Кому нужен GPS? Забытая история навигатора 1985 года от компании Etak

в 17:05, , рубрики: gps, автомобильная навигация, Автомобильные гаджеты, История ИТ, карты, навигация

image
Обложка журнала от июня 1985 года

Тридцать лет назад компания Etak выпустила в свободную продажу компьютеризированную навигационную систему для автомобилей. Руководил проектом инженер Стэн Хани [Stan Honey], а за финансы отвечал Нолан Бушнел [Nolan Bushnell], сооснователь Atari. Навигатор настолько опережал своё время, что сама фраза «опережал своё время» кажется диким преуменьшением.

Для адекватной оценки этого удивительного явления необходимо вспомнить, что спутниковая система глобального позиционирования GPS вступила в строй лишь в 1995 году. Да и тогда по запросу ФБР её точность была ограничена 100 метрами, чтобы враги не смогли ей использовать для наведения своих ракет. Это ограничение сняли в 2000 году, когда и началась эра навигационных гаджетов.

Etak опередил GPS-навигацию на полтора десятка лет. Изобретателям пришлось оцифровывать карты самостоятельно и придумать, как хранить их в автомобиле ещё до того, как появились SSD, оптические диски и беспроводной интернет. Да, да – они хранили данные на кассетах!

Практически всю систему пришлось разрабатывать с нуля. И она заработала!

По текущим меркам, коммерческий успех системы был слабым – но это и не был полный тупик. Для создания устройства изобретателям пришлось придумывать технологии и собирать данные, которые до сих пор используют некоторые навигационные приложения и устройства. И вот, как это было.

Всё началось на яхте

Идея родилась в открытом море. Бушнел нанял Хани, чтобы тот провёл его гоночную яхту Чарли в Тихоокеанской регате 1983 года – престижном соревновании, протянувшемся на 2225 морских миль в открытом океане, от Лос-Анджелеса до Гонолулу.

image
Яхта Чарли финиширует

Однажды около 4 утра, мужчины оказались вместе в ночном дозоре. Пока остальные члены команды спали, эти двое пытались определить своё положение, используя спутник, находившийся на орбите Земли. Он проходил над ними каждые 12 часов. Измеряя допплеровский эффект в радиоволнах, специальное оборудование могло определить широту и долготу судна. Но проход спутника был редким событием и мог лишь дать отправную точку для работы навигатора.

А в промежутках между пролётами спутника дважды в день, Хани нужно было вычислять их позицию, пользуясь древними способами навигации по звёздам, секстантом и навигационным счислением, требовавшим отслеживать расстояние и направления движения по отношению к предыдущему месту нахождения.

image
Команда Чарли после финиша. Бушнел третий слева в первом ряду. Хани третий слева в заднем ряду

В этой гонке у Хани было и более современное оборудование. Бушнел уполномочил Хани, который работал инженером в институте SRI International, создать одну из первых систем компьютерной навигации для Чарли. Компьютер, разработанный совместно с коллегой Хани, Кеном Майлнсом [Ken Milnes], помогал процессу, считывая данные с датчиков на корабле и корректируя курс.

Но даже с таким компьютером ориентироваться в море было сложно. И двое мужчин разговорились по поводу этой сложности. «Мы шутили, что было бы проще, если бы под нами не было этой мягкой штуковины»,- вспоминает Бушнел.

И во время дозора они начали думать над компьютерной навигационной системой для наземной навигации. Хани предположил, что навигатор в автомобиле мог бы отслеживать пройденное расстояние и связывать текущее положение с известными точками на карте – технология, известная как поиск совпадений с картой. Ему не нужны были бы спутники – только хорошая цифровая карта, компас и несколько датчиков. Результат можно было бы выводить на экран.

«Ну я и сказал, что давай, мол, сделаем такую штуку, а я её профинансирую,- говорит Бушнел. – Вот так всё и началось».

Регату Чарли выиграла, не в последнюю очередь благодаря компьютерной навигации от Хани. После 9 бессонных ночей Бушнел упал в своей комнате и проспал 15 часов. Хани, отдохнув после вояжа, начал гонять у себя в голове идеи по поводу новой, невиданной ранее автомобильной навигационной системы. Он уже проложил новый курс – только на этот раз, наземный.

Навигатор и Предприниматель

Стэн Хани родился в Пасадене, Калифорния, в 1955 году. С ранних лет он погрузился в морскую культуру. «Я рос на индийских яликах и лодке моей семьи, лет примерно с шести»,- вспоминает он. «Я интересовался навигацией, поскольку мой отец был навигатором, и мой дед тоже – во время войны».

Учась в Стэнфорде, Хани присоединился к программе SRI, в которой изучалась точная навигация и технологии разработки датчиков для военных и правительственных целей. Параллельно он работал навигатором на нескольких регатах. Ко времени регаты в 1983 году, он уже поработал на выигравшем эту же регату судне Дрифтер в 1979 году.

