Qui est là ? Le bracelet le sait.

Le lecteur attentif de ces pages — et nous lui sommes reconnaissants d’être ce lecteur attentif — s’est désormais forgé une image assez complète de ce que fait le bracelet Galvanic Pulse. La détection de l’homme à la mer par signal négatif, traitée dans Schrödinger’s Watchkeeper. L’inférence de fatigue et d’état de sommeil. Une légère vibration au poignet pour délivrer un rappel de quart, ou un geste d’accusé de réception de l’utilisateur vers le bord. Un objet petit et discret au poignet, accomplissant plusieurs tâches silencieuses.

Il est possible, toutefois, que le lecteur moins attentif — et nous supposons que le lecteur moins attentif, c’est la plupart d’entre nous — n’ait pas remarqué que le bracelet accomplit une fonction supplémentaire, et que cette fonction supplémentaire constitue, à bien des égards, ce qui unit l’ensemble du système. Le bracelet est, en plus de tout le reste, le moyen pour le bord de savoir où se trouve chaque personne à bord, et qui est chaque personne, à chaque instant.

Bref récapitulatif — Ce que fait déjà le bracelet

Pour le lecteur qui n’a pas encore lu les autres articles — et comme mise en contexte rapide pour la suite de ce billet — le Galvanic Pulse assume déjà quatre fonctions bien documentées :

• Détection de l’homme à la mer par signal négatif. Le bracelet maintient en permanence une communication radio basse consommation avec le bord ; l’interruption de cette communication — parce que le poignet a quitté le navire — déclenche l’alarme MOB. Aucune pression sur un bouton n’est requise de la part de la personne en danger.
• Inférence de fatigue et d’état de sommeil. L’accélérométrie au poignet alimente un classificateur veille/sommeil ; l’intégrale à long terme de l’activité informe la trace de fatigue que respecte le programme de quarts.
• Notifications. Une vibration discrète au poignet lorsque le Galvanic Voice a quelque chose à communiquer — un rappel de quart, un événement de niveau ATTENTION, une note d’ancre — adressée uniquement à la personne concernée plutôt que diffusée à l’ensemble du bord.
• Accusés de réception. Un geste du poignet renvoyé au système : l’utilisateur a bien pris note de l’alerte et y donne suite.

C’est la version de l’histoire du Galvanic Pulse que nous avons racontée jusqu’ici. Elle n’en constitue délibérément qu’une partie.

La discrète cinquième fonction : savoir où se trouve chaque personne

Chaque unité Galvanic Voice installée à bord est, dans le même temps, un récepteur Bluetooth. Alors que chaque bracelet diffuse sa présence plusieurs fois par seconde, chaque unité Voice à portée mesure l’intensité du signal qu’elle reçoit — ce que les ingénieurs en radiocommunication appellent le RSSI, l’indicateur de puissance du signal reçu. Un bracelet proche d’une unité Voice produit un RSSI élevé sur cette unité ; un bracelet situé deux cabines plus loin produit un RSSI plus faible ; un bracelet sur le pont alors que l’unité Voice se trouve dans le carré produit une valeur intermédiaire.

Avec plusieurs unités Voice installées à des emplacements connus à bord — la barre, le cockpit, le carré, la cabine avant, la cabine arrière — chacune signale le RSSI de chaque bracelet à chaque instant. Un processus de fusion s’exécutant à bord consomme ces flux et pose la bonne question : étant donné que ce bracelet apparaît le plus fort sur l’unité Voice de la cabine arrière, en deuxième position sur l’unité du carré, et très faiblement sur l’unité de la cabine avant, où se trouve le bracelet ? La réponse est : la cabine arrière.

La technique est la triangulation multi-stations BLE-RSSI, et elle produit, à chaque instant, une localisation relative au navire pour chaque bracelet à bord — non pas une position GPS, mais une pièce ou une zone catégorielle : barre, cockpit, carré, cabine avant, cabine arrière, tête, plage avant. Le coût en infrastructure est nul, car les unités Voice servant à la réception sont les mêmes unités Voice qui accomplissent déjà toutes les autres tâches à bord. Les récepteurs Bluetooth dont nous avions besoin pour la communication MOB sont également, sans aucun matériel supplémentaire, les récepteurs de localisation. (La méthode de localisation de l’équipage multi-stations fait l’objet d’une demande de brevet en cours dans le portefeuille de Galvanic Works.)

