Quem precisa de GPS? A história esquecida do incrível sistema de navegação automotiva de 1985 da Etak

Com o apoio do cofundador da Atari, um navegador-engenheiro trouxe instruções de direção de alta tecnologia para carros - durante a administração Reagan.

Trinta anos atrás, uma empresa chamada Etak lançou o primeiro sistema de navegação computadorizado disponível comercialmente para automóveis. Liderado por um engenheiro chamado Stan Honey e financiado por Nolan Bushnell, o cofundador da Atari, o Navigator da empresa estava tão à frente de seu tempo que a frase à frente de seu tempo parece um eufemismo.

O Navigator da Etak foi capa da edição de junho de 1985 da Ciência popular .

Para avaliar o quão incrível era o conceito de navegação automotiva em 1985, você precisa lembrar que o Sistema de Posicionamento Global - a constelação de satélites operados pelo governo dos Estados Unidos - não ficou totalmente online até uma década depois, em 1995. Mesmo assim , os federais paralisaram o GPS para não ser mais preciso do que 100 metros para garantir que não ajudaria os bandidos a mirar mísseis guiados. Em 2000, essa restrição foi suspensa, permitindo o florescimento de uma nova era de dispositivos de navegação GPS para consumidores.



A Etak ultrapassou os modernos sistemas de GPS em uma década e meia. Era tão cedo que seus inventores tiveram que digitalizar seus próprios mapas e descobrir como colocá-los em um automóvel em uma era antes que o armazenamento em massa de estado sólido, os discos ópticos ou a Internet sem fio estivessem disponíveis para fazer o trabalho. (A solução: cassetes de fita especial.)

Tudo sobre o Navigator Etak teve que ser concebido do zero. E funcionou.

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O Navigator não foi um grande vendedor, especialmente para os padrões de 2015. Mas também não era um beco sem saída. Para construí-lo, a Etak teve que desenvolver tecnologias e coletar dados que ainda estão em uso hoje por alguns dos aplicativos e dispositivos de navegação mais familiares do planeta. Esta é a história pouco conhecida de como surgiu.

Tudo começou em um iate

A ideia que se transformou na Etak começou em alto mar. Bushnell contratou Honey para navegar em seu iate de corrida Charley através da Transpacific Yacht Race de 1983, um prestigioso evento de vela que abrangeu 2.225 milhas náuticas de oceano aberto de Los Angeles a Honolulu.

O iate de corrida de Nolan Bushnell, Charley , aproximando-se da chegada da corrida de iates Transpac de 1983Foto: Philuhl.com

Certa manhã, por volta das 4 da manhã, os dois homens estavam juntos na vigília noturna. Enquanto o resto da tripulação dormia, eles trabalharam para determinar sua localização usando um satélite orbitando a Terra. Ele passou por cima uma vez a cada 12 horas; por meio da medição de desvios Doppler em ondas de rádio, equipamentos especializados podem determinar a latitude e longitude de uma embarcação. No entanto, sua passagem era frequente apenas o suficiente para dar ao navegador um ponto de partida para trabalhar.

Para acompanhar Charley do paradeiro de entre aqueles pings de satélite duas vezes ao dia, Honey precisava calcular a posição com base nas antigas técnicas de navegação celestial, usando um sextante, e de cálculo morto, que envolve manter o controle da distância e direção percorrida e em comparação com um anteriormente conhecido localização.

A tripulação de Charley logo após terminar o 1983 Transpac. Nolan Bushnell é o terceiro a partir da esquerda na primeira linha. Stan Honey é o terceiro a partir da esquerda na última fila.Foto: Transpacific Yacht Club

Para esta corrida em particular, Honey teve uma ajudinha de tecnologia moderna. Bushnell contratou Honey - que passou seus dias sem velejar como engenheiro no lendário Instituto de pesquisa do Vale do Silício SRI International - para construir um dos primeiros sistemas de navegação marítima baseados em computador do mundo para Charley . O computador, codificado pelo colega do SRI Ken Milnes, auxiliou no processo de coleta de dados de sensores no navio e nos cálculos do curso.

