Programvarans ultimata sandlåda

Byggnad 9 såg inte lycklig ut. Det var ännu en duggregn oktoberdag på det regndränkta Microsoft-campuset i Redmond, Washington - och stämningen utanför förstärkte bara stormen inomhus. Kontor städades ut, skrivbord och arkivskåp saknades eller övergavs, lådor med utrustning staplade i hallarna. Många invånare i den eleganta tvåvåningsbyggnaden hade valt att arbeta hemma inför en trippel fasa: inga datorer, ingen e-post, inget internet.

Flyttdag för Microsoft Research. Labbet övergav sitt högkvarter i mitten av Softs stora fyrhjuling för Building 31, en rymligare trevåningsanläggning i den nordöstra änden av aktionen. Omvälvningar är vanliga i mjukvarans titan - men resan Forskning har räknats som vild även med Microsofts standarder.

Den här historien var en del av vårt januarinummer 1999

• Se resten av frågan
• Prenumerera

Sedan starten 1991, har denna rädsla in i framtiden gått fullt ut för att uppvakta de bästa och smartaste datortrollkarlarna. Labbet har vuxit snabbt, överskridit sitt huvudkontor och groddar utlöpare i San Francisco, Cambridge, England och, från och med november förra året, Peking. Även om deras namn kanske inte ringer i Peoria, finns nu en svärm av digitala legender i Building 31:s matta hallar, bland dem laserskrivarens uppfinnare Gary Starkweather, persondatorpionjären Butler Lampson,

Multimediaoraklet Linda Stone och grafikgurusen James Kajiya och Alvy Ray Smith. Microsofts digerati är upptagna med att forma en framtid med häpnadsväckande 3D-bilder, maskiner som pratar och svarar på en persons uttryck och verklighetstrogna webbroamingagenter. Bland företag är det kanske bara IBM och Lucent Technologies som skryter med större datavetenskapliga insatser, och labbkonkurrenterna vid toppuniversitet som Carnegie Mellon och MIT.

Sju-plus år in i labbets existens, men det börjar bli upplagd tid. Medan forskare har placerat kod i ett brett utbud av produkter, har labbet inte nått sitt uttalade mål att ge verkliga genombrott. Och utan verkliga ögonöppnande framsteg har Microsoft Research ännu inte svarat på frågan hos många datorindustribevakare: Kan en jätte angripa för sin brist på innovation - vars hörnstensprodukter som DOS, Windows och Internet Explorer springer ut. till stor del från köpt teknik – hitta ett sätt att förnya inifrån?

Bara paranoiden överlever

inte överraskande svarar microsofts forskningschefer Ja. Med målet att på ett unikt sätt blanda den akademiska världens fria tänkande med affärsmantrat om fraktprodukter, tror hjärnan i Redmond att de är på väg att följa i fotspåren av General Electric, AT&T, IBM och andra stora företag som använde sina dominans för att bygga prejudikatskadliga forskningslabb. Det kan mycket väl vara det. Men uppstickaren har ännu inte fått full respekt från industribevakare och rivaliserande organisationer. Ordet är att Microsofts växande galax av datavetenskapsstjärnor fortfarande har mycket att lära sig om innovation innan de tar en central plats i att forma framtiden för persondatorer.

I slutet av förra året kan byggnad 31 ha stått som en metafor för Microsofts forskningsföretag: tvetydigt och oavslutat. Labbets nya hem har samma krämfärgade exteriör med blågröna detaljer som de flesta mjuka byggnader. Men dess två parallella vingar, sammanfogade av en lådliknande mittsektion som hyser ett imponerande atrium, ger den en mer högteknologisk företagsglans än dess mindre likvärdiga motsvarigheter. Inuti ser nästan alla kontor ut mot frodig grönska.