Comment le système détermine concrètement qui se trouve où

Trois variantes de classificateurs sont utilisées, par ordre croissant de sophistication, choisies en fonction du nombre d’unités Voice installées et de la clarté avec laquelle la géométrie intérieure du bord les sépare :

• Argmax de la station la plus proche. Le bracelet se trouve dans la zone dont l’unité Voice signale le RSSI instantané le plus élevé, à condition que l’écart par rapport à la deuxième meilleure unité dépasse une marge raisonnable (nous utilisons six décibels). Il s’agit du classificateur de référence — robuste, peu exigeant en calcul, et suffisant pour une résolution au niveau de la pièce sur les bords équipés d’une unité Voice dans chaque zone principale.
• Multilatération par perte de trajet. Le RSSI de chaque station est converti en une estimation de distance à l’aide d’un modèle de perte de trajet logarithmique étalonné ; trois stations ou plus permettent au système de fixer une position bidimensionnelle relative au navire par moindres carrés. Utile lorsque les zones ne sont pas naturellement séparées par des cloisons — sur un yacht à moteur à plan ouvert, par exemple.
• Empreinte de signature. Lors d’un passage unique à la mise en service, le capitaine porte un bracelet et visite chaque zone désignée à tour de rôle ; le système enregistre la signature RSSI par station de chaque zone. Au cours du fonctionnement, le vecteur RSSI instantané d’un bracelet est comparé aux signatures enregistrées. Il s’agit de la variante la plus précise, utilisée sur les bords dont la géométrie intérieure est suffisamment atypique pour que les classificateurs à usage général peinent à s’y adapter.

Quel que soit le classificateur en service, la sortie est légèrement lissée par un court filtre modal — un bref passage par la cuisine ne réaffecte pas l’utilisateur à la catégorie « dans la cuisine » s’il dormait à l’avant deux secondes auparavant et y dormira encore deux secondes plus tard.

Nous serons honnêtes sur un point : la qualité de la localisation dépend du bord. Un monocoque dont les unités Voice sont situées dans des cabines bien séparées, derrière de véritables cloisons, produit des classifications nettes et sans ambiguïté. Un catamaran à plan ouvert avec un grand carré et une douzaine d’axes de visée est un problème plus complexe, que le système résout par multilatération par perte de trajet. Un très grand yacht comportant de nombreuses zones peut nécessiter une empreinte de signature pour distinguer de manière fiable les zones adjacentes. Le système choisit le classificateur adapté à la topologie et informe le capitaine du niveau de confiance.

Là où vous dormez, et le système qui le sait

L’une des utilisations les plus utiles que le bord peut faire du flux de localisation par bracelet est de répondre à une question que le capitaine doit sinon mémoriser : dans quelle cabine dort chaque membre d’équipage ce soir ?

Le classificateur approprié constitue ici une pièce particulièrement élégante du système. La localisation instantanée du bracelet peut vaciller — une personne visite brièvement la cuisine, traverse le carré, va chercher une veste dans une cabine qui n’est pas la sienne. Un échantillonnage à chaque instant produirait une sortie bruyante et inutile de « cabine actuelle ». La bonne question à poser n’est pas « où se trouve cette personne maintenant ? » mais « dans quelle cabine cette personne dort-elle réellement ? » — et la bonne réponse est la majorité pondérée dans le temps des classifications de l’unité Voice la plus proche conditionnée par le signal d’état de sommeil propre du bracelet. Une personne qui s’allonge dans une cabine et maintient la classification « endormi » pendant des heures dort dans cette cabine ; une personne qui entre brièvement dans la cabine pour y chercher un pull ne l’est pas.

Une fois l’affectation établie, elle est utilisée. Lorsque le Galvanic Voice doit réveiller le quart d’appel pour la relève suivante, il ne demande pas au capitaine de préciser quelle cabine appeler — le système le sait déjà. Lorsqu’une alerte de niveau urgence s’intensifie du poignet à l’ensemble du bord, elle s’adresse en premier lieu à la cabine du membre d’équipage concerné plutôt que de se diffuser indistinctement dans le quart de repos. Lorsque le capitaine doit être réveillé — et lui seul — l’alerte est acheminée vers la cabine dans laquelle le capitaine a effectivement dormi ce soir-là, et non vers la cabine étiquetée « capitaine » sur les plans de l’architecte.

Vous pouvez même changer de cabine chaque nuit. Le système en tiendra compte. (Nous savons que vous ne le faites pas. Mais il le ferait, si c’était le cas.) (La méthode d’affectation automatique de cabine, conditionnée par l’état de sommeil du bracelet, fait également l’objet d’une demande de brevet en cours.)