И если Хани был навигатором, то Бушнел – предпринимателем. Он продал Atari в Warner Communications в 1976 году. В 1983 ему было 40 лет, он инвестировал в стартапы и перескакивал от одной идеи к другой быстрее, чем большинство людей могли бы уследить. Его компания Catalyst Technologies была одним из первых инкубаторов. Среди прочих, он финансировал и помогал компаниям ByVideo (электронные покупки, 1983), персональные роботы (Androbot, 1983), и интерактивные игрушки типа Furby (Axlon, 1985). Ни один из проектов не повторил успеха Atari – обычно они привлекали много внимания, а затем прогорали. Но у него была способность видеть большие идеи на грани возможного.

image
Реклама робота Androbot

Хани вошёл в офис Catalyst в конце 1983 года. Он начал обсуждать с Бушнелом вопросы создания их компании автомобильных навигаторов. Они остановились на типичном для стартапов Бушнела плане: компания Хани получит первый раунд финансирования, и её офисы будут располагаться на площадях Catalyst, пока она не сможет отправиться в одиночное плавание.

Хани получил деньги и благословление от Бушнела и его коллеги, изобретателя игры Pong, Алана Алкорна, и начал строить бизнес. Он пригласил Кена Майлнса и другого коллегу из SRI, Алана Филипса [Alan Phillips]. За несколько месяцев к ним присоединились и другие ветераны SRI, включая инженера Уолтера Заволи [Walter Zavoli].

Целью команды стало построение навигационной системы, которую можно было бы поставить в любую стоковую машину. Устройство должно было бы сообщать водителю его местоположение в любой момент, при помощи ЭЛТ-дисплея на торпеде, показывать положение точки назначения, и отслеживать направления до этой точки, пока водитель в неё не прибудет.

Разработка железа оказалось довольно простым делом. Кроме компасов, компьютеров и дисплеев нужно было решать большие математические проблемы с данными, алгоритмами и картами. Хани думал о том, где им взять данные для карт, и как их устройство будет их хранить, а также получать к ним доступ за достаточно короткое время.

«Я прочитал все работы на эту тему»,- вспоминает Хани. Стало ясно, что команде нужен специалист по цифровым картам, имеющий опыт в топологии, чтобы эффективно хранить данные о картах. «И я нашёл всего двух таких ребят,- говорит Хани. Одного из них я случайно знал лично, через родственников». Это был Марвин Уайт, работавший в Бюро переписи населения США.

Бюро всегда требовались точные карты для работы. В 60-х годах статистики бюро решили, что необходимо воспользоваться преимуществом появившихся компьютеров, которые помогут сделать их карты аккуратнее, улучшив при этом планирование маршрутов как для доставки писем, так и для подсчёта жителей, проводившегося вручную, обходом каждого дома. В процессе они изобрели эффективный способ хранения цифровых карт в виде точек, векторов и полигонов под названием DIME (Dual Independent Map Encoding, двойное независимое кодирование карт). Уайт переехал в Вашингтон, присоединился к компании Хани, и начал применять свои знания к созданию алгоритмов картографирования.

Вскоре компания начала собирать группы оцифровщиков – тех, кто брал бы данные с бумажных карт и вводил бы их в компьютер. Естественно, начали они с области залива Сан-Франциско. Среди их инноваций была система, автоматически корректировавшая неточности, получающиеся при сканировании аэрофотографий. С разработанными ими инструментами они стали оцифровывать карты гораздо быстрее, чем это было бы возможно вручную.

Им требовался хороший метод хранения карт для использования их навигационным компьютером. Носитель данных должен был выдерживать удары и вибрацию, а также высокую температуру в закрытом автомобиле в летний день. Команда остановилась на кассетном магнитофоне, который оказался надёжнее, чем дисковод для гибких дисков.

image
Тестирование кассет, способных выдержать жару в машине

На каждой кассете могло храниться 3,5 Мб данных – что для тех времён было много. И всё равно, карта области залива растянулась на шесть кассет. Смена кассет представляла собой проблему, тем более, что обычные аудиокассеты начинали плавиться. «Автомобили плохо сказываются на электронике,- вспоминает Уолт Заволи. – Так как клиентам пришлось бы менять кассеты по ходу движения, мы знали, что лишние кассеты в любом случае окажутся на торпеде под палящим солнцем».

Поэтому они тестировали разные материалы для корпусов кассет, которые могли бы выдержать жару. Они остановились на поликарбонатной оболочке, которая могла выдержать долговременную жару в 105 градусов Цельсия.

А что же компьютер? Для него использовались готовые компоненты. Компьютер, помещавшийся в корпус размером с коробку для обуви, был настолько же мощным, как тогдашний IBM-совместимый настольный компьютер – ну, то есть, не особенно. А ему необходимо было выполнять довольно много вещей одновременно.