Hela Microsofts forskningsföretag började med polymaten Nathan Myhrvold, nu företagets tekniska chef. Fyra år efter examen från UCLA vid 19, tog Myhrvold en doktorsexamen i matematisk och teoretisk fysik från Princeton; han vann sedan ett stipendium under Stephen Hawking vid Cambridge University, där han studerade kvantfältteori i krökt rumtid. På senare tid har den 39-årige Myhrvold sysslat med bergsklättring och formelbilsracing. Han gör till och med sporadiska framträdanden som assisterande kock på Rovers, en av Seattles bästa franska restauranger.

Myhrvold träffade Microsofts ordförande Bill Gates 1986, när Microsoft köpte Dynamical Systems, ett Berkeley-programvaruföretag som matematikern hade grundat. Fem år senare, som chef för avancerad utveckling, föreslog Myhrvold att skapa ett forskningslaboratorium för att hjälpa Microsoft att ta ansvar för dess framtid. Hans visionsförklaring hävdade att det bästa sättet att säkerställa fortsatt tillgång till strategisk teknologi var att göra det själv. Den idén tilltalade Gates paranoia. Även när hans företag blev dominerande - vilket i slutändan provocerade antitrustutredningar som ledde till företagets rättegång förra hösten i federal domstol - var mjukvarukungen fortfarande orolig för att garageuppfinnare skulle döda hans företag med en oförutsedd innovation. Så i juli 1991 tillkännagav Microsoft ett nytt engagemang för långsiktig forskning.

Flytten förde den knappast in i de stora industriella forskningsorganisationerna som Bell Labs eller IBM. Ändå var skapandet av Microsoft Research ett första steg för mjukvaruindustrin, som alltid hade koncentrerat sig på att utveckla sin nästa produktgeneration. Genom att etablera labbet signalerade Microsoft sin avsikt att vara en aktör inom områden som taligenkänning, futuristiska användargränssnitt och 3-D-grafik-spetsteknologi som kanske inte bär frukt på flera år.

Produkten Regnbåge

det är en lång, bred ordning. men Microsoft har satt sina prioriteringar tydligt. Bland dess främsta mål: utveckla teknik som ger människor möjligheten att interagera med datorer med ett normalt vardagligt språk. Leder ansträngningarna att fånga denna heliga gral av datoranvändning är gruppen för naturlig språkbehandling (NLP), vars 20 medlemmar gör det till en av labbets största ansträngningar. NLP syftar till att göra det möjligt för datorer att förstå innebörden av textskriven, e-post eller röst som konverteras till text och sedan vidta åtgärder baserat på den förståelsen.

Flödar med

naturlig språkbehandling är en del av Microsofts övergripande mål att göra datorer mer lika människor. Framtidens maskiner ska kunna svara inte bara på talade kommandon utan även på gester och ansiktsuttryck. Det är faktiskt genom att förena framsteg från en mängd olika forskningsområden som chefer förväntar sig att realisera den fulla potentialen i sitt tvärvetenskapliga labb. Det hoppet förkroppsligas i flow.

Tanken är att datoranvändning genomgår en fundamental förvandling. Efter att ha börjat som en gigantisk kalkylator och sedan utvecklats till ett kontorsproduktivitetsverktyg, hävdar Jim Kajiya, blir datorn nu i första hand ett medium för informationsflöde. Tecknen finns i etern: e-post, datordrivna videokonferenser, webbsurfning – dessa saker går utöver dokumentförberedelser till kommunikation och lärande om världen.

Hos Microsoft Research konvergerar två fält – vision och grafik – snabbt för att ta itu med konceptet flöde. Grundidén bakom vision-delen av utmaningen är att ge datorer kraften att tolka och extrahera information från visuella signaler som lagrade bilder eller livekameraflöden. Ungefär hälften av Microsofts visiongrupp med 14 medlemmar arbetar huvudsakligen med att konstruera nya synpunkter på en given scen från bara några få bilder av miljön, tagna från olika vinklar. Den andra hälften fokuserar på visionsbaserade användargränssnitt. Detta involverar sådana problem som att titta efter ansikten genom en kamera monterad ovanpå datorn och avgöra om det finns någon framför maskinen, där han eller hon tittar - till och med uttrycket i hans eller hennes ansikte.