Identité — Qui a fait quoi, et quand

Une deuxième utilisation du bracelet sur laquelle nous souhaitons être clairs est l’attribution d’identité. L’unité Voice qui délivre une alerte sait quels bracelets sont présents dans sa zone au moment où l’alerte est acquittée. Lorsqu’une personne à la barre efface une ATTENTION de veille au mouillage d’un geste du poignet, le système enregistre non seulement « acquitté » mais « acquitté par l’utilisateur du bracelet X, à la barre, à cet horodatage ». Chaque interaction avec le système est donc associée à une personne et à un moment.

Deux conséquences pratiques en découlent.

La première est d’ordre légal et d’enquête. Lorsqu’un incident s’est produit au cours d’une traversée et que la question posée par la suite est « qui a effacé l’alarme de mouillage à deux heures et demie cette fameuse nuit ? », la réponse se trouve dans le journal de bord. Non comme mise en cause — mais comme enregistrement. Les bords sont armés par des êtres humains, les êtres humains prennent des décisions, et ces décisions doivent pouvoir être retrouvées ultérieurement par les personnes qui en ont besoin. Le traceur de cartes, le pilote automatique, le tableau d’alarmes du croiseur moderne moyen n’ont, à cet égard, aucune mémoire.

La seconde est d’ordre opérationnel. Le capitaine peut, à tout moment, voir qui est sur le pont et qui ne l’est pas. Qui se trouve dans le cockpit à trois heures du matin — le quart, vraisemblablement, mais le système l’affiche plutôt qu’il ne le déduit — et qui est en bas dans sa cabine, endormi, avec sa trace de fatigue qui continue de se reconstituer. Le capitaine qui est la seule personne debout à l’aube, trois heures avant que quiconque se lève, peut savoir, sans plus d’investigation, que personne d’autre n’est debout. Le patron qui vient d’entendre un bruit sourd sur le pont peut savoir si quelqu’un s’y trouve ou si le bord fait ce bruit de lui-même.

Les équipages en longue traversée évoquent un type particulier de conscience ambiante qui prend des années à développer — « je savais que quelqu’un était là-haut avant d’entendre le winch ». Le bracelet confère directement cette conscience au bord, sans les années d’expérience.

Plus le bord est grand, plus l’image est précise

Il convient de le dire clairement : plus un bord embarque d’unités Galvanic Voice, plus la localisation est précise. Une seule unité Voice sur un croiseur de douze mètres distingue déjà de manière fiable sur le pont de sous le pont ; une Voice à la barre et une Voice dans le carré distinguent barre-cockpit-carré-cabine ; un yacht équipé d’une Voice dans chaque cabine désignée produit une localisation au niveau de la zone avec très peu d’ambiguïté.

La géométrie du bord importe autant que le nombre d’unités. Les cloisons atténuent les signaux Bluetooth ; les axes de visée ne le font pas. La compartimentation naturelle d’un monocoque fait le travail du classificateur à sa place. Un catamaran à plan ouvert avec un grand carré et aucune cloison entre les zones est un problème plus complexe, résolu par multilatération par perte de trajet et, le cas échéant, par un passage unique d’empreinte de signature à la mise en service. Le système choisit le classificateur adapté à la topologie du bord sur lequel il est installé, et le capitaine dispose d’un indicateur de confiance dans l’application.

Pourquoi cela importe pour les personnes à bord

Pour le capitaine, cela signifie un bord qui comprend où se trouve l’équipage — et donc qui assure le quart, qui est de permanence, qui occupe la cabine à réveiller en prochain, qui vient de monter sur le pont et qui est encore en bas. Les décisions relatives à la route, à l’escalade des alertes et à la vigilance sont prises sur la base d’une image réelle de la position de l’équipage, et non d’une supposition.

Pour le membre d’équipage, cela signifie un bord qui s’adresse à lui par son nom et son rôle, sans menu à parcourir ni profil à configurer — et qui ne le sollicite que lorsque l’alerte le concerne. Le repos du quart de repos est véritablement un repos. Le quart montant est réveillé pour prendre la relève, et le quart descendant ne l’est pas.

Pour le membre de la famille ou le passager en charter, cela signifie un bord dont les alertes sont crédibles parce qu’elles parviennent à la personne concernée plutôt que de se diffuser dans toutes les cabines. L’enfant endormi à l’avant n’est pas réveillé par un AVERTISSEMENT adressé au capitaine à l’arrière. Le système respecte le sommeil là où il doit l’être, et ne le rompt que lorsque cela s’impose.

Pour le gestionnaire de flotte ou l’armateur, cela signifie un enregistrement infalsifiable de qui a interagi avec le système, quand, et depuis quel endroit à bord. La question posée après un incident peut trouver réponse dans un journal de bord, et non dans des souvenirs.

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