L’étrange phénomène appelé Etak
(maphappenings.com)- L’Etak Navigator, apparu en 1985, était l’un des tout premiers systèmes de navigation automobile réellement pratiques au monde, capable d’afficher la position avec une carte électronique et des capteurs du véhicule seulement, à une époque sans GPS
- La technologie clé était le map matching, qui corrigeait la navigation à l’estime (dead reckoning) dont les erreurs de capteurs s’accumulent, en la recalant sur la carte routière ; cette approche est ensuite devenue la base des applications de navigation
- Le produit réunissait dans un seul système une carte mobile orientée dans le sens de la marche (heading-up) avec le véhicule au centre de l’écran, la recherche d’adresse, le stockage des cartes sur cassette, ainsi qu’une combinaison de boussole électronique et de capteurs de roue
- Dans le contexte technologique de 1985, où GPS, supports de stockage, CPU et données cartographiques numériques étaient tous insuffisants, Etak a dû résoudre lui-même la compression des données, la lecture rapide sur bande, la correction des pentes et anomalies magnétiques, ainsi que la numérisation cartographique à grande échelle
- À cause du prix du matériel et du coût d’installation, il était difficile d’en faire durablement une activité grand public, mais la technologie et les actifs cartographiques d’Etak se sont prolongés chez Bosch, GM, Clarion, Sony, Tele Atlas et TomTom, en laissant encore aujourd’hui des traces dans l’interface des systèmes de navigation
La navigation automobile apparue en 1985
- Etak Navigator est un système de navigation automobile pratique lancé en 1985, parmi les premiers au monde
- À l’époque, les conducteurs devaient se repérer avec des cartes papier et décider eux-mêmes de leur itinéraire ; la navigation en voiture était donc bien plus contraignante qu’aujourd’hui
- L’Etak Navigator a été perçu comme un produit venu du futur et a même fait la couverture de Popular Science
- Comme le GPS n’était pas utilisable à l’époque, Etak devait calculer la position à partir de capteurs installés dans le véhicule et d’une carte électronique
La technologie clé pour se positionner sans GPS
- Avant le GPS, la navigation reposait sur la navigation à l’estime (dead reckoning)
- la distance parcourue et la direction étaient mesurées par des capteurs
- les erreurs de capteurs s’accumulaient à mesure que la distance augmentait
- quand l’erreur devenait trop grande, la position du véhicule n’était plus fiable
- Pour résoudre ce problème, Etak a inventé l’augmented dead reckoning
- la position calculée par les capteurs de navigation était ajustée à une carte électronique topologiquement correcte
- lorsque le véhicule tournait, le système supposait qu’il circulait sur une route
- la position était recollée à la route et l’erreur des capteurs réinitialisée
- Cette méthode de map matching a ensuite été adoptée par toutes les applications de navigation et reste utilisée aujourd’hui
- Sans cette invention, l’Etak Navigator aurait sans doute échoué comme les tentatives de navigation antérieures
Écran, recherche et mode d’interaction
- L’Etak Navigator a introduit la carte mobile orientée dans le sens de la marche (heading-up)
- le véhicule restait au centre de l’écran
- la carte bougeait et pivotait sous le véhicule
- l’affichage correspondait à ce que l’on voyait à travers le pare-brise, ce qui le rendait intuitif à lire
- Il a aussi introduit pour la première fois sur un appareil grand public le concept de recherche d’adresse
- l’équivalent du géocodage (geocoding) dans l’industrie géospatiale
- la destination pouvait être saisie sous forme d’adresse, de nom de rue ou de carrefour
- il était aussi possible d’enregistrer des lieux fréquents comme le domicile et le travail
- L’unité principale comportait 12 boutons, 6 de chaque côté de l’écran, dont la fonction changeait dynamiquement selon le contexte logiciel
- La saisie des noms de rue était conçue pour entrer lettres ou chiffres en deux pressions de bouton, avec possibilité de taper seulement les premières lettres puis de choisir dans une liste
- Il ne proposait pas de guidage turn-by-turn
- la destination était affichée par une étoile clignotante