Mesmo com o computador, a navegação marítima na era pré-GPS nunca foi fácil. A dificuldade de traçar um curso no mar fez os dois homens conversarem. Brincamos que seria muito fácil se não tivéssemos todo esse material mole sob nós, lembra Bushnell.

E então, durante aquela vigília, Bushnell e Honey começaram a pensar em um sistema de navegação baseado em computador para uso em terra. Um sistema de navegação para automóveis poderia, Honey supôs, operar com base no cálculo morto e comparando a localização atual de uma pessoa com pontos conhecidos em um mapa, uma técnica conhecida como correspondência de mapa. Não precisaria de satélites, apenas um bom mapa digital, uma boa bússola e alguns sensores. Em seguida, ele pode exibir o resultado em uma tela eletrônica.

Eu basicamente disse: ‘Sim, vamos fazer isso e eu irei financiar, & apos; diz Bushnell. E foi assim que tudo começou.

No final da corrida, Charley recebeu homenagens do primeiro a terminar, com o sistema computadorizado de assistência à navegação de Honey desempenhando um papel notável na vitória. Depois de nove dias sem dormir muito, Bushnell desabou em seu quarto e dormiu por 15 horas seguidas. Ainda assim, quando Honey se recuperou da viagem, ele começou a revirar idéias para um sistema de navegação automotivo nunca antes produzido em sua cabeça. Ele já havia traçado um novo curso - só que desta vez, a corrida seria em terra.

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O Navegador e o Empreendedor

Nascido em Pasadena, Califórnia, em 1955, Stan Honey estava imerso na cultura da vela desde muito jovem. Eu cresci navegando em botes e no barco da minha família quando eu provavelmente tinha seis anos, ele se lembra. Passei a me interessar pela navegação porque meu pai tinha sido navegador e meu padrinho era navegador na guerra.

Enquanto estudava em Stanford, Honey ingressou em um programa cooperativo na SRI, pesquisando navegação de precisão e tecnologia de sensoriamento remoto para uso militar e governamental. Paralelamente, atuou como navegador em várias regatas marítimas; na época em que Bushnell o escolheu para ser seu navegador para o Transpac de 1983, ele já havia navegado em uma embarcação vencedora do Transpac, Vagabundo , em 1979.

Assim como a navegação estava para Honey, o empreendedorismo estava para Bushnell, que vendeu a Atari para a Warner Communications em 1976. Em 1983, ele tinha 40 anos, investindo em startups e pulando de uma ideia para a próxima mais rápido do que a maioria conseguia acompanhar. Sua empresa, Catalyst Technologies, foi uma das primeiras incubadoras do mundo. Entre as empresas que fundou ou fomentou na década de 1980 estavam a ByVideo (compras eletrônicas, 1983), robôs pessoais (Androbot, 1983) e brinquedos interativos do tipo Furby (Axlon, 1985). Nenhum dos acompanhamentos de Bushnell foi remotamente tão bem-sucedido quanto o Atari - na verdade, eles tendiam a receber muita atenção e, em seguida, travar e queimar -, mas ele tinha uma capacidade fantástica de identificar grandes ideias de forma inovadora.

Um anúncio da Androbot, startup de robôs pessoais da Bushnell nos anos 1980

Foi nos escritórios da Catalyst que Honey caminhou um dia no final de 1983. Ele começou a discutir com Bushnell sobre como sua proposta de empresa de navegação automotiva deveria ser concretizada. A dupla estabeleceu um plano que era típico de outros investimentos iniciais de Bushnell: a nova empresa de Honey pegaria uma rodada inicial de capital e seus escritórios seriam localizados dentro da instalação da Catalyst até que estivesse pronta para se mudar por conta própria.

Com dinheiro em mãos e incentivo de Bushnell e outro ex-aluno da Atari (e designer de Pong) Alan Alcorn - um regular na Catalyst - Honey começou a construir um negócio. Ele começou convidando Ken Milnes e outro colega do SRI, Alan Phillips, para se juntarem a ele no empreendimento. Em poucos meses, seis outros veteranos do SRI subiram a bordo, incluindo um engenheiro chamado Walter Zavoli.

