Le Chant du loup : sous-marin, PQ et cognition

Le Chant du loup suit l’épopée de l’équipage d’un sous-marin et de son “oreille d’or”, un analyste acous­tique. Ce film est une mine d’or sur l’es­prit humain et ses inter­ac­tions avec la machine. Voici pêle-mêle ce que j’ai trouvé inté­res­sant.

On y trouve beau­coup d’exemples des approches appe­lées facteur humain, c’est-à-dire en gros de la manière dont humains, tech­nique et orga­ni­sa­tions sont intri­qués dans des gros machins impé­né­trables appelés systèmes socio-techniques complexes.

C’est aussi une parfaite illus­tra­tion de la cogni­tion incarnée1J’utilise le terme le plus large mais comme le montre la section « Voir aussi » de Wikipedia, il y a d’autres approches, globa­le­ment conver­gentes : cogni­tion étendue, située, distri­buée, énac­ti­visme, phéno­mé­no­logie, exter­na­lisme, psycho­logie écolo­gique, etc., une nébu­leuse de programmes de recherche qui postule, pour sché­ma­tiser :

  • Que l’es­prit est insé­pa­rable du corps.
  • Que nos repré­sen­ta­tions existent par et pour l’ac­tion. Notre vision ne doit pas être pensée comme la construc­tion d’une image mais comme une acti­vité d’ex­plo­ra­tion du monde par boucles inces­santes entre gestes et percep­tion.2Deux réfé­rences : un livre d’Alva Noe (PDF de résumé et un de Kevin O’Regan Même nos capa­cités plus abstraites peuvent être pensées comme orien­tées vers certaines pratiques comme la commu­ni­ca­tion et l’ar­gu­men­ta­tion.
  • Qu’il n’y a pas de limite précise entre l’es­prit, le corps et son envi­ron­ne­ment immé­diat. Par exemple si je dessine des schémas pour m’aider et struc­turer ma pensée et que j’y reviens fréquem­ment dans un carnet de notes, c’est une manière d’exter­na­liser ma mémoire et on peut même dire que ce carnet fait partie de mon esprit, de manière étendue.
XKCD 903. Légende : "When Wikipedia has a server outage, my apparent IQ drops by 30 points."
XKCD – The Extend Mind

Un équipage, plusieurs cerveaux, un seul esprit ?

Le Chant du loup m’a fait notam­ment penser aux travaux d’Edwin Hutchins. Ce cher­cheur a passé du temps sur des ponts de frégates et dans des cock­pits d’avion pour étudier leur orga­ni­sa­tion. Son livre Cognition in the wild s’ouvre sur une longue descrip­tion d’un navire ayant échappé de justesse à une grave colli­sion.

Il explique que l’in­tel­li­gence doit être vue comme un phéno­mène intrin­sè­que­ment collectif, surtout dans ces cas d’équi­pages travaillant dans un envi­ron­ne­ment codifié et soudés autour d’un objectif commun. Les infor­ma­tions circulent à toute vitesse, chacun a un rôle précis pour analyser une infor­ma­tion ou effec­tuer une action, si bien que l’équipe fonc­tionne presque comme une seule entité. Ou disons au moins qu’il y a un conti­nuum entre indi­vidu et collectif.

Outils cognitifs

Dans un envi­ron­ne­ment aussi avancé et précaire qu’un sous-marin, l’usage de l’écrit peut étonner, alors qu’il est partout.

Il y a d’abord la table de navi­ga­tion, utilisée avec feutre effa­çable, rappor­teur et compas. Le navi­ga­teur y calcule des modi­fi­ca­tions de trajec­toire pour les proposer au comman­dant, qui peut voir le résultat direc­te­ment. Quelques exemples, tirés du Chant du loup et d’autres films.