- le conducteur devait dézoomer pour la repérer, puis zoomer à mesure qu’il s’en approchait pour examiner les routes alentour et choisir lui-même son trajet
Composition du système et prix
- L’Etak Navigator se composait de cinq éléments principaux
- un écran CRT vectoriel ressemblant à un oscilloscope
- un lecteur de cassette contenant l’application de navigation et les données cartographiques
- une boussole électronique installée sur la lunette arrière du véhicule
- un capteur de roue magnétique monté sur une roue non motrice
- un boîtier métallique de la taille d’une boîte à chaussures contenant le CPU et la carte mère
- Le lecteur de cassette avait été spécialement développé pour lire la bande beaucoup plus vite qu’une cassette audio classique
- la vitesse de lecture d’un lecteur musical est d’environ 5 cm par seconde
- celle de l’Etak Navigator atteignait environ 200 cm par seconde
- Les cartes, appelées Etak Maps, nécessitaient 6 cassettes pour couvrir la région de la baie de San Francisco
- Le prix d’origine était de 1 395 dollars, soit environ 4 000 dollars actuels
- L’installation du système prenait environ 4 heures pour un technicien qualifié, avec un coût de pose élevé
Les contraintes techniques de 1985
- Le GPS était en pratique inutilisable et, à l’époque, le gouvernement limitait les utilisateurs non militaires à une précision inférieure à 100 m
- Les récepteurs GPS étaient également volumineux et coûteux
- Les options de stockage amovible à grande capacité étaient très limitées
- les disquettes ne pouvaient pas contenir assez d’informations
- la technologie CD-ROM venait à peine d’apparaître et coûtait beaucoup trop cher
- Le plus grand défi consistait à surmonter les erreurs de navigation générées par le capteur de roue et la boussole, et la solution d’Etak fut le map matching topologique
- Les cassettes ne stockaient que 3,5 MB, avec un temps moyen d’accès de 10 secondes
- l’équipe a dû inventer une façon de stocker une carte 2D sur un support 1D
- il fallait que des zones proches sur la carte soient aussi proches sur la bande
- Plus tard, avec la baisse du prix des disques durs et la généralisation du CD-ROM, les algorithmes très efficaces de stockage cartographique d’Etak ont débouché sur des cartes aux performances remarquables
Les problèmes matériels : chaleur, pente et anomalies magnétiques
- Les utilisateurs laissaient souvent les cassettes sur le tableau de bord, qui pouvait devenir extrêmement chaud
- les tests ont montré que toutes les marques de cassette n’étaient pas adaptées
- une marque utilisant une coque en polycarbonate a finalement été retenue
- Comme les cartes ne contenaient pas d’informations d’altitude, les montées et descentes créaient un écart entre la distance parcourue sur route et celle représentée sur la carte, ce qui accumulait de l’erreur
- l’ingénieur matériel en chef d’Etak a inventé un inclinomètre spécial utilisant un fluide et des capteurs capacitifs
- après avoir essayé plusieurs fluides, la Tequila s’est révélée fonctionner plutôt bien
- Les ponts peuvent présenter un fort magnétisme et perturber fortement une boussole
- l’algorithme de positionnement devait reconnaître ces anomalies magnétiques
- lorsqu’une anomalie était détectée, le changement de direction était déduit de la différence de vitesse entre les roues
- Le système devait aussi corriger le champ magnétique créé par le dégivrage de la lunette arrière
- Le processeur était un Intel 8088
- 8 bits, 5 MHz, 29 000 transistors
- tout le code devait être extrêmement efficace
- l’essentiel était écrit en C, et les parties centrales du noyau de l’OS en assembleur
Il fallait aussi fabriquer soi-même les cartes numériques
- Etak a dû créer presque à partir de zéro des cartes numériques exploitables
- Au départ, l’entreprise pensait pouvoir utiliser des cartes gouvernementales, mais les GBF DIME files du US Census Bureau étaient des cartes en bâtons qui ne décrivaient pas la forme réelle des routes
- Etak a lancé un vaste programme de construction de cartes pour les principales métropoles américaines, puis européennes
- Pour réaligner les positions des fichiers GBF/DIME et leur donner la forme des routes, l’équipe s’est appuyée sur les quadrangles du United States Geological Survey à l’échelle 1:24,000
- Chaque carte était photographiée sur un film transparent de 10 pouces, puis numérisée avec un scanner à tambour coûteux