A equipe recém-formada definiu o objetivo: produzir um sistema de navegação que pudesse ser instalado como um acessório de reposição em qualquer carro. O dispositivo diria ao motorista onde ele ou ela estava o tempo todo por meio de um monitor CRT no painel e também traçaria a localização de um destino selecionado e manteria o controle das direções para esse destino até que o motorista chegasse lá.

Um mapa da área da baía se estendia por seis fitas.

Acontece que desenvolver o hardware para este dispositivo acabou sendo uma parte simples. Além de bússolas, computadores e monitores, havia problemas matemáticos profundos a serem resolvidos em relação a dados, algoritmos e mapas. Na verdade, Honey se perguntou: onde eles obteriam os dados do mapa e, além disso, como seus dispositivos os armazenariam e acessariam rapidamente assim que os tivessem?

Li todos os jornais que pude encontrar sobre o assunto, lembra Honey. Logo ficou claro que a equipe precisava de alguém que entendesse de mapeamento digital e tivesse as habilidades em matemática topológica necessárias para armazenar dados de mapas digitais de forma eficiente. Descobri que realmente havia apenas dois caras que podiam fazer isso, diz Honey. Um deles, por acaso, conheci pessoalmente por meio de uma conexão familiar completamente diferente. Era Marvin White, que trabalhava para o U.S. Census Bureau.

Desde sua formação, o Census Bureau sempre precisou de mapas precisos para a realização do censo. Na década de 1960, os estatísticos do Bureau decidiram que o campo emergente dos computadores poderia ajudar a tornar seus mapas mais precisos e melhorar o planejamento de rotas para correspondência e enumeração porta a porta. No processo, eles inventaram uma maneira eficiente de armazenar digitalmente dados de mapas como um sistema de pontos, vetores e polígonos chamado DIME (Dual Independent Map Encoding). White mudou-se de Washington, D.C., para ingressar na empresa incipiente de Honey, e começou a aplicar seu conhecimento matemático à criação de algoritmos de mapeamento para o primeiro sistema de navegação automática computadorizado do mundo.

Logo, a equipe de Honey também começou a reunir grupos de digitalizadores - funcionários que pegariam dados de mapas disponíveis publicamente e os inseriam em um computador. (Naturalmente, eles começaram com dados para a área da baía de São Francisco.) Seus engenheiros desenvolveram uma maneira proprietária de acelerar o processo criando ferramentas de software que corrigiam distorções em digitalizações de fotografia aérea, outra inovação importante. Com essas ferramentas, eles podiam digitalizar mapas com muito mais rapidez do que os métodos anteriores, que normalmente envolviam a entrada manual ponto a ponto de marcos e estradas.

A equipe precisava de uma maneira robusta de armazenar os dados do mapa para o computador de navegação usar. O meio de armazenamento tinha que ser resistente a choques e vibrações e capaz de suportar o calor de um carro fechado em um dia quente. A equipe se concentrou em uma unidade de fita cassete especializada, que se mostrou muito mais robusta e menos cara do que um mecanismo de disquete.

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A Etak testou os materiais do cassete para encontrar algo capaz de resistir ao interior de um carro quente.Foto cedida por Walt Zavoli

Cada fita podia conter 3,5 MB de dados, o que era bastante para armazenamento removível de computador de baixo custo na época. Mesmo assim, um mapa da Bay Area ainda se estendia por seis fitas. Isso tornava a troca de fitas um problema significativo porque, ao que parece, fitas cassete comuns - como as usadas para armazenar dados em computadores domésticos na época - tinham uma tendência a derreter. O ambiente automotivo é difícil para a eletrônica, lembra Walt Zavoli, então diretor de P&D. Como os clientes trocavam de cassetes de mapas enquanto dirigiam, sabíamos que os cassetes acabariam no topo do painel, assando sob o sol do verão.

O computador era quase tão poderoso quanto um PC desktop compatível com IBM da época - ou seja, não muito.

Então, eles testaram vários materiais para conchas de cassete para ver o que poderia tolerar o calor. Eles se estabeleceram em uma concha de policarbonato que poderia suportar a exposição prolongada a temperaturas de até 105 graus Celsius.