Grafik är naturligtvis mycket involverat i tekniker för att montera 3D-bilder. Senior grafikforskare Brian Guenter bygger till exempel en utarbetad databas med ansikten, ansiktsmuskelrörelser och uttryck. I kombination med taligenkänning, naturlig språkbehandling och synteknik hoppas han att detta arkiv kommer att göra det möjligt för honom att skapa virtuella karaktärer som kommunicerar online via det talade ordet, inte texten - och vars läppar och uttryck rör sig perfekt synkroniserat med deras röster.

Vision och grafikteknik kan kombineras så här: Användare väljer ett ansikte som sin onlinepersona. De sitter sedan vid sina datorer och pratar i en mikrofon medan en kamera fångar deras uttryck. Ord, grimaser och leenden skulle alla brytas upp i bitar, sändas över telefonlinjer och rekonstrueras i den virtuella miljön så att de verkade komma från karaktären på skärmen. Sådan teknik, tror Guenter, kommer att visa sig vara en välsignelse för chattsessioner online och spelande, där människor vill ha en viss grad av anonymitet men önskar mer nyanserade interaktioner än vanlig text ger.

Potentialen sträcker sig bortom domänen för onlinechatt och spelande. Kajiya, en asiatisk-amerikan vars flytande man och enorma polisonger får honom att se ut som en sci-fi zen-mästare, talar också om video-röst-förbindelser som kommer att föra långdistanskommunikation från person till person till en helt ny dimension. Systemet skulle använda program som spårar gester och ögonrörelser och omedelbart ritar om skärmbilden så att personen i andra änden får en annan representation av samma scen, med hänsyn till var hans kollega pekar eller tittar - precis som de skulle i verkliga livet.

Microsoft är inte PARC

sådana projekt imponerar och till och med charmar. Trots att labbet förföljer sina höga drömmar kan labbet inte undgå jämförelser med det enda datavetenskapsföretaget som startade med en liknande blixt: Xerox Palo Alto Research Center, eller PARC. Xerox PARC bildades 1970 och tog bara några år på sig att utveckla det grafiska gränssnittet, laserskrivaren och andra kärnteknologier som har kommit att definiera persondatorer.

Men det finns en legendarisk hake. PARC isolerades från Xerox östkusthuvudkontor, där kopiatororienterade kostymer inte använde datoranvändning. Datorjockeyerna själva saknade en känsla för vilka teknologier som faktiskt kunde sälja – och i vilken form. De föreställde sig en nätverksansluten maskin för $20 000, Xerox Star. Det var inte förrän Apples Steve Jobs tillskansat sig sina idéer för Macintosh som PARC:s uppfinningar tog fart.

Är Microsoft avsett att göra liknande misstag? Med tanke på den enorma kundbasen som är låst i sina befintliga produkter, skulle något verkligt revolutionerande ha en chans att omfamnas av Microsofts affärsgrupper? Vissa observatörer säger nej, åtminstone inte utan att företaget har upplevt de konkurrensmässiga svårigheterna som skakade andra labb i början av 1990-talet och tvingade forskare att arbeta hand i hand med utvecklare, marknadsförare och kunder för att förvandla labbuppfinningar till meningsfulla produkter. Jag undrar om du kan lära dig utan att gå igenom prövningarna med eld, säger en av IBMs främsta forskningschefer och tillägger att just nu i alla fall är mitt intryck att Microsoft Research är mycket mer som en sandlåda för att spela.

Det finns en sandlådeig aspekt av labbet, nästan som om dess medlemmar fortfarande simulerar en stor forskningsinsats innan de kommer på hur man verkligen gör det. Dataindustrins forskningslabb är kända fritidssportskjortor och blåjeans. Men Microsoft gör dem en bättre: shorts och t-shirts. Rashid är en inbiten Star Trek-fan som håller en bild på sig själv med James Scotty Doohan på sin kontorsvägg. Personalen umgås med sci-fi-författare som Neal ( Snow Crash ) Stephenson och Greg Bear, som till och med skapade en karaktär som heter Nathan Rashid i sin bok Luta .

