How a fleet of wind-powered drones is changing our understanding of the ocean | Sebastien de Halleux

المترجم: Amirah Sultan المدقّق: Amany Allam

We know more about other planets than our own,

نحن نعرف عن الكواكب الأخرى أكثر ممّا نعرفه عن كوكبنا،

and today, I want to show you a new type of robot

واليوم أريد أن أعرض عليكم نوعًا جديدًا من الآليين

designed to help us better understand our own planet.

والذي صممّ ليساعدنا على فهم كوكبنا بشكل أفضل.

It belongs to a category

ينتمي هذا الآلي للفئة

known in the oceanographic community as an unmanned surface vehicle, or USV.

المعروفة في أوساط مجتمع علم المحيطات بمركبة سطح دون سائق.

And it uses no fuel.

وهي لا تحتاج لأي وقود.

Instead, it relies on wind power for propulsion.

بدلًا من ذلك، تعتمد على طاقة الرياح من أجل الدفع.

And yet, it can sail around the globe for months at a time.

ورغم ذلك يمكنها الإبحار حول العالم لعدة أشهر في المرة الواحدة.

So I want to share with you why we built it,

لذلك أود مشاركتكم أسباب بنائنا لها،

and what it means for you.

وما تعنيه بالنسبة لكم.

A few years ago, I was on a sailboat making its way across the Pacific,

منذ بضع شهور خلت، كنت على متن قارب شراعي يشق طريقه عبر المحيط الهادئ،

from San Francisco to Hawaii.

متجهًا من (سان فرانسيسكو) إلى (هاواي).

I had just spent the past 10 years working nonstop,

كنت قد قضيت العشر سنوات الماضية أعمل بلا توقف،

developing video games for hundreds of millions of users,

على تطوير ألعاب فيديو لأجل مئات الملايين من المستخدمين،

and I wanted to take a step back and look at the big picture

وأردت أن أرجع خطوة للخلف وألقي نظرة على المشهد الكلي

and get some much-needed thinking time.

للحصول على حاجتي من الوقت للتفكير.

I was the navigator on board,

كنت الملّاح على القارب،

and one evening, after a long session analyzing weather data

وذات مساء، وبعد جلسة طويلة من تحليل بيانات الطقس

and plotting our course,

والتخطيط لمساراتنا،

I came up on deck and saw this beautiful sunset.

صعدت إلى السطح ورأيت مشهد الغروب الجميل هذا.

And a thought occurred to me:

فخطرت ببالي فكرة:

How much do we really know about our oceans?

إلى أيّ قدر نعرف حقًا عن محيطاتنا؟

The Pacific was stretching all around me as far as the eye could see,

كان المحيط الهادئ يمتدّ من حولي على بعد النظر،

and the waves were rocking our boat forcefully,

وكان القارب يهتزّ بعنف بفعل الموجات،

a sort of constant reminder of its untold power.

كنوع من التذكير المستمرّ لطاقتها التي يعجز عنها الوصف.

How much do we really know about our oceans?

إلى أيّ قدر نعرف حقًا عن محيطاتنا؟

I decided to find out.

قررت أن أكتشف.

What I quickly learned is that we don't know very much.

كان ما عرفته سريعًا هو أنّنا لا نعرف الكثير.

The first reason is just how vast oceans are,

والسبب الأول هو مدى اتّساع المحيطات،

covering 70 percent of the planet,

حيث تغطي 70 بالمائة من مساحة الكوكب،

and yet we know they drive complex planetary systems

وحتى الآن نحن نعلم أن لهم تحكم في أنظمة الكوكب المعقدة

like global weather,

كالطقس العالمي،

which affect all of us on a daily basis,

والذي يؤثر علينا جميعًا بشكل يوميّ،

sometimes dramatically.

وإلى حد كبير أحيانًا.

And yet, those activities are mostly invisible to us.

وللآن، تعد تلك الأنشطة في الغالب غير مرئية بالنسبة لنا.

Ocean data is scarce by any standard.

بيانات المحيطات تعتبر نادرة بكل المقاييس.

Back on land, I had grown used to accessing lots of sensors --

عودةً للأرض، لقد اعتدت على الوصول إلى الكثير من أجهزة الاستشعار...

billions of them, actually.