E o que dizer do computador que leria esses dados - o coração e o cérebro do sistema? Para isso, a equipe contou principalmente com componentes prontos para uso. O computador, que cabia em um chassi de alumínio extrudado do tamanho de uma caixa de sapatos, era quase tão poderoso quanto um PC desktop compatível com a IBM da época - ou seja, não muito, especialmente considerando a infinidade de tarefas de computação que precisava realizar em tempo real.

Para uma exibição, os engenheiros selecionaram um CRT baseado em vetor, um tubo de exibição capaz de apenas desenhar linhas com um único canhão de elétrons, semelhante aos usados ​​em osciloscópios - bem como jogos Atari, como Asteróides . Eles escolheram uma unidade de vetor porque uma tela de bitmap de resolução alta o suficiente teria sido proibitivamente cara em 1984. A tela de vetor era nítida e legível. Também era claro, o que ajudava na legibilidade durante o dia.

O Navigator 700 (esquerda) e 450 (direita), e o sistema de dados de mapa baseado em cassete

Como a ajuda de satélites estava fora de questão, o computador teria que contar com sensores para rastrear o mundo ao seu redor. Para fazer isso, os engenheiros de Honey projetaram uma bússola eletrônica personalizada, que seria montada no para-brisa traseiro, e um conjunto de sensores de roda afixados nas rodas não motrizes de um carro para determinar a velocidade, distância percorrida e direção da curva.

Ao fazer experiências com um mapa na tela vetorial, a equipe descobriu que um ponto de vista de mapa fixo com um cursor móvel na tela não era intuitivo durante a condução. Então, eles mudaram para um ponto de vista centrado no motorista que girava e se movia em torno de um ponto fixo no meio da tela representando um carro. Nós consideramos isso um dado adquirido nos sistemas de navegação automática de hoje, mas a equipe por trás do Navigator inventou esse método de exibição.

Essa técnica de encabeçamento lembrou Honey dos antigos conceitos de navegação da Polinésia sobre os quais ele havia lido durante seus estudos de navegação em anos anteriores. Os antigos marinheiros daquela região navegavam nos mares contando com uma série de pistas ambientais, como as posições das ilhas ao seu redor, combinadas com uma percepção mental de si mesmos no centro do espaço de navegação conceitual em suas cabeças. Com isso em mente, Honey decidiu chamar sua nova empresa de Etak, que é um termo polinésio para mover pontos de referência de navegação.

Quando o sistema de navegação da Etak foi finalmente montado, funcionou tão bem que aqueles que o experimentaram sentiram que estavam testemunhando algum tipo de truque tecnológico. Era difícil para as pessoas acreditarem que funcionava, lembra Honey. É uma coisa engraçada de se dizer, mas era difícil de vender, porque as pessoas não esperavam que houvesse algo assim disponível.

O funcionário da Etak, Chuck Hawley, instala um Navigator no Datsun do colega Walt Zavoli.Foto cedida por Walt Zavoli

Hoje, um smartphone pode fornecer instruções de direção, graças a um receptor GPS capaz de se comunicar com uma rede de satélites e mapas baixados sem fio pela Internet. A invenção de Honey não precisava de satélites nem de Internet: apenas uma bússola, alguns sensores, dados de mapas a bordo e alguns algoritmos muito inteligentes. E funcionou como mágica. Tão bem, de fato, que o software de navegação moderno ainda usa algumas das técnicas de correspondência de mapas da Etak para melhorar a precisão da localização do carro na tela enquanto dirige. Caso contrário, pode parecer que você está dirigindo alguns metros ao lado da rua.

A capa de uma brochura Etak

O que estávamos fazendo era basicamente aproveitar o fato de que os motoristas tendem a usar as estradas, diz Honey. Os algoritmos do Etak combinariam o caminho de viagem do seu carro com as formas de estrada conhecidas em seu banco de dados e, em seguida, colocariam visualmente o cursor do carro na tela naquela posição no mapa rodoviário digital. Ao usar o Navigator, o sistema corrigia continuamente os erros acumulados ao longo do tempo, comparando as distâncias reais percorridas e as curvas feitas com as formas das estradas no mapa. Honey chama a técnica de cálculo morto aumentado.