Ce genre de réflexion effec­tuée direc­te­ment sur papier a été quali­fiée « d’ac­tion épis­té­mique » (PDF) par Kirsch et Maglio, qui ont étudié le compor­te­ment de joueurs face à Tetris. Ces actions n’ont pas d’autre but que d’aider à la réso­lu­tion de problème, par exemple pour véri­fier si une pièce va s’adapter aux autres il est plus simple de la pivote à l’écran que dans sa tête

Des zoids tout à fait mignons dessinés à la main en 1994

Admirez aussi le tableau lumi­neux, les feuillets suspendus et le rouleau de scotch pré-dévidé.

Cet usage du papier est aussi docu­menté dans les cock­pits d’avion, voir ce papier (PDF) écrit par Nomura, Hutchins (encore lui) et Holder.

Papier… et papier-toilette

Dans À la pour­suite d’Octobre rouge, on voit ce qui ressemble fort à un rouleau de papier-toilette à droite de l’écran. Pourquoi ?

À la poursuite d'Octobre rouge : ordinateur surplombé d'un rouleau de papier toilette pour nettoyer un écran

Réponse : un analyste utilise un sonar passif, c’est-à-dire pas un sonar clas­sique qui émet des sons pour détecter leur réver­bé­ra­tion sur l’en­vi­ron­ne­ment. Il écoute, tout simple­ment. Et il regarde : le spectre sonore ci-dessous repré­sente le temps en ordon­nées et la direc­tion en abscisses (parfois il s’agit de la fréquence). A l’époque, pour suivre une trace sonore il devait le faire à la main. Ou plutôt au feutre. D’où le rouleau qui permet­tait d’es­suyer ces marques. Ma source.

Oreille d’or

La tâche prin­ci­pale d’une oreille d’or : moins écouter que classer. Comparer à une base de données de signaux connus. Ce bruit est-il biolo­gique ? Marin, sous-marin ? Ami, ennemi ? Si le bruit ne rentre pas dans une case, il est bien embêté. Dans le film : c’est trop silen­cieux pour venir d’un bateau mais en même temps aucun sous-marin en acti­vité n’a d’hé­lices à quatre pales. Il faut forcé­ment une réponse, tu as litté­ra­le­ment cinq personnes sur le dos qui doivent décider d’une trajec­toire.

L’oreille d’or a le track­ball dans une main, le casque sur une seule oreille pendant les phases de veille et sur les deux pendant les phases d’analyse intense. Une seule oreille car il doit rester attentif à ce qu’il se passe sur le pont. Parole de spécia­liste :

Pour la veille, on n’uti­lise effec­ti­ve­ment qu’une seule oreille. En effet, un veilleur sonar ne doit pas être devant son écran pour unique­ment tourner la boule de son curseur audio : il doit savoir ce qui se passe dans le CO, pour­quoi on change de route par rapport à une force, savoir ce qu’on cherche en prio­rité, le secteur de la menace. Il n’y a pas vrai­ment d’oreille préférée : le veilleur sonar de coque écou­tera plutôt avec l’oreille gauche, car la table traçante (là où sont prises les déci­sions par le pacha ou le chef de quart) est à sa droite, alors que le veilleur ALR, qui est de l’autre côté, lais­sera plutôt son oreille gauche libre. Après, par exemple pendant un transit, c’est à dire lors­qu’il n’y a pas vrai­ment d’ac­ti­vités, on choisit l’oreille suivant le confort. Ensuite, on mettra les deux écou­teurs quand on veut se concen­trer sur un contact qui nous pose par exemple des soucis de classif ou de comp­tage.

Source

Système socio-technique

Voici quelques inter­faces montrées dans le film (proba­ble­ment non-contractuelles). Mais c’est la partie émergée de l’ice­berg. D’une certaine manière dans un sous-marin tout est inter­face entre l’être humain et des fonc­tions critiques. Tout est pensé pour aider les sous-mariniers à écouter et exécuter des ordres, à marcher, se tenir, ou respirer. Par exemple quand l’at­mo­sphère est compro­mise, ils peuvent se bran­cher à inter­valle régu­lier à des arri­vées d’air.