В качестве дисплея был выбран векторный ЭЛТ, который умел только рисовать линии, пользуясь единственной электронной пушкой на манер осциллоскопов. Пиксельный монитор высокого разрешения в 1984 году обошёлся бы чрезвычайно дорого. А векторный был простым и понятным, а также ярким – что служило подспорьем в яркие дни.

image
Слева – Навигатор 700, справа – 450, и система считывания данных по картам с кассет.

Не используя спутники, компьютеру нужно было считывать данные с датчиков. Для этого компанией был разработан собственный электронный компас, который закреплялся на заднем стекле, и набор колёсных датчиков, прикреплявшийся к неведущим колёсам. Они определяли скорость, расстояние и направление поворота.

Экспериментируя с отображением карты, они нашли, что вариант с фиксированной картой и поворачивающимся курсором, изображающим машину, является контринтуитивным. Поэтому они остановились на варианте, когда карта поворачивается вокруг центра, обозначающего автомобиль. Сейчас это стандарт для навигации, а в то время такую систему изобрела команда-создатель Навигатора.

И эта технология напомнила Хани про древнюю полинезийскую концепцию навигации, про которую он читал, обучаясь на навигатора. Они пользовались подсказками из их окружения, например, позициями островов вокруг них, комбинируя их с мысленной картиной в голове, на которой они находились в центре воображаемого навигационного пространства. В результате Хани решил назвать компанию Etak, что по-полинезийски означает подвижные навигационные точки.

Будучи готовой, система Etak работала так здорово, что любой, кто ей пользовался, чувствовал, будто его где-то обманывают. «Людям тяжело было поверить, что она работает»,- вспоминает Хани. «Забавно, но её было трудно продавать, поскольку никто не ожидал, что подобная система вообще может существовать».

image
Сотрудник Etak Чак Хоули устанавливает Навигатор на автомобиль Уолта Заволи, Datsun

Сегодняшние смартфоны могут строить ваш маршрут на основе GPS-датчиков, общающихся с сетью спутников и карт, скачиваемых по беспроводной связи через интернет. Изобретению Хани не нужны были ни спутники, ни интернет – компас, несколько датчиков, данные по картам и умные алгоритмы. И всё прекрасно работало. Некоторые современные программы до сих пор используют технику поиска совпадений с картой для улучшения точности положения автомобиля на карте.

image
Брошюра системы Etak

«Мы, по сути, пользовались тем фактом, что водители обычно ездят по дорогам»,- говорит Хани. Алгоритмы сравнивали пройденный путь с известными формами дорог в базе, и помещали курсор автомобиля в нужную позицию на цифровой карте. При работе Навигатор постоянно устранял накапливающиеся ошибки, сравнивая пройденную дистанцию с формами дорог на карте.

Это означало, что езда по очень длинному прямому участку дороги могла сбить Etak с толку – ведь там не было поворотов и отличительных особенностей. В этом случае водитель мог вручную поменять положение курсора на карте при помощи ручек настройки дисплея.

Инженеры Etak решили, что позволять водителю работать с картой во время движения было бы слишком опасно, поэтому они запретили ввод точки назначения или изменение положения машины вручную во время движения. И это за десятилетия до того, как весь мир начал сознавать опасности отвлечения от дороги при вождении авто.

Интерфейс Etak:
image
image
image
image

Сработавшая идея

Разработка системы продолжалась весь 1984 год. После тестирования её свели к двум вариантам – 700, поставлявшейся с экраном в 7", и 450 – с экраном в 4,5". Назвали продукт Etak Navigator, и начали представлять его прессе в конце 1984 года.

1984-й для генерального инвестора, Нолана Бушнела, выдался непростым. Из-за плохого управления и падения рынка видеоигр, его многообещающий бизнес Pizza Time Theater обанкротился, что привело к продаже подразделения, Sente Technologies. На эту фирму Бушнел возлагал большие надежды, как на источник инноваций в мире видеоигр после того, как он ушёл из Atari. Однако Pizza Time выдержала перипетии, и объединилась с конкурентом – теперь она известна нам, как Chuck E. Cheese. Ещё одна фирма Бушнела, Androbot, обещавшая умных домашних роботов в 1980-х, также с треском провалилась, заслужив отзывы в прессе в тоне «ну мы же вам говорили».

image
Стэн Хани демонстрирует своё детище в 1986 году

Etak был приятным исключением из стартапов Бушнела, и без его видения хороших идей компания могла бы и не появиться. И как обычно, Бушнел предвидел, каких высот в будущем может достичь технология. «Допустим, вы в машине, и хотите поесть,- говорил он в интервью в 1984 году. – У вас есть такая коробочка на торпеде. Вы вводите „японская еда“, „дёшево“ и „хорошие суси“. И коробчка приводит вас, куда надо». Автор статьи тогда съязвил: «А куда Etak приведёт Нолана Бушнела, это уже другой вопрос». Но то, о чём увлечённо рассказывал Бушнел (а Etak планировали добавить к их данным бизнес-информацию), сегодня реализовано в приложениях типа Yelp.