Isso significa que dirigir por um longo trecho de rodovia reta poderia começar a tropeçar no sistema de Etak, uma vez que não havia curvas e nem estradas distintas para o computador capturar algoritmicamente. Se isso acontecesse, o motorista poderia reposicionar manualmente o cursor do carro em um local no mapa usando os controles no visor.

Os engenheiros da Etak decidiram que seria muito perigoso e perturbador operar os controles do monitor em um veículo em movimento. Então, eles desativaram a entrada de destino ou o reposicionamento do carro enquanto o carro estava em movimento - décadas antes que o resto do mundo começasse a se preocupar com os perigos da direção distraída.

Aqui está uma olhada em como a interface de usuário do Etak - que utilizava botões semelhantes aos do ATM ao longo da lateral da tela - operava.

Uma visão que funcionou

O desenvolvimento do sistema de navegação da Etak continuou ao longo de 1984. Durante os testes, a Etak reduziu o sistema em duas variantes: o 700, que veio com uma tela de 7 polegadas, e o 450, que veio com uma tela de 4,5 polegadas. Eles chamaram o produto de Etak Navigator e começaram a mostrá-lo para a imprensa no final de 1984.

1984 foi um ano difícil para o principal investidor da Etak, Nolan Bushnell. Devido à má gestão e à queda do mercado de videogames, seu antes promissor negócio Pizza Time Theatre entrou em falência, forçando a venda de sua subsidiária, Sente Technologies, uma empresa valorizada por Bushnell como uma fonte potencial de inovação em videogame em seu carreira pós-Atari. (Pizza Time resistiu e, após uma fusão com um concorrente, ainda está conosco hoje como Chuck E. Cheese.) Outra empresa Bushnell, Androbot, que prometeu um mundo de entretenimento doméstico inteligente e robôs de serviço no início dos anos 1980, também falhou espetacularmente e convidou a repreender o que eu disse da imprensa.

Stan Honey mostra sua criação em uma foto de 1986.

Etak foi um ponto brilhante entre as startups de Bushnell, e sem a visão que o levou a financiar a ideia de Honey, a empresa poderia nunca ter acontecido. E, como de costume, Bushnell tinha uma avaliação presciente de para onde a tecnologia de consumo poderia eventualmente ir. Digamos que você esteja em seu carro e queira jantar, disse ele em uma entrevista para um 1984 Inc. recurso de revista . Você tem esta caixa no painel. Você digita ‘Japonês’, depois ‘barato’, depois ‘bom sushi’. A caixa assume e o guia para um lugar. O autor do artigo retrucou: Onde Etak guiará Nolan Bushnell parece hoje um pouco fora de questão. Mas o recurso que entusiasmou Bushnell - a Etak esperava adicionar informações de negócios aos seus dados - fez praticamente o que o aplicativo do Yelp para smartphone faz hoje.

Em contraste com outras startups pós-Atari Bushnell - que tendiam a soar visionárias, geravam entusiasmo e depois desabavam - a Etak teve sucesso e até prosperou. A Honey forneceu pessoal extremamente competente e tecnicamente capacitado; Bushnell forneceu recursos financeiros, mas a maioria recuou em vez de se envolver na gestão do dia-a-dia. Foi realmente o show de Stan Honey, disse Bushnell hoje. Eu era um pequeno jogador, na melhor das hipóteses.

O ex-engenheiro da Etak Walter Zavoli elogia especialmente os talentos gerenciais confiantes, constantes, mas não avassaladores de Honey, comparando-os ao papel de Honey como navegador em um iate: a maior parte da navegação profissional de Stan envolvia navegar no veleiro, não sendo seu capitão. O navegador é responsável por oferecer ao capitão um plano estratégico sobre o caminho a seguir. Assim, Honey rapidamente se concentrou na engenharia, passando a presidência da empresa para George Bremser.

Bill Baker da Etak brinda aos colegas para celebrar os primeiros embarques do Navigator em 1985. Walter Zavoli pode ser visto no centro do primeiro plano.Foto cedida por Walt Zavoli

Fazer-mo-nos à estrada

O Etak Navigator foi enviado pela primeira vez por volta de julho de 1985, com o modelo 450 sendo vendido por $ 1.395 (cerca de $ 3.083 quando ajustado para 2015) e o 700 sendo vendido por $ 1.595. Os cassetes de mapas custam cerca de US $ 35 cada. Apenas a Bay Area da Califórnia estava inicialmente disponível, seguida por lançamentos para outras grandes regiões metropolitanas. Revendedores locais de estéreo automotivo e telefone celular instalaram e calibraram o sistema, um processo que levou algumas horas.