المليارات منهم، حقيقةً.

But at sea, in situ data is scarce and expensive.

لكن في البحر، بيانات الموقع نادرة ومكلفة.

Why? Because it relies on a small number of ships and buoys.

لماذا؟ لاعتمادها على عدد قليل من السفن والعوامات.

How small a number was actually a great surprise.

مدى ضآلة العدد كان في الواقع بمثابة صدمة كبيرة.

Our National Oceanic and Atmospheric Administration,

إدارتنا الوطنية لدراسة المحيطات والغلاف الجوي،

better known as NOAA,

المعروفة باسم "NOAA"،

only has 16 ships,

لديها فقط 16 مركب،

and there are less than 200 buoys offshore globally.

وأقل من 200 عوامة بحرية على الصعيد العالمي.

It is easy to understand why:

إذًا من السهل فهم لماذا:

the oceans are an unforgiving place,

فالمحيطات مكان لا يرحم،

and to collect in situ data, you need a big ship,

ولتجميع بيانات الموقع، تحتاج إلى سفينة كبيرة،

capable of carrying a vast amount of fuel

قادرة على تخزين كمية هائلة من الوقود،

and large crews,

وأعداد غفيرة من العاملين،

costing hundreds of millions of dollars each,

مما يكلف مئات الملايين من الدولارات للسفينة الواحدة،

or, big buoys tethered to the ocean floor with a four-mile-long cable

أو عوامات كبيرة مربوطة إلى قاع المحيط بوصلات يصل طولها لستة كيلومترات.

and weighted down by a set of train wheels,

ومجموعة من عجلات قطار لإبقائها مثبتة في الأسفل،

which is both dangerous to deploy and expensive to maintain.

والذي من الخطر تطبيقه ومن المكلف الإبقاء عليه.

What about satellites, you might ask?

ماذا عن الأقمار الصناعية، كما قد تتساءلون؟

Well, satellites are fantastic,

حسنًا، إنها رائعة،

and they have taught us so much about the big picture

وقد علمتنا الكثير عن المشهد الكلي

over the past few decades.

على مر العقود القليلة المنصرمة.

However, the problem with satellites

ومع ذلك، فمشكلة الأقمار الصناعية

is they can only see through one micron of the surface of the ocean.

هي عجزها عن الرؤية من خلال سطح المحيط لأبعد من ميكرون واحد.

They have relatively poor spatial and temporal resolution,

نسبيًا إمكانياتها محدودة زمانيًا ومكانيًا،

and their signal needs to be corrected for cloud cover and land effects

وشبكتها تحتاج للتعديل بما يتناسب مع الغطاء السحابي وتأثيرات اليابسة

and other factors.

وعوامل أخرى.

So what is going on in the oceans?

إذًا، ما الذي يحدث في المحيطات؟

And what are we trying to measure?

وما الذي نحاول قياسه؟

And how could a robot be of any use?

وبم سيفيد الآلي؟

Let's zoom in on a small cube in the ocean.

دعونا نقترب أكثر لنركز على مكعب بعينه في المحيط.

One of the key things we want to understand is the surface,

أحد الأشياء الأساسية التي علينا فهمها هو السطح،

because the surface, if you think about it,

لأنك إن تأملت السطح،

is the nexus of all air-sea interaction.

ستجده همزة الوصل فيما يخص شتى التفاعلات بين البحر والجو.

It is the interface through which all energy and gases must flow.

إنه الواجهة التي من خلالها يفترض للطاقة والغازات أن يتدفقوا.

Our sun radiates energy,

شمسنا تشع طاقة،

which is absorbed by oceans as heat

والتي تمتصها المحيطات كحرارة

and then partially released into the atmosphere.

ثم تطلق جزئيًا في الجو.

Gases in our atmosphere like CO2 get dissolved into our oceans.

الغازات الجوية كثاني أكسيد الكربون مثلًا، ذائبة في المحيطات.

Actually, about 30 percent of all global CO2 gets absorbed.

في الواقع، حوالي 30 بالمائة من ثاني أكسيد الكربون في العالم يتم امتصاصه.