Dans cet écosys­tème entiè­re­ment arti­fi­ciel, tout a été conçu. L’équipage aussi : comment s’or­ga­niser, qui doit faire quoi à quel moment, le language codifié, tout a été réfléchi. Plutôt que l’his­toire d’un humain réduit à un rouage dans la machine, le film nous montre un monde où l’op­po­si­tion entre humain et système n’a pas de sens.

En bonus

Un jeu vidéo de carto­gra­phie sous-marine

Le canal Youtube d’un spécia­liste, avec cette play­list sur d’ana­lyse accous­tique

Il poste aussi ce genre de chose :

Un repor­tage de Libération : Vingt-quatre heures dans un sous-marin

Panneau de contrôle à bord du sous-marin Casabianca
Photo : Olivier Monge pour Libération, à bord du sous marin nucléaire Casabianca à quai à Toulon. Toulon, le 9 aout 2018

Au doigt de pied et à l’œil : contrôler un ordinateur avec les pieds

Lors de deux moments impor­tants pour l’his­toire de l’in­for­ma­tique, on trouve une personne assise à une machine et utili­sant autant ses pieds que ses mains.

D’abord, le métier Jacquard néces­si­tait l’emploi d’une pédale, comme d’autres métiers à tisser avant lui. Cette inven­tion inspi­rera le proto-ordinateur de Babbage et Lovelace. Ensuite, Engelbart est connu pour être le premier, dès 1968, à proposer un système cohé­rent compre­nant inter­face graphique, souris et colla­bo­ra­tion à distance. Ce qui est moins connu, c’est que pour lui le succès de la souris fut presque acci­dentel. Lui croyait plus dans le poten­tiel du clavier à accords et avant ça avait expé­ri­menté avec des dispo­si­tifs où la posi­tion du poin­teur était trans­mise par un casque, ou encore par la posi­tion… du pied et du genou !

Ensuite, le pied se retrouve un peu partout. Si vous ne me croyez pas, je vous conseille la lecture de cette somme sur le sujet (trente pages, une véri­table somme podo­lo­gique !). Il iden­tifie notam­ment une gamme de gestes, utilisés prin­ci­pa­le­ment dans des expé­riences artis­tiques ou acadé­miques. De manière plus popu­laire, on retrouve les tapis des jeux de danse, les péda­liers des jeux de course, mais aussi diffé­rents plateaux d’équi­libre, initiés dès 1982 par le Joyboard d’Amiga (en photo plus haut).

Quoi d’autre ? On peut parler de l’in­dus­trie, où les risques d’ac­ti­va­tion intem­pes­tive (analysés ici) exigent des pédales avec des clapets et autres garde-fous.

Pédale industrielle

Les utili­sa­teurs avec des problèmes de posture ou de motri­cité peuvent utiliser toute sorte de « souris à pied », comme cette fasci­nante Souris-Sandale.

Souris-sandale ou toe-mouse

La première machine à écrire à être large­ment utilisée compre­nait une pédale pour la touche Entrée. Toujours dans l’édi­tion de texte, la VIM Clutch constitue un exemple inté­res­sant de conver­gence entre maté­riel et logi­ciel. L’éditeur de texte VIM fonc­tionne par modes : un mode normal, un pour l’in­ser­tion, un pour la sélec­tion de texte, etc. Ça parait bizarre mais c’est beau­coup plus sensé que ça n’en a l’air. Un maitre-nerd a donc bricolé une pédale qui permet, tant qu’on la main­tient, de rester dans le mode le plus courant. Ça rappelle un peu les péda­liers de piano et c’est assez logique d’avoir une touche dédiée et acces­sible à part pour une action aussi fonda­men­tale.

Sholes and Glidden typewriter

Citons aussi les chaus­sures intel­li­gentes, avec unique­ment des senseurs, ou carré­ment avec des actua­teurs modi­fiant le niveau d’amorti.