O Navigator estava tão à frente do jogo que não foi apenas o primeiro sistema de navegação para carros comercial disponível, mas o único em dois anos. Etak fez isso, e fez isso tão bem, que a maioria dos dispositivos de navegação sucessivos que chegaram ao mercado ao longo da década licenciaram as patentes da empresa, seus dados de mapa ou seu hardware.

porque as pessoas falam demais

E isso abriu o caminho para a oportunidade real da Etak. A eletrônica de consumo era um negócio difícil. Para a maioria das pessoas na década de 1980, era muito difícil justificar o gasto de quase US $ 2.000 para colocar um mapa digital em seu carro. Mas o preço era menos uma barreira para empresas com frotas de caminhões comerciais, e os dados de mapa da Etak atraíram empresas como a Coca-Cola e a UPS, que os usavam em seus centros de despacho para planejar rotas de entrega ideais.

O Navigator instalado em um veículo

Honey estima que o Etak vendeu entre 2.000 a 5.000 unidades, com o modelo de 4,5 polegadas sendo mais atraente para motoristas de veículos particulares de passageiros e o modelo de 7 polegadas sendo o mais popular em aplicações de caminhões comerciais. Mas, à medida que as vendas diminuíam, a Etak afastou-se com sucesso do hardware no final dos anos 1980. Trabalhando com um exército de centenas de mapeadores em todo o mundo, ele digitalizou a maioria das estradas e pontos de referência da Terra. Os dados que coletaram eram tão fundamentais e precisos que ainda estão em uso, inclusive no aplicativo Maps da Apple.

Etak percebeu que o mapeamento digital não era apenas um exercício de codificação de espaços públicos e endereços residenciais. Poderia fornecer rotas ideais para locais comerciais também, e para o magnata da mídia australiano Rupert Murdoch. Com isso em mente, sua empresa, News Corporation, comprou a Etak em 1989 por cerca de US $ 25 milhões. Logo depois, Stan Honey se tornou vice-presidente de tecnologia da News Corp.

Bushnell ficou satisfeito com o resultado, observando que Etak foi um de seus investimentos mais bem-sucedidos. E provou ser uma marca positiva em seu longo currículo de esforços empreendedores às vezes malfadados, mas sempre imaginativos.

Uma instalação de mapeamento digital Etak

A Etak mudou de mãos novamente várias vezes ao longo dos anos, aumentando o preço de venda a cada vez, conforme o valor de seus dados de mapa e patentes de navegação fundamentais se tornavam cada vez mais aparentes. Quando a Sony adquiriu a empresa em 1996, o preço girava em torno de US $ 100 milhões. O Etak acabou se tornando parte da TomTom, garantindo que seus dados de mapa, alguns dos quais foram digitalizados pela primeira vez durante o desenvolvimento do Navigator em 1984, viveriam até hoje.

Honey, Milnes e alguns de seus colegas da Etak mais tarde seguiram para outros empreendimentos tangencialmente relacionados à navegação, como liderar a equipe que criou o halo de vídeo brilhante em torno de um disco de hóquei para jogos da NHL na televisão (rastreando a posição do disco de hóquei no ringue) e criando a linha digital first-down para transmissões de TV da NFL. Nada disso teria acontecido sem o amor de Honey pela navegação e sua sede de compreender e dominar completamente a arte da navegação. Hoje, aos 60 anos, ele continua navegando para ganhar equipes de corrida de veleiros em todo o mundo.

Enquanto isso, a noção de que um dispositivo móvel pode ajudá-lo a chegar onde você está indo - tão alucinante em 1985 que as pessoas mal conseguiam compreendê-lo - agora está tão arraigada na vida cotidiana que não pensamos mais nela como algo notável. Mas isso é. E o fato de que todos nos perdemos com muito menos frequência do que antes é o legado duradouro da Etak.