Och så finns det Myhrvold, som enligt uppgift tjänade 104 miljoner dollar från försäljning av aktieoptioner 1997 och nyligen presenterades i en flygplansannons eftersom han var den 100:e personen som beställde en Gulfstream V-jet. I Barbarians ledd av Bill Gates , tidigare Microsoft-utvecklare Marlin Eller och medförfattare Jennifer Edström klagar över att den snabbtalande visionären kastar ut idéer utan att förstå utmaningarna. De citerar särskilt hans malplacerade evangelisation i början av 1990-talet för interaktiv TV, som har gömt sig hos Microsoft och nästan överallt annars. Att prata med Myhrvold var lite som att röka dop, skrev de. Det skulle kunna ge dig insikter, men i dagens ljus var dessa insikter ofta inte meningsfulla.

Ett mer påtagligt tecken på problem kan ligga i World Wide Web. Det var inte förrän i december 1995 som Gates proklamerade en andra PC-revolution - Internet. För skarpsinniga iakttagare var att vara så sent i spelet ett symptom på stora problem i hur forskningen fungerar på Microsoft. De har redan visat mig ett problem som vi hade kritiserats för i PARCs tidiga dagar, säger John Seely Brown, innovationsgurun som nu leder Xerox-labbet. Hur är det tänkbart, undrar han, att Gates inte förstod internet förrän han gjorde det?

Brown säger att bevisen från Microsoft pekar i en oroande riktning: Ta hypotesen att de har fantastiska forskare - och de har haft dem ett tag. Dessa forskare, konstaterar Brown, förstod verkligen internets betydelse. Microsofts uppenbara brist på vakenhet, avslutar han, tyder på att formbrytande idéer måste kanaliseras genom Myhrvold och Gates innan de kan spridas ut i leden. Sådana kanaler, säger han, bromsar spridningen av forskningsidéer och begränsar innovation. Hans uppmaning: Se upp för trattar.

Att komma sent till internetfesten kan ha varit Microsofts mest iögonfallande misstag, men det är inte det enda. Ett annat olycksbådande varningstecken kan ses i Talisman, ett system för att återge högkvalitativ PC-grafik. Microsoft utropade det som en ny standard. Men Talisman visade sig vara en byst när den rullades ut i slutet av 1997. En stor anledning: den nya tekniken krävde mjukvaruföretag och tillverkare av grafikkretsar att anta nya procedurer. Medger Kajiya, Talismans chefsarkitekt och nu labbets biträdande direktör, det var helt enkelt inte naturligt för marknaden att göra det.

Trots sådana feltändningar bör konkurrenter dock inte lätt avfärda Microsofts forskningsarm. Medan Myhrvold har erkänt att han fäste för liten vikt vid Internet i början av 1990-talet, insisterar tjänstemän på Microsoft Research på att företaget kunde komma ikapp snabbt eftersom teknik som utvecklats i labbet var nära till hands.

Det kan vara att se upplevelsen genom rosafärgade glasögon. Ändå är det svårt att hitta ett stort företag som inte låg bakom internetkurvan, om än inte så långt som Microsoft. Och inget bra labb kan undgå åtminstone några talismanliknande besvikelser: om det inte har några floppar, tänker det inte tillräckligt stort. Dessutom är Microsofts forskningshjärntillit mycket medveten om att det som är mycket viktigare än isolerade framgångar och misslyckanden är ett labbs koppling till resten av företaget - och dess affärsmål. De hävdar att Microsofts forskningssatsning är väl skyddad mot att bli ett elfenbenstorn för mjukvara.