Plankton and microorganisms release oxygen into the atmosphere,

تطلق العوالق والكائنات المجهرية الأكسجين في الجو،

so much so that every other breath you take comes from the ocean.

لدرجة أن كل نفس آخر تأخذه يأتي من المحيط.

Some of that heat generates evaporation, which creates clouds

بعض هذه الحرارة تولد بخارًا، والذي بدوره يشكل غيومًا

and then eventually leads to precipitation.

وأخيرًا يؤدي لهطول الأمطار.

And pressure gradients create surface wind,

وتخلق التدرجات في الضغط رياحًا سطحية،

which moves the moisture through the atmosphere.

والتي بدورها تثير الرطوبة في الجو.

Some of the heat radiates down into the deep ocean

شيء من هذه الحرارة يتشعب نزولًا لأعماق المحيط

and gets stored in different layers,

ومن ثم تخزن في طبقات مختلفة،

the ocean acting as some kind of planetary-scale boiler

ويتفاعل المحيط بوصفه مرجل كوني

to store all that energy,

لتخزين كل هذه الطاقة،

which later might be released in short-term events like hurricanes

حيث سيتم إطلاقها في أحداث قصيرة المدى كالأعاصير،

or long-term phenomena like El Niño.

أو طويلة المدى كظاهرة (إل نينيو).

These layers can get mixed up by vertical upwelling currents

هذه الطبقات التي يمكن أن تختلط بواسطة التيارات العمودية

or horizontal currents, which are key in transporting heat

أو الأفقية، والتي تمثّل الأساس في عملية نقل الحرارة

from the tropics to the poles.

من المناطق المدارية إلى القطبين.

And of course, there is marine life,

وبالطبع، توجد حياة بحرية،

occupying the largest ecosystem in volume on the planet,

تحتل الجزء الأكبر من النظام البيئي على هذا الكوكب،

from microorganisms to fish to marine mammals,

من المجهريات وصولًا للأسماك، وحتى الثدييات البحرية،

like seals, dolphins and whales.

كالفقمات، والدلافين، وأسماك القرش.

But all of these are mostly invisible to us.

لكن كلّ هؤلاء لا يلاحَظون من قبَلنا.

The challenge in studying those ocean variables at scale

ويتمثل التحدي لدراسة متغيرات المحيط تلك على نطاق واسع

is one of energy,

في الطاقة،

the energy that it takes to deploy sensors into the deep ocean.

الطاقة التي تستغل لتوزيع المستشعرات خلال أعماق المحيط.

And of course, many solutions have been tried --

وبالطبع، تم تجربة العديد من الحلول -

from wave-actuated devices

من محركات حثّ الموجات

to surface drifters

إلى الأجهزة العائمة

to sun-powered electrical drives --

وحتى المحركات الكهربائية التي تعمل بالطاقة الشمسية -

each with their own compromises.

كل منهم كحل وسط كان لابد معه من تنازلات.

Our team breakthrough came from an unlikely source --

تقدم فريقنا كان بفضل مصدر غير متوقع...

the pursuit of the world speed record in a wind-powered land yacht.

السعي إلى تحقيق سرعة قياسية عالمية بواسطة سفينة شراعية تعمل بطاقة الرياح.

It took 10 years of research and development

تطلب 10 سنوات من البحث والتطوير

to come up with a novel wing concept

من أجل ابتكار فكرة (نوفل وينج)

that only uses three watts of power to control

والذي يستخدم 3 وات فقط من الطاقة للتحكم

and yet can propel a vehicle all around the globe

ومع ذلك يستطيع تحريك المركبة حول العالم بأسره

with seemingly unlimited autonomy.

باستقلالية لا حدود لها على ما يبدو.

By adapting this wing concept into a marine vehicle,

من خلال تكييف فكرة الجناح تلك مع المركبة البحرية،

we had the genesis of an ocean drone.

أنشأنا مركبة المحيط المسيرة.

Now, these are larger than they appear.

الآن، هي أكبر مما تبدو عليه.

They are about 15 feet high, 23 feet long, seven feet deep.

حيث يبلغ ارتفاعها حوالي 4,5 متر، وطول 7 متر، وبعمق 2 متر.

Think of them as surface satellites.