- L’ensemble du programme de production cartographique était développé et exécuté sur un unique mini-ordinateur VAX
- 2 MB de RAM
- 2 disques durs de 400 MB
- environ 120 000 dollars en valeur actuelle
- Ce VAX servait à la fois à 4 stations de numérisation cartographique, au développement et à la compilation, au traitement batch des données cartographiques, ainsi qu’au traitement de texte des dirigeants de l’entreprise
- Les traitements cartographiques les plus longs prenaient jusqu’à deux semaines, soit plus longtemps que le temps moyen entre pannes du mini-ordinateur VAX
La numérisation heads-up et la production cartographique de masse
- L’environnement d’édition cartographique d’Etak a été le premier à utiliser la numérisation heads-up
- Auparavant, les opérateurs numérisaient sur tablette dans une démarche presque à l’aveugle, peu efficace et très sujette aux erreurs
- La méthode d’Etak était alors considérée comme un grand secret industriel
- la méthodologie n’a pas été dévoilée dans les brevets
- l’environnement de numérisation était protégé des regards extérieurs
- Chaque station de numérisation comprenait un PC clone, une carte graphique couleur 8 bits et un moniteur 19 pouces
- Au début, 4 stations fonctionnaient en 3 équipes par jour, avant d’être portées à 36
- Etak numérisait des cartes 24 heures sur 24 en semaine, 5 jours sur 5, et 8 heures par jour le week-end
- Les 8 bits de la carte graphique couleur étaient répartis efficacement
- 5 bits pour afficher en niveaux de gris le scan de la carte USGS
- 3 bits pour afficher par-dessus la carte numérisée
- Ce système servait à réaligner les fichiers GBF/DIME, numériser de nouvelles routes et éditer les attributs routiers comme les noms de rue et les adresses
Les personnes derrière Etak
- Etak a été fondée en 1983 par l’ingénieur Stan Honey
- Stan Honey était déjà un navigateur de renommée mondiale et avait battu des records de traversée du Pacifique grâce à ses techniques de navigation
- Avant de fonder Etak, il travaillait comme ingénieur de recherche chez SRI International, à Menlo Park en Californie
- L’idée originale d’Etak est née d’une conversation entre Stan Honey et Nolan Bushnell sur un yacht pendant la Transpacific Yacht Race de 1983
- Nolan Bushnell a inventé Pong et fondé Atari
- Stan pensait que la navigation automobile pouvait fonctionner avec la navigation à l’estime et le map matching
- Nolan a proposé de le faire et de financer le projet
- Dans une interview à Inc. en 1984, Nolan Bushnell donnait l’exemple d’un boîtier dans la voiture dans lequel on saisirait « Japanese », « cheap », « good sushi » pour être guidé vers l’endroit correspondant
- L’un des recrutements clés, Marv White, était à la fois cartographe et mathématicien, et avait travaillé sur le programme cartographique du US Census Bureau
- Sous la direction de Marv White, la productivité de numérisation cartographique d’Etak était trois fois supérieure au standard de l’industrie
- D’autres ingénieurs, dont Ken Milnes, George Loughmiller et Alan Philips, notamment issus de SRI International, ont également participé au développement du Navigator
- De nombreux premiers employés d’Etak sont ensuite partis vers d’autres organisations cartographiques, et l’équipe Apple Maps comptait aussi 12 anciens d’Etak
Du produit grand public à la licence puis aux acquisitions
- L’Etak Navigator était un produit en avance d’environ 20 ans sur son époque
- À cause du coût du matériel et de l’installation, il était difficile d’en faire une activité durable
- Etak a rapidement changé de direction et a concédé sous licence son code de navigation aux grands fabricants OEM automobiles de l’époque
- l’allemand Robert Bosch
- l’américain GM
- le japonais Clarion
- Ces entreprises ont ensuite développé leurs propres systèmes de navigation, et plusieurs années plus tard des sociétés comme Blaupunkt, Garmin, Magellan ou TomTom ont fait émerger le concept de Personal Navigation Device
- Etak a attiré l’attention de News Corporation de Rupert Murdoch
- John B. Evans chez News Corp en a perçu le potentiel
- John Evans estimait que les cartes et la technologie d’Etak pouvaient être utilisées dans le système Jaguar