Faktum är att Microsoft medvetet etablerade labbet på företagets huvudcampus snarare än nära ett akademiskt centrum la Xerox PARC. Målet: Hålla affärsmål högt i forskarnas sinnen. Personalen lunchar rutinmässigt med produktgruppskollegor och när teknologin överförs går forskare ofta med utvecklare i affärsenheterna tills produkterna är färdiga. Dessa nära band hjälper till att säkerställa att labbet tar itu med problem som är viktiga för produktsidan – och att produktpersonalen vet vad forskning kan erbjuda, konstaterar Richard Draves, chef för labbets operativsystemgrupp. Han säger att du kan ta en telefon och ringa upp en vän i nästan vilken grupp som helst i företaget eftersom du har arbetat med dem tidigare.

Microsofts engagemang för sådan sammanslagning var tydligt förra sommaren, när praktiskt taget hela talforskningssatsningen - 20 personer totalt - transplanterades till byggnad 25 för att hjälpa talproduktgruppen att introducera förbättrad taligenkänningsteknik i en mängd olika applikationer. Ledaren Xuedong Huang hade ett kärnteam igång och arbetade redan innan lådorna packades upp och ombyggnaden slutfördes.

Nära interaktioner med produktgrupper är dock bara en del av pusslet. Trots allt tal om trattar, citerar labbpersonal sina starka band med Microsofts högsta ledning som en annan nyckelfaktor för att hålla forskningen på rätt spår. I de allra högsta led i företaget finns teknologer i hjärtat - de älskar teknik, säger Daniel Rosen, general manager för Microsofts New Technology-grupp, som kompletterar Research genom att investera i eller förvärva teknologier utanför företaget. Faktum är att Myhrvold och andra medlemmar av Microsofts kraftfulla verkställande kommitté har doktorsexamen i matematik eller datavetenskap. Och den expertisen, säger Rosen, hjälper till att bana väg för forskningens frukter att integreras i produkter och övergripande företagsstrategi.

Slutligen, till skillnad från Bell Labs och IBM, där studier sträcker sig från hårdvara till mjukvara, biologi till fysik, har Microsofts labb ett skarpt och smalt fokus. Utanför en teorikontingent med fyra personer, fokuserar dess 27 kärngrupper på tal, naturligt språkbehandling, grafik och andra områden som är centrala för framtidens personliga datoranvändning. Resultatet, tror labbchefer, är ett labb med blå himmel med en it's-cool-to-ship-attityd. Forskare förväntas förbättra den senaste tekniken genom att publicera tidningar och tala vid tekniska sammankomster. Rashid och Ling citerar stolt det faktum att 10 av 50 inbjudna tidningar på den prestigefyllda Siggraph 96-konferensen gavs av Microsofts grafikguruer. Men de är lika snabba att skryta med att labbet har bidragit med viktig kod till praktiskt taget alla företagsprodukter. Proprietära skapelser inkluderar komprimeringsalgoritmer som gör att mer data kan lagras på en disk, taligenkänningsteknik, en inferensmotor i Office 97 som gör felsökning enklare, en videoserver och en mängd utvecklingsverktyg för att underlätta programmering.

Sådana bedrifter - till synes vardagliga i motsats till att upptäcka naturlagar - markerar en helt annan orientering än den gamla Bell LabsIBMXerox PARC-stilen att kasta uppfinningar över väggen till utvecklingsgrupper. Forskningschefer säger att deras produktcentrerade tänkesätt härrör från den dubbla filosofin som styr labbet. På den stora nivån har forskare mandat att göra för sina områden vad DOS och Windows gjorde för PC:n: Ange de standarder som allt annat vilar på. Men grundläggande utveckling kan ta år. Delmålet är att ta fram produkter som hjälper till att motivera labbets existens. Myhrvold ser sådana plantor som en naturlig utväxt av labbets mer höga ambitioner. Som han säger på sant guru-liknande sätt, Du får fler små idéer genom att tänka stort än genom att tänka smått.