В отличие от других стартапов Бушнела, случившихся после Atari, которые выглядели фантастично, порождали энтузиазм, а затем проваливались, Etak ждал успех и процветание. Хани набрал очень опытных и умных людей, Бушнел обеспечил их деньгами, а затем дал им работать самостоятельно. «Это было шоу от Стэна Хани,- говорит сегодня Бушнел. – Я был лишь одним из актёров».

Уолтер Заволи вспоминает Хани добрым словом, как уверенного, чёткого, но не тиранствующего менеджера, сравнивая его с навигатором, которым тот работал на яхте. «По большей части Стэн ходил по морям в качестве навигатора, а не капитана. Навигатор предлагает стратегический план движения в зависимости от того, куда капитан направляется». В компании Хани концентрировался на инженерных вопросах, а управление передал Джорджу Бремзеру [George Bremser].

image
Сотрудники отмечают начало продаж Навигатора в 1985 году. Уолтер Заволи виден на переднем плане в центре

В дорогу

Первые экземпляры Etak Navigator поступили в продажу в июле 1985, при этом 450-я модель продавалась за $1395 (в пересчёте на сегодняшние баксы это $3083), а 700-я – по $1595. Кассеты с картами стоили по $35 за штуку. Изначально была доступна только карта области залива, а затем за ней последовали другие основные регионы метрополии. Систему в машину за пару часов устанавливали те же люди, кто продавал аудиосистемы и сотовые телефоны для автомобилей.

Навигатор так опередил время, что стал не только первой коммерческой системой навигации для автомобилей, но и единственной на целых два года. Система была настолько удачной, что большинство последователей лицензировали патенты компании, данные по картам или железо.

Это открыло для Etak хорошие возможности. Бизнес потребительской электроники был сложным делом. Для большинства людей из 1980-го было довольно сложно оправдать покупку цифровой карты для автомобиля за $2000. Но цена не была такой проблемой для компаний, имевших большие парки автомобилей. Данные с карт Etak пригодились в компаниях типа Coca-Cola или UPS, использовавших их в диспетчерских центрах для планирования оптимальных маршрутов.

image

Хани полагает, что Etak продал от 2000 до 5000 экземпляров, при этом модель с экраном в 4,5" пользовалась спросом у водителей легковых авто, а 7" – у водителей грузовиков. На спаде продаж компания Etak успешно ушла от работы с железом. Работая с армией картографов по всему миру, она оцифровала большинство дорог и других объектов на местности. Собранные ими данные были так всеобъемлющи и точны, что их до сих пор используют разные приложения – например, Maps от Apple.

В компании поняли, что цифровые карты – это не просто упражнение по кодированию дорог и адресов. Они могут помочь в планировании оптимальных маршрутов и до коммерческих точек. Это заинтересовало австралийского медиамагната Руперта Мердока. Его фирма News Corporation купила Etak в 1989-м за $25 миллионов. Стэн Хани стал вице-президентом по технологиям в News Corp.

Бушнелу понравился результат – Etak стал одним из самых успешных его инвестиций, и светлым пятном на его длинном резюме странных и неудачных, но всегда инновационных проектов.

image
Место работы картографов-оцифровщиков

Etak перепродавали несколько раз подряд, по всё время возраставшей цене, поскольку собранные компанией данные становились всё более ценными. В 1996 году компанию купила Sony уже за $100 миллионов. В результате Etak оказался в руках TomTom, которая проследила, чтобы все данные по картам, которые начинали собирать ещё в 1984 году, дожили до сегодняшнего дня.

Хани, Майлнс и несколько их коллег позже занимались другими вещами, связанными с навигацией. Они создали светящееся гало вокруг хоккейной шайбы для игр NHL, отслеживая позицию шайбы на поле, и цифровые эффекты для телетрансляций. Ничего этого бы не было, если бы Хани не был так влюблён в мореходство и не интересовался вопросами и искусством навигации. Сегодня, в 60 лет, он продолжает работать навигатором в регатах, проходящих по всему миру.

Сегодня же факт, что мобильное устройство может помочь вам добраться до нужной вам точки, который был практически невероятен в 1985 году, воспринимается нами, как должное. Мы не думаем об этом, как о чём-то выдающемся – но ведь это действительно так. А наследием Etak служит тот факт, что сегодня мы теряемся на местности гораздо меньше, чем раньше.

Автор: SLY_G

Источник

Поделиться новостью

* - обязательные к заполнению поля