 20 世纪 70 年代 IBM 把 HMM 应用到语音识别技术上来以后，语音识别准确率一直在稳步提升。但到了 2000 年以后，语音识别的效果改进停滞了，而且一停就是 10 年。直到 2010年，Geoffrey Hinton、邓力和俞栋在微软研究院将深度学习引入语音识别技术后，平地一声惊雷，语音识别的准确率才又开始一次大跃进。
可以这样说，20 年前的语音识别和六七年前的语音识别，没有太大区别。但现在的语音识别技术，和六七年前的语音识别技术，是有革命性改进的。如果你还根据几年前的经验，认为语音识别是个 Tech Toy，识别结果充满了错漏。不妨试试最新的语音识别产品，比如讯飞语音输入法、百度语音搜索，结果会让你很吃惊的。
值得高兴的是，讯飞和百度都将最新的语音识别技术免费开放给所有人使用。比如百度的语音识别服务，单个应用每天可以免费调用 5 万次，而且可以通过申请提升这个免费上限。只需要到它的平台上注册成为开发者（不需要任何费用），申请新建一个应用，下载最新版的 SDK，参考文档集成到 APP 里就行了。
语音合成
如果想让手机使用语音回答问题，还需要一个文字转语音的技术，我们一般称之为“语音合成”或者“TTS”。语音合成在准确率方面的问题上，没有语音识别那么显著，但更大的困难来自于“怎么让机器发出的声音更像人声？”有很多个方面的考量，比如情绪、重音、停顿、语速、清晰度等等。现代的语音合成产品，一般都支持选择发声人（男声、女声、童声）和调整语速的功能。很多小说阅读器都配备的“语音朗读”，就是语音合成技术的典型应用。
讯飞和百度也都免费开放了自家的语音合成技术，也是类似于语音识别的SDK集成即可。值得一说的是，Google 在今年 9 月发表了自家的 WaveNets 语音合成模型，号称将 TTS 发声和人声的差距缩短了 50%（可以到这个页面体验一下），所以我们可以期待公开的语音合成服务效果有更进一步的改进。
语音唤醒
就像两个人交谈时你必须得称呼对方名字，他才知道你是在对他说话，机器也是一样。对着手机屏幕的时候，可以通过点击麦克风按钮来实现唤醒语音输入，但在远处或者不方便点击时（比如开车），需要用特定的指令唤醒它接收并处理你的输入。就像我们熟悉的“Hey，Siri”和“OK，Google”，我们一般称之为“语音唤醒”。
一般情况下，唤醒指令不依赖语音识别，也就是说，它纯粹是使用声学模型匹配你的声音。这样做也有好处，就是不依赖网络，待机功耗也更低。
讯飞的语音唤醒功能是收费的，但是百度的语音唤醒功能是免费的，可以定制自己的唤醒词，然后下载对应唤醒词的声学模型包，集成到语音识别 SDK 中即可。
如果希望打造一个专属的 Jarvis 的话，这个唤醒词声学模型最好是使用自己的语音训练出来的，这样召准率才能更高。但很遗憾，百度的免费语音唤醒还不支持这点，只能用百度语料库训练出来的模型。
自然语言理解
关于自然语言理解，Zuckerberg 的 《Building Jarvis》已经解释得非常充分了，这是一个非常复杂和困难的技术领域。讯飞和百度也都在自身语音识别能力基础上，开放了自然语言理解的能力。用户甚至可以在云端自定义自己的语义，这样识别后不仅能拿到一个纯文本识别结果，还可以获取结构化的分析后结果。
我对 WhatIsWhat 这个 APP 的要求很简单，只需要理解“什么是什么？”这个问题即可。我没有用到百度的语义理解能力，而是简单地写了一个正则表达式匹配，主要是希望后续能充分利用语音识别的 Partial Result 对性能进行优化。
问题回答
目前很多搜索引擎（比如谷歌、百度）对语音发起的搜索，在给出搜索结果的同时，往往附带着一句或者几句语音的回答。但搜索引擎针对的往往是开放领域的搜索词，所以语音回答的覆盖比例并不高。限定到“什么是什么”这个特定的领域，百度百科的满足比例就高了。尤其是秒懂百科，使用视频的方式讲解百科词条，样式非常新颖。
在这个最初的版本中，我只采取了秒懂百科的结果。也就是先抓取百科结果页，提取秒懂百科链接，然后打开秒懂百科结果页。为了让播放视频更方便，我用 WebView 执行了一个自动的点击事件，这样第一条视频结果在打开页面后会直接播放，不需要再点击。
演示视频
下面是“WhatIsWhat”这个 APP 的演示视频，请点击查看，因为录音设备的冲突，视频的后半部分没有声音，敬请谅解。
源代码地址
你可以到 https://github.com/solrex/WhatIsWhat 这个链接查看“WhatIsWhat”的全部源代码。代码总共 700 多行，不多，需要有一点儿 Android 和 Java 基础来理解。
总结
WhatIsWhat 是从一个朴素 idea 出发的非常简单的 APP，这个产品集成了“语音识别、语音合成、语音唤醒、自然语言理解”几类人工智能服务。想要实现 Jarvis，可能还需要人脸识别、智能对话、开放硬件 API 等几项能力，并且需要一定的工程能力将这些功能整合起来。
虽然 WhatIsWhat 与 Jarvis 的复杂度不可比，但它演示了如何使用公共领域已有的人工智能服务，构造一个落地可用的产品。更重要的是，它便宜到不需花一分钱，简单到只有 700 行代码。
就像 Zuckerberg 所说“In a way, AI is both closer and farther off than we imagine. ”虽然很多人并没有意识到语音交互这类 AI 技术能够那么地触手可及，但技术的开放对 AI 应用普及的影响是巨大的。在这一点上，国内的人工智能产业巨头们做得并不差。这篇文章，WhatIsWhat 这个 APP，只能帮你迈出第一步，希望不远的将来，我们能够有更多的开放 AI 服务，使得搭建自己的专属 Jarvis 变成一件轻而易举的事情。