فكروا فيهم كأقمار صناعية خاصة بالسطح.

They're laden with an array of science-grade sensors

محمّلين بمجموعة من أجهزة الاستشعار العلمية

that measure all key variables,

التي تقيس شتّى المتغيرات الأساسية،

both oceanographic and atmospheric,

الخاصة بكل من المحيط والجو،

and a live satellite link transmits this high-resolution data

وتنقل وصلة الأقمار الصناعية المباشرة هذه البيانات عالية الدقة

back to shore in real time.

عودة للساحل إبانها.

Our team has been hard at work over the past few years,

فريقنا كان قد عمل بجد في السنوات القليلة الماضية،

conducting missions in some of the toughest ocean conditions

يؤدي عددًا من المهام خلال بعض من أصعب ظروف المحيط

on the planet,

على الكوكب،

from the Arctic to the tropical Pacific.

من القطب الشمالي وحتى المحيط الهادئ الاستوائي.

We have sailed all the way to the polar ice shelf.

لقد أبحرنا الطريق بأكمله إلى جرف الجليد القطبي.

We have sailed into Atlantic hurricanes.

وأبحرنا عبر عواصف المحيط الأطلنطي.

We have rounded Cape Horn,

درنا حول (كايب هورن)،

and we have slalomed between the oil rigs of the Gulf of Mexico.

وعرجنا على منصات التنقيب عن النفط في خليج المكسيك.

This is one tough robot.

هذا الآلي شديد البأس.

Let me share with you recent work that we did

دعوني أشارككم آخر إنجازاتنا

around the Pribilof Islands.

حول جزر (بريبيلوف).

This is a small group of islands deep in the cold Bering Sea

وهي مجموعة من الجزر الصغيرة في الأعماق الباردة لبحر (بيرنغ)

between the US and Russia.

بين الولايات المتحدة وروسيا.

Now, the Bering Sea is the home of the walleye pollock,

الآن، بحر (بيرنغ) هو موطن أسماك البلوق،

which is a whitefish you might not recognize,

وهي سمكة بيضاء ربما لا تتعرفون عليها،

but you might likely have tasted if you enjoy fish sticks or surimi.

لكنكم على الأرجح قد تذوقتموها إن كنتم تفضلون عصي الأسماك أو ال(سوريمي).

Yes, surimi looks like crabmeat, but it's actually pollock.

نعم، تبدو ال(سوريمي) كلحم سلطعون، لكنها في الحقيقة بلوق.

And the pollock fishery is the largest fishery in the nation,

ومصائد البلوق من أكبر المصائد في البلاد،

both in terms of value and volume --

سواءً من حيث القيمة أو الحجم...

about 3.1 billion pounds of fish caught every year.

حوالي 1,4 مليون طن من السمك يتم صيده سنويًا.

So over the past few years, a fleet of ocean drones

خلال السنوات القليلة الماضية، أسطول من المراكب المسيرة

has been hard at work in the Bering Sea

كان يعمل بجد في بحر (بيرنغ)

with the goal to help assess the size of the pollock fish stock.

في محاولة لتحديد مقدار المخزون السمكي من البلوق.

This helps improve the quota system that's used to manage the fishery

مما يساعد في تحسين نظام الحصص المستخدم في إدارة المصائد،

and help prevent a collapse of the fish stock

كما يساعد على منع تدهور المخزون السمكي

and protects this fragile ecosystem.

وحماية هذا النظام البيئي الهش.

Now, the drones survey the fishing ground using acoustics,

الآن، تراقب تلك المراكب المسيرة مناطق الصيد باستخدام أنظمة صوتية،

i.e., a sonar.

أي السونار.

This sends a sound wave downwards,

والتي ترسل موجة الصوت لأسفل،

and then the reflection, the echo from the sound wave

ومن ثمّ الانعكاس، أو صدى الموجة الصوتية

from the seabed or schools of fish,

من قاع البحر أو مزارع الأسماك،

gives us an idea of what's happening below the surface.

يعطينا فكرة عمّا يحدث أسفل السطح.

Our ocean drones are actually pretty good at this repetitive task,

مراكبنا المسيرة تلك جيدة بحق فيما يخص إنجاز تلك المهمة المتكررة،

so they have been gridding the Bering Sea day in, day out.