- Stan Honey se souvient qu’Etak ne serait probablement jamais entré dans le champ de vision de Murdoch sans la vision et l’engagement de John Evans
- En 1989, lorsque Murdoch a revendu le système Jaguar à Reed International avec un bénéfice de 500 millions de dollars, la pertinence d’Etak au sein de News Corp a diminué
- Par la suite, Etak est passé de News Corp à Sony, puis à Tele Atlas, avant que Tele Atlas ne soit plus tard intégré à TomTom
Le nom Etak et l’icône de navigation
- Le nom Etak vient de la navigation polynésienne
- Les navigateurs anciens se guidaient en mer grâce à des indices environnementaux comme la position des îles alentour, en imaginant que le bateau restait immobile et que les îles défilaient
- L’Etak Navigator affichait lui aussi le véhicule comme immobile tandis que la carte défilait sur le côté ; Stan Honey a donc choisi comme nom d’entreprise le terme polynésien Etak, qui désigne un point de repère de navigation en mouvement
- L’icône qui représente aujourd’hui la position du véhicule dans les applications de navigation a été créée pour la première fois par Etak sous une forme identique
- Comme Etak utilisait un CPU limité et un affichage vectoriel, il lui fallait un symbole indiquant clairement la direction sans consommer beaucoup de ressources de calcul
- les icônes de voiture traditionnelles comportaient trop de traits
- elles exprimaient aussi moins clairement l’orientation
- Etak et Atari occupaient à l’époque des bureaux dans le même immeuble au 1287 Lawrence Station Road à Sunnyvale, en Californie, et il se raconte qu’un ingénieur d’Etak a vu une démonstration privée du jeu Asteroids avant sa présentation publique
- Le symbole du vaisseau spatial d’Asteroids a ainsi donné naissance au pictogramme de navigation automobile, encore utilisé aujourd’hui dans les applications du monde entier
Les inventions laissées par Etak
- Les principales inventions et réalisations d’Etak sont les suivantes
- le premier système de navigation embarqué en voiture au monde à avoir réellement fonctionné
- l’augmented dead reckoning utilisant le map matching
- l’affichage heads-up fondé sur la carte mobile
- le premier usage du géocodage dans une application grand public
- des algorithmes très efficaces de stockage et de recherche des données cartographiques
- la numérisation heads-up
- le premier système de production de masse de cartes numériques au monde
- l’invention de l’icône universelle de navigation sur carte
1 commentaires
Avis de Hacker News
Le nom est vraiment bien trouvé. « Etak » désigne un système de navigation utilisé par les navigateurs micronésiens et polynésiens pour se déplacer d’île en île dans l’immense Pacifique.
Comme le dit l’article, il fonctionnait, à l’image de cet appareil, comme une « navigation à l’estime augmentée ».
La navigation etak s’orientait en lisant les étoiles et les vagues, mais en navigation à l’estime sur de longues distances, le moindre écart d’angle pouvait faire manquer la destination sans même qu’on s’en rende compte ; savoir quelle distance on avait parcourue était donc essentiel. Les navigateurs imaginaient des îles intermédiaires situées sur le côté, hors de vue, comme des points de repère, et considéraient que leur pirogue était immobile tandis que le monde venait vers eux puis les dépassait. Ces îles de référence étaient appelées etak.
Ce qui prête toutefois à confusion, c’est que les etak se trouvaient généralement au-delà de l’horizon et n’étaient pas visibles, et parfois même n’existaient pas réellement. Les navigateurs suivaient mentalement une succession d’etak qu’ils se représentaient juste au-delà de l’horizon ; lorsqu’un nombre défini d’etak était passé, ils estimaient être arrivés près de l’île de destination. Si ce n’était pas l’heure d’activité des oiseaux, ils attendaient dans les parages, puis vérifiaient à l’aube ou au crépuscule les oiseaux qui partaient ou revenaient.
Au final, ce système ajoutait à la navigation à l’estime une manière d’externaliser une intuition experte de la distance parcourue, en la transformant en un modèle mental formalisé d’îles invisibles.
J’ai découvert cela dans Cognition in the Wild (1995) de Hutchins. Cela dit, j’aurais dû lire l’article jusqu’au bout : ce point y est bien mentionné à la fin, de façon plus concise.