Le meilleur pour la fin : par deux fois, des petits malins ont essayé de tricher au casino en portant un ordi­na­teur qui commu­ni­quait des infor­ma­tions à un complice (source 1, source 2). Comment le tricheur faisait-il pour saisir ces infor­ma­tions ? En tapant du pied. Un bel exemple d’ha­bi­tro­nique, dès 1960 et à nos pieds.

« Habitronique », parfai­te­ment. Je vous laisse sur l’ou­ver­ture de Footloose.

Cogner à son ordi

Ces temps-ci, j’ai l’oc­ca­sion d’uti­liser un Thinkpad (X230 pour les amateurs). Ces ordi­na­teurs portables sont dotés d’une petite lampe en haut de l’écran, pour l’éclairer quand la lumière ambiante est trop faible. Un raccourci clavier (Fn+Espace) permet de l’éteindre et de l’al­lumer instan­ta­né­ment.

Très natu­rel­le­ment je me suis dit : « hey avec ça on peut commu­ni­quer en morse ». Je n’ai pas été le premier à y penser : voici un outil qui convertit du texte en morse et l’en­voie direc­te­ment à la lampe, et le témoi­gnage de quel­qu’un dont la lampe envoie S.O.S en boucle et qui n’ar­rive pas à l’ar­rêter.

En faisant mes recherches, je suis tombé sur un hack assez diffé­rent mais encore plus jouissif : utiliser l’ac­cé­lé­ro­mètre d’un ordi portable pour détecter quand on toque dessus. Certains ordi­na­teurs ont un capteur de ce genre pour détecter une chute et désac­tiver le disque dur, mais on peut en tirer parti pour jouer, enre­gis­trer les séismes ou détecter des coups. On peut ainsi sortir son ordi­na­teur de veille avec un rythme de coups qu’on aura défini.

knockToUnlock

L’idée du secret knock a été reprise par des apps de déver­rouillage de porte. Plus large­ment, on peut taper pour allumer l’écran de son smart­phone LG, pour déver­rouiller son ordi­na­teur depuis son télé­phone (en photo), etc.

J’aime le fait qu’on utilise un senseur interne, conçu pour détecter les mouve­ments propres de l’ap­pa­reil, pour un usage externe. J’aime aussi le fait que l’or­di­na­teur devient entiè­re­ment un bouton : on peut appuyer dessus n’im­porte où.

J’aime enfin l’idée de détourner les compo­sants de banals ordi­na­teurs pour en faire des inter­faces tangibles dignes du MIT Media Lab. Il y a certai­ne­ment plein d’usages marrants et de choré­gra­phies complexes à imaginer, à partir d’un bête toc-toc et d’une simple lampe. Jeu musical ? Discussions discrètes en salle de classe ? Détecter l’hu­meur des gens suivant les chocs que reçoit l’ap­pa­reil ?

Et puis ça me permet de citer le roman Cryptonomicon, et une scène de dénoue­ment où le héros, prison­nier et convaincu que sa cellule et son ordi­na­teur sont pleins de mouchards, passe des infor­ma­tions vitales en code morse via le voyant CAPS LOCK de son ordi­na­teur :

How does Randy know that there is a site called Golgotha, and how does he know its real coor­di­nates ? His computer told him using Morse code. Computer keyboards have LEDs on them that are essen­tially kind of useless : one to tell you when NUM LOCK is on, one for CAPS LOCK, and a third one whose purpose Randy can’t even remember. And for no reason other than the general belief that every aspect of a computer should be under the control of hackers, someone, somew­here, wrote some library routines called XLEDS that make it possible for program­mers to turn these things on and off at will. And for a month, Randy’s been writing a little program that makes use of these routines to output the contents of a text file in Morse code, by flashing one of those LEDs. And while all kinds of useless crap has been scrol­ling across the screen of his computer as camou­flage, Randy’s been hunched over gazing into the subli­minal channel of that blin­king LED, reading the contents of the decrypted Arethusa inter­cepts. One of which says : THE PRIMARY IS CODE NAMED GOLGOTHA. COORDINATES OF THE MAIN DRIFT ARE AS FOLLOWS : LATITUDE NORTH (etc.)