لذلك كانوا يبنون مصفوفة أرقام من البيانات الخاصة بذلك البحر يوميًا.

Now, the Pribilof Islands are also the home of a large colony of fur seals.

الآن، جزر (بريبيلوف) هي أيضًا موطن لمستعمرة ضخمة من الفقمات الفرائية.

In the 1950s, there were about two million individuals in that colony.

في خمسينيات القرن العشرين، كان هناك حوالي 2 مليون فقمة في تلك المستعمرة.

Sadly, these days, the population has rapidly declined.

حاليًا، للأسف، أخذ تعدادها في الانخفاض بشكل متسارع.

There's less than 50 percent of that number left,

تبقى الآن أقل من 50 بالمائة من هذا العدد،

and the population continues to fall rapidly.

وما زال العدد آخذ في الانخفاض.

So to understand why,

وحتى نفهم السبب،

our science partner at the National Marine Mammal Laboratory

قام شريكنا العلمي في المختبر الوطني للثدييات البحرية

has fitted a GPS tag on some of the mother seals,

بتثبيت أجهزة تتبع على بعض الفقمات الأم،

glued to their furs.

بلصقها على فرائهم.

And this tag measures location and depth

لتقوم بقياس الموقع والعمق،

and also has a really cool little camera

كذلك مرفق بها كاميرا صغيرة لطيفة

that's triggered by sudden acceleration.

تعمل عند حدوث تسارع مفاجئ.

Here is a movie taken by an artistically inclined seal,

هنا مقطع صور بواسطة فقمة ذات ميول فنّية،

giving us unprecedented insight into an underwater hunt

يعطينا رؤية غير مسبوقة لمطاردة تحت الماء

deep in the Arctic,

في أعماق القطب الشمالي،

and the shot of this pollock prey

ولقطة لفريسة البلوق هذه

just seconds before it gets devoured.

قبل ثوان فحسب من التهامها.

Now, doing work in the Arctic is very tough, even for a robot.

الآن، العمل في القطب الشمالي ليس بالشيء الهين، حتى بالنسبة لآلي.

They had to survive a snowstorm in August

كان عليهم مقاومة عاصفة ثلجية في أغسطس

and interferences from bystanders --

فضلًا عن تدخلات المارّة...

that little spotted seal enjoying a ride.

تلك الفقمة المراقبة تستمتع بالركوب.

(Laughter)

(ضحك)

Now, the seal tags have recorded over 200,000 dives over the season,

الآن، سجلت إشارات الفقمة أكثر من 200 ألف غطسة خلال الموسم،

and upon a closer look,

ومن خلال نظرة أقرب،

we get to see the individual seal tracks and the repetitive dives.

تمكننا من مشاهدة المسارات الفردية للفقمات كما الغطسات المتكررة.

We are on our way to decode what is really happening

نحن الآن في طريقنا لفك شفرة ما يحدث فعلًا

over that foraging ground,

على مساحات العلف تلك،

and it's quite beautiful.

وهي جميلة بحق.

Once you superimpose the acoustic data collected by the drones,

فبمجرد تثبيت البيانات الصوتية المجمعة بواسطة المراكب المسيرة،

a picture starts to emerge.

تشرع الصورة في الظهور.

As the seals leave the islands and swim from left to right,

حينما تغادر الفقمات الجزر وتسبح من اليسار لليمين،

they are observed to dive at a relatively shallow depth of about 20 meters,

لوحظ أنها تغوص في عمق ضحل نسبيًا يبلغ تقريبًا 20 مترًا،

which the drone identifies is populated by small young pollock

وهو كما حددته المراكب المسيرة، مأهول بأسماك البلوق الشابة الصغيرة

with low calorific content.

التي تحوي سعرات حرارية منخفضة.

The seals then swim much greater distance and start to dive deeper

ثم تعوم الفقمات لمسافة أبعد وتبدأ في الغوص عميقًا أكثر

to a place where the drone identifies larger, more adult pollock,

نحو مكان يظهر فيه للمراكب المسيرة أسماك بلوق أضخم وأكبر سنًا،

which are more nutritious as fish.