Moln av tvivel

det är en bra linje. men även om alla planer som lagts på för att hålla labbets fritänkande forskare nära inställda på företagets mål är helt vettiga, gör de lite själva för att skingra molnet av tvivel som svävar över Microsoft Research.

Ett frågetecken kretsar kring hur regeringens antitrustprocess mot Microsoft kan påverka företagets forskningsarm, särskilt om Microsoft skulle förlora. Myhrvolds ensamma offentliga kommentar i ämnet, citerad i facktidningen Computerworld , tenderade mot det dramatiska: Det som oroar mig är att om vi skapar och förnyar och upptäcker något nytt, kommer vi att kunna låta våra kunder få det? Man skulle kunna tro att det skulle vara en slam-dunk-lätt fråga, men det är inte den värld vi lever i.

Även om en sådan läsning av antitrustlagstiftningen inte är helt utanför gränserna, tyder historiska prejudikat på ett mindre allvarligt resultat. Liknande antitruståtgärder vid DuPont, General Electric, AT&T, IBM och Xerox - varav de flesta har tvingat företagen att ändra affärspraxis - har inte begränsat forskningsorganisationer, säger David Hounshell, professor i teknologi och social förändring vid Carnegie Mellon. I själva verket, noterar Hounshell, är det mycket mer sannolikt att antitrusttryck gör det öka forskningens roll. Det beror på att externa förvärv och licensavtal vanligtvis faller under ökande granskning, vilket gör det mer önskvärt för företag att förnya sig inifrån.

DuPont, till exempel, uthärdade åtta federala antitrustprocesser mellan 1944 och 1963. Men, säger Hounshell, under denna period utökade de sina forskningsprogram dramatiskt. Dess chefer såg forskning, och särskilt grundforskning, som den enda kursen som var öppen för den eftersom den var under antitrusttryck. Jag skulle förstå att chefer på Microsoft förmodligen tänker mycket på samma sätt. Bevittna Microsofts beslut i höstas att öppna ett labb i Kina och mandatet att nå 600 forskaranställda år 2000.

Det andra stora mysteriet handlar om själva labbet. Microsofts nybörjarforskningsarm har helt klart mycket att göra. För det första, eftersom universiteten och statliga laboratorier ansvarar för många grundläggande framsteg inom datoravskalad forskning, fyller det ett viktigt tomrum. Sedan är det heller ingen som ifrågasätter människornas förmåga i byggnad 31 att göra något verkligt innovativt arbete. Nathan [Myhrvold] är en väldigt fantasifull kille, och han och Rashid anställer några otroligt utmärkta människor, säger Xerox PARCs Brown. Det finns ingen tvekan om att de bygger upp en förstklassig forskningsverksamhet.

Men människor ensamma kommer inte att föra labbet till storhet – och labbets felsteg på talisman- och internetfronterna måste lyfta några röda flaggor. Även om de verkligen har fått ihop ett talangfullt team av människor, finns det inte mycket du kan peka på i vägen för produktion - och output måste vara måttet på framgång för vilken forskningsorganisation som helst, konstaterar James C. McGroddy, tidigare chef för IBM Forskning. McGroddy talar om detta ämne med auktoritet; han ledde IBM:s kampanj under början av 1990-talet för att göra den vetenskapligt uppskattade organisationen mer relevant för Big Blues verksamheter.

I slutändan ger McGroddy och andra som intar en hårdare linje fortfarande Soft åtminstone en stridschans att förverkliga sina forskningsdrömmar. Michael D. Garey, chef för matematisk vetenskapsforskning vid Lucent’s Bell Labs, säger att han mer och mer finner sig själv konkurrera med Microsoft om topptalanger. Han sammanfattar labbets utsikter så här: om de gör det rätt, om de anställer folk och låter ett anständigt antal av dem göra forskning som publiceras i seriösa tidskrifter, så kanske en av dessa dagar kommer verkligheten att matcha PR-historien, och de kommer att ta sin plats bland de främsta industriella forskningslabben.

Dölj