Mille et une manieres de saisir des nombres

En sché­ma­ti­sant, on peut distin­guer deux manières de saisir des nombres : avec une « échelle » et avec un clavier.

Échelles

Dans le premier cas, on choisit une bonne valeur sur une échelle continue, avec un curseur ou un stylet. L’échelle peut être linéaire (comme sur l’Arithmomètre) ou circu­laire (comme sur la Pascaline ou un télé­phone à cadran). L’échelle est parfois impli­cite, comme sur la Curta où seule la valeur sélec­tionnée est affi­chée.

Pascaline
Pascaline

Curta
Curta

L’Arithmomètre fut très popu­laire jusqu’à la moitié du XXe siècle, que ce soit l’ap­pa­reil d’ori­gine inventé par Tomas de Colmar ou la variante de Odhner, dotée d’un nouveau méca­nisme. Notez que son usage était assez fasti­dieux : il fallait remettre le total à zéro, saisir un nombre puis le valider par un grand tour de mani­velle (voir la vidéo plus bas).

L’Addiator est un peu diffé­rent. Dans cette calcu­la­trice de poche vendue à partir de 1920 (et impres­sion­nante de compa­cité pour l’époque), un stylet intégré permet de pousser une encoche corres­pon­dant à un chiffre jusqu’à une butée. Quand le calcul implique une retenue, il faut pousser l’en­coche jusqu’à la faire changer de colonne.

Claviers

Un clavier peut être un pavé de dix chiffres, ou bien une grille de nombres à saisir direc­te­ment.

Les pavés à dix chiffres sont le plus souvent disposés en trois colonnes, comme sur certaines calcu­lettes (inventé par David Sunstrand, 1911) ou sur les télé­phones depuis les travaux de Chapanis aux labo­ra­toires Bell. Pour les calcu­lettes, on ne trouve histo­ri­que­ment pas de raison­ne­ment parti­cu­lier pour avoir orga­nisé les chiffres du bas vers le haut (source), alors que l’ordre des chiffres sur un télé­phone, du haut vers le bas, a été minu­tieu­se­ment étudié. Voici par exemple 17 alter­na­tives qui on été testées et lais­sées de coté :

bell

Ils peuvent être disposés sur deux lignes, comme sur certains claviers « sécu­risés » de sites bancaires ou comme le premier clavier de calcu­lette à dix chiffres commer­cia­lisé.

ing direct
ING direct

On appelle souvent le second type de clavier un Comptomètre. Il est inté­res­sant car pensé pour l’usage parti­cu­lier des cais­siers ou des commis de bureau devant addi­tionner des séries de valeurs. Les nombres sont disposés en colonne, avec depuis la droite les unités, dizaines, centaines, etc. Si on en reste à l’addition, ces appa­reils sont très effi­caces : il suffit d’ap­puyer direc­te­ment sur les nombres voulus, sans vali­da­tion, et l’addition est affi­chée progres­si­ve­ment en bas. Il n’y pas de boutons pour les diffé­rents opéra­tions ni pour le =. Il n’y a pas non plus besoin de zéro : 200 corres­pond au 2 sur la troi­sième colonne. Comme on le voit sur la photo, seule l’unité est affi­chée sur chaque touche. Le chiffre en petit sur la gauche est le complé­ment du chiffre prin­cipal et sert aux sous­trac­tions selon une méthode assez savante.