On peut se faire une idée en imaginant, comme une miniature vue d’en haut, des anneaux d’ondes qui se propagent après avoir heurté un obstacle ; mais les lire depuis la surface de la mer devait être une tout autre affaire.
Rien qu’au début de l’article, le système paraît très complexe ; je me demande si quelqu’un a lu le livre mentionné ici : https://www.jstor.org/stable/20705519
D’un côté, c’est une superbe histoire de véritables pionniers de la technologie. De l’autre, c’est aussi l’histoire d’une technologie tellement en avance sur son temps qu’elle avait très peu de chances de devenir un bon produit. Trop chère, trop instable, trop complexe.
General Magic et Apple Newton viennent naturellement à l’esprit. La technologie était remarquable et les démonstrations impressionnantes, mais le produit n’a finalement pas été à la hauteur de la vision. Ce n’est qu’après l’arrivée sur le marché de l’iPod, des écrans tactiles capacitifs et des petits disques durs que l’iPhone est devenu possible. Avoir 20 ans d’avance n’aide pas.
Aujourd’hui encore, on lance des projets de recherche présentant des défauts aussi rédhibitoires. Ces derniers jours, le Humane AI Pin a fait l’actualité : un appareil d’IA portable qui a l’air impressionnant, mais qui ne fonctionne pas correctement. La technologie doit rattraper la vision, et elle semble avoir au moins 10 ans d’avance.
Il ne tournait pas dans la voiture, mais sur une Lisp Machine ; les versions ultérieures tournaient sur un ordinateur Sun dans le coffre.
Cette navigation automobile était elle aussi, comme Etak, de la navigation à l’estime augmentée. À l’époque, les civils ne pouvaient pas utiliser le GPS.
Ils ont inventé une technologie innovante et essayé d’en faire un vrai produit ; ils devraient donc pouvoir toucher une partie des revenus lorsque ceux qui leur succèdent gagnent de l’argent. En pratique, après plusieurs acquisitions, cela a fini chez TomTom, et il semble probable qu’ils aient reçu une certaine compensation lorsque TomTom a récupéré le portefeuille de brevets.
Je ne sais pas combien a été investi, mais cela ne ressemble pas à un échec manifeste.
http://pqasb.pqarchiver.com/latimes/access/60130710.html?did...
Dire qu’« Etak a inventé la navigation à l’estime augmentée » n’a aucun sens. Pas du tout
C’est une technique appelée map matching (mise en correspondance avec la carte), qui existait au moins 20 ans avant Etak
Il y a dix ans, un article faisait déjà exactement la même chose : Lezniak TW, Lewis RW, Mcmillen RA. “A dead reckoning/map correlation system for automatic vehicle tracking.” IEEE Transactions on Vehicular Technology. 1977 Feb;26(1):47-60
Le gouvernement développait déjà cette technologie dans les années 1950, et il existe aussi un rapport RAND à ce sujet : https://www.secretsdeclassified.af.mil/Portals/67/documents/...