والتي كأسماك، تعد مغذية أكثر.

Unfortunately, the calories expended by the mother seals

وللأسف، فإن السعرات الحرارية التي استهلكتها الفقمات الأم

to swim this extra distance

لقطع هذه المسافة الإضافية سباحةً

don't leave them with enough energy to lactate their pups back on the island,

لا تتركهم مع ما يكفي من الطاقة لإرضاع صغارهم إثر العودة للجزيرة،

leading to the population decline.

مما يؤدي لانخفاض التعداد السكّاني.

Further, the drones identify that the water temperature around the island

علاوةً على ذلك، تحدد المراكب المسيرة أن درجة حرارة الماء حول الجزيرة

has significantly warmed.

قد ارتفعت بشكل ملحوظ.

It might be one of the driving forces that's pushing the pollock north,

وقد يكون ذلك أحد القوى التي تدفع البلوق للاتجاه شمالًا،

and to spread in search of colder regions.

والانتشار بحثًا عن مناطق أكثر برودة.

So the data analysis is ongoing,

لذلك، تحليل البيانات جارٍ الآن،

but already we can see that some of the pieces of the puzzle

لكننا بالفعل نستطيع أن نرى أن بعضًا من أجزاء اللغز

from the fur seal mystery

فيما يخص غموض فقمة الفرو

are coming into focus.

سيزول شيئًا فشيئًا.

But if you look back at the big picture,

لكن إن نظرتم إلى الصورة الكبيرة،

we are mammals, too.

نحن أيضًا ضمن تصنيف الثدييات.

And actually, the oceans provide up to 20 kilos of fish per human per year.

وفي الواقع، توفر المحيطات ما يصل إلى 20 كيلو من الأسماك لكل إنسان سنويًا.

As we deplete our fish stocks, what can we humans learn

وبينما نستنفد مخزوننا السمكي، ما الذي يمكننا تعلمه كبشر

from the fur seal story?

من قصة فقمة الفرو؟

And beyond fish, the oceans affect all of us daily

وما وراء السمك، تؤثر المحيطات علينا بشكل يومي

as they drive global weather systems,

إذ أنها توجّه أنظمة الطقس العالمي،

which affect things like global agricultural output

والذي يؤثّر بدوره على أمور كالإنتاج الزراعي

or can lead to devastating destruction of lives and property

كما يمكن أن يؤدي لتدمير الأرواح والممتلكات

through hurricanes, extreme heat and floods.

من خلال العواصف، والحرارة الشديدة، والفيضانات.

Our oceans are pretty much unexplored and undersampled,

محيطاتنا غير مستكشفة أو مستغلة إلى حد بعيد.

and today, we still know more about other planets than our own.

واليوم، ما زلنا نعرف عن الكواكب الأخرى أكثر ممّا نعرف عن كوكبنا.

But if you divide this vast ocean in six-by-six-degree squares,

لكن إن قمتم بتقسيم هذا المحيط الواسع إلى مربعات،

each about 400 miles long,

لكل منها طول يقدر ب 644 كيلومتر،

you'd get about 1,000 such squares.

سينتج لديكم حوالي 1000 من هذه المربعات.

So little by little, working with our partners,

وخطوة فخطوة، وبالعمل مع شركائنا،

we are deploying one ocean drone in each of those boxes,

نوزّع مركبة محيط مسيرة في كل مربع من تلك المربعات،

the hope being that achieving planetary coverage

على أمل أن تغطية الكوكب بالكامل

will give us better insights into those planetary systems

سوف تمنحنا فهمًا أفضل لهذه النظم الكوكبية

that affect humanity.

التي تؤثر على البشرية.

We have been using robots to study distant worlds in our solar system

نحن نستخدم الآليين لدراسة عوالم بعيدة في نظامنا الشمسي

for a while now.

منذ فترة من الوقت.

Now it is time to quantify our own planet,

الآن، حان الوقت لسبر أغوار كوكبنا،

because we cannot fix what we cannot measure,

حيث لا يمكننا إصلاح ما لا يمكننا قياسه،

and we cannot prepare for what we don't know.

كما لا يمكننا الاستعداد لما نجهله.

Thank you.

شكرًا.

(Applause)

(تصفيق)