Un comptomètre de marque Sumlock
Un comp­to­mètre de marque Sumlock

Ces appa­reils ont donné lieu à des consi­dé­ra­tions ergo­no­miques tout à fait modernes :

  • Usages inat­tendus : les utili­sa­teurs experts n’utilisaient guère les nombres en haut des colonnes, puisqu’il était plus facile de taper deux fois 4 plutôt que monter la main jusqu’au 8.
  • Soucis de clarté : les colonnes étaient colo­riées diffé­rem­ment et deux revê­te­ments diffé­rents étaient utilisés sur les touches, en alter­nance sur chaque ligne.
  • Conception holis­tique : pour éviter de trop lever le bras, des bureaux spéciaux étaient utilisés avec un encas­tre­ment pour abaisser la machine.

Pour aller plus loin

Des sites histo­riques spécia­lisés :

Les ancêtres d’Excel et de Powerpoint

Excel

Ce photo­gramme est tiré du film La Garçonnière de Billy Wilder. On y voit le héros, comp­table parmi des centaines d’autres dans une compa­gnie d’as­su­rance. Ben Evans a avancé l’idée qu’on peut comparer ce bureau à un fichier Excel et chacun de ces employés à une cellule effec­tuant un calcul précis. Evans sures­time sans doute le degré de taylo­ri­sa­tion des employés de bureau, mais il est vrai qu’il est tentant de comparer à un énorme tableau tous les dépar­te­ments d’une orga­ni­sa­tion s’oc­cu­pant de chiffres et que le déve­lop­pe­ment de l’in­for­ma­tique a large­ment auto­ma­tisé les calculs et permis d’étendre les méthodes de travail et de raison­ne­ment, comme l’a très bien perçu Steven Levy dès 1984.

Il existe un cas encore plus parlant : les calculs mathé­ma­tiques complexes requis par des domaines tels que l’as­tro­nomie, la balis­tique ou la cryp­ta­na­lyse. Chaque calcul était décom­posé en opéra­tions simples et succes­sives, effec­tuées par des personnes armées de calcu­lettes et autres tables de loga­rithme. En anglais, ces personnes étaient appe­lées des… compu­ters, Cf. cet article et ce livre. Bletchley Park était ainsi un centre mili­taire tout entier dédié au but de casser les codes secret utilisé par l’Axe, ce qui se reflé­tait dans son orga­ni­sa­tion.

Powerpoint

Powerpoint est autre exemple d’or­ga­ni­sa­tion entière se retrou­vant réduite à un simple logi­ciel. Dans les années 1980, la concep­tion d’une présen­ta­tion se faisait par ordi­na­teur, mais il fallait toujours produire les supports, que ce soit sur diapo­si­tive argen­tique ou sur trans­pa­rent. Powerpoint 2.0 avait ainsi un bouton Envoyer à Genigraphics, qui permet­tait de trans­mettre un fichier direc­te­ment à une entre­prise spécia­lisée dans l’im­pres­sion de diapo­si­tives.

Si on remonte jusqu’au début du 20e siècle, on trouve l’en­tre­prise de chimie DuPont, qui possé­dait une salle dédiée. Ses diri­geants pouvaient assister à des présen­ta­tions étayées par des tableaux et graphiques, lesquels étaients affi­chés sur de grands panneaux, d’abord montés sur des char­nières puis sur tout un système de mono­rail. C’est fasci­nant, car le dispo­sitif a inventé ou popu­la­risé à la fois :

  • L’usage des graphiques, pas très répandu à l’époque
  • L’idée de la diapo­si­tive comme docu­ment synthé­tique et support d’un discours
  • L’idée d’une présen­ta­tion comme suite de diapo­si­tives
  • L’idée d’un réper­toire de diapo­si­tives dans lequel on puisse piocher, puisque la salle servait autant de lieu de réunion que d’ar­chive.

Et DuPont a fait ça de la manière la plus litté­rale et steam­punk qui soit : avec des rails.

1919 : première version

1950 : ver­sion plus évo­luée

Pour aller plus loin

  • Un article très complet sur l’his­toire du format de la diapo­si­tive
  • Un livre sur l’his­toire du travail intel­lec­tuel au prisme des bureaux et envi­ron­ne­ments de travail.