Il y a probablement des exemples encore plus anciens
Cela dit, réussir à en faire un boîtier de taille grand public, à un prix presque grand public, reste impressionnant
Je ne conteste pas l’affirmation elle-même, mais si la technologie mentionnée était classifiée, on peut être un peu plus indulgent avec l’idée qu’ils aient inventé la même chose indépendamment et aient cru être les premiers
Il existe une vidéo de démonstration domestique d’Etak tournée en 1991. On y voit l’appareil dans un boîtier sur mesure : https://www.youtube.com/watch?v=CHCCjlSWbHE?t=1m50s
À l’époque, ils n’imaginaient sans doute pas que des technologues du futur regarderaient cette vidéo en 2024 via un réseau de données mondial omniprésent
Il y avait tellement de disquettes d’installation que les géologues du futur pourraient sans doute s’en servir comme couche sédimentaire caractéristique de cette époque
Quand j’ai commencé à travailler en 2005 chez TeleAtlas Germany, anciennement Robert Bosch Data et désormais pour toujours intégrée à TomTom, il restait encore des processus de production fondés sur la technologie MapEngine venue d’Etak
Il y avait des bindings Python internes qui permettaient de développer efficacement, et c’est amusant de voir ce sujet évoqué ici aujourd’hui
Excellente histoire. Quand je travaillais dans l’équipe Apple Maps, 12 de mes collègues venaient d’Etak : quel héritage impressionnant
C’est réjouissant d’entendre que des entreprises et produits disparus depuis longtemps comptaient d’excellents ingénieurs, et que ces personnes codent encore aujourd’hui aux côtés des meilleurs en activité
Très stimulant. Je vais le partager avec mon équipe, ce que je ne fais pas souvent
Etak me semble jouer, pour les systèmes de navigation, un rôle comparable à celui de Dune de Jodorowsky pour la SF des années 1980. Une tentative pionnière, brute et innovante, qui n’a pas accompli sa mission initiale mais a posé les bases sur lesquelles tout le domaine a ensuite prospéré
Vu le niveau technologique des années 1980, il devait y avoir plusieurs coups de génie dans la conception. Rien que chercher la bonne position sur une cassette de cartes n’était pas un problème trivial
Quand on se souvient que c’était un produit en avance de 15 à 20 ans sur son temps, le simple fait de l’avoir fait fonctionner à ce niveau est stupéfiant. L’appareil coûtait certes autant que la voiture dans laquelle il était installé, mais compte tenu des contraintes techniques de l’époque, c’est remarquable
Pour donner une idée de son avance, le format High Sierra pour CD-ROM n’a été proposé qu’un an après sa sortie. Ajouter un lecteur CD aurait encore augmenté le coût, mais cela aurait été bien mieux que de remplacer des dizaines de cassettes
Je me demande aussi de combien de mémoire il disposait. Les PC-XT de l’époque utilisant la même puce commençaient à 128 Ko et pouvaient monter jusqu’à 640 Ko. Ils devaient paginer assez souvent les données via la lente interface cassette pendant la conduite
C’est intéressant de noter que le prix était proche de celui de l’Apple Vision Pro, et que c’était peut-être bien plus pratique pour l’acheteur
[0] https://www.michigan.gov/-/media/Project/Websites/sos/01hile...
Si, dans la phrase « selon les critères actuels, trouver un lieu était très difficile et fastidieux, et comprendre comment s’y rendre l’était encore plus », les critères actuels signifient « on demande à un ordinateur et il s’en charge », alors oui. Mais ce n’était pas si difficile ni terriblement fastidieux
Si vous vouliez aller de Nashville à Charleston, il suffisait d’ouvrir un atlas routier des États-Unis et de relier les deux villes avec une règle. Vous cherchiez les autoroutes proches de cette ligne, et il y avait beaucoup de panneaux sur la route. En sachant que Charleston, SC est globalement à l’est et un peu au sud, on pouvait même suivre les panneaux sans carte
Pour rejoindre l’autoroute, il pouvait falloir un plan de ville de Nashville, et pour trouver un hôtel, un plan de Charleston. Mais ce n’était pas au point d’être fastidieux
En revanche, s’il n’y a pas de panneaux, qu’il faut mesurer chaque tronçon un par un ou demander son chemin aux habitants à chaque route, là ça devient fastidieux
Le passage où Steve Jobs, en présentant l’iPhone en 2007, aurait déclaré que « de temps en temps, un produit révolutionnaire qui change tout apparaît » est intéressant.
L’un des cofondateurs d’Etak était Nolan Bushnell ; en tant que cofondateur d’Atari, c’est aussi lui qui a permis à Steve Jobs d’être embauché dans le seul poste salarié à temps plein qu’il ait occupé avant Apple. Pour être précis, c’est Allan Alcorn qui l’a embauché, mais pardonnez le jeu de mots.
La technologie de mapblast faisait aussi tourner le premier Yahoo Maps, ce qui était assez important à l’époque. C’était avant que Google Maps n’apparaisse plus tard et ne fasse de l’ombre à tout le monde sur ce marché.
À l’époque, j’avais un peu plus de 20 ans et je travaillais dans l’une de mes premières startups tech, mais le noyau dur de Vicinity était composé de vétérans ayant travaillé chez Etak. Etak était le principal fournisseur de données cartographiques pour le système de cartes en ligne que nous avions construit, donc ces personnes avaient beaucoup d’expérience pertinente, et bon nombre d’entre elles venaient aussi d’Atari avant Etak.