Dan Berkenstock: The world is one big dataset. Now, how to photograph it ...

Dan Berkenstock: Die Welt ist ein großer Datensatz. Aber wie fotografiert man das?

Übersetzung: Nadine Hennig Lektorat: Tracey J. Evans

Five years ago, I was a Ph.D. student

Vor fünf Jahren war ich Doktorand

living two lives.

und führte ein Doppelleben.

In one, I used NASA supercomputers

Einerseits nutzte ich NASA-Supercomputer,

to design next-generation spacecraft,

um das Raumschiff der Zukunft zu entwerfen;

and in the other I was a data scientist

andererseits war ich Datenspezialist

looking for potential smugglers

und suchte nach möglichen Schmugglern

of sensitive nuclear technologies.

geheimer Nukleartechnologien.

As a data scientist, I did a lot of analyses,

Als Datenspezialist habe ich viele Analysen durchgeführt,

mostly of facilities,

meistens von Anlagen,

industrial facilities around the world.

Industrieanlagen auf der ganzen Welt.

And I was always looking for a better canvas

Ich suchte immer nach einer besseren Arbeitsfläche,

to tie these all together.

um sie alle zusammen darzustellen.

And one day, I was thinking about how

Eines Tages dachte ich darüber nach,

all data has a location,

dass doch zu allen Daten eine Position gehört

and I realized that the answer

und ich begriff:

Die Antwort war die ganze Zeit direkt vor meiner Nase.

had been staring me in the face.

Although I was a satellite engineer,

Ich war zwar Ingenieur für Satellitentechnik,

I hadn't thought about using satellite imagery

aber mir war nie in den Sinn gekommen,

in my work.

Satellitenbilder zu verwenden.

Now, like most of us, I'd been online,

Wie viele andere hatte ich mir online

I'd see my house, so I thought,

mein Haus angesehen, also dachte ich:

I'll hop in there and I'll start looking up

Ich geh mal online

und suche mal nach ein paar der Anlagen.

some of these facilities.

And what I found really surprised me.

Was ich vorfand, überraschte mich sehr.

The pictures that I was finding

Die Bilder, die ich fand,

were years out of date,

waren völlig überholt.

and because of that,

Sie waren deshalb

it had relatively little relevance

nicht sonderlich relevant

to the work that I was doing today.

für den Beruf, den ich zu der Zeit ausübte.

But I was intrigued.

Aber ich war fasziniert davon.

I mean, satellite imagery is pretty amazing stuff.

Denn Satellitenbilder sind ziemlich faszinierend.

There are millions and millions of sensors

Millionen und Abermllionen von Sensoren

surrounding us today,

umgeben uns heutzutage,

but there's still so much we don't know on a daily basis.

aber da ist noch so viel Aktuelles, das wir nicht wissen.

How much oil is stored in all of China?

Wie viel Öl wird in ganz China gelagert?

How much corn is being produced?

Wie viel Getreide wird produziert?

How many ships are in all of our world's ports?

Wie viele Schiffe liegen in den Häfen der Welt?

Now, in theory, all of these questions

Theoretisch könnte man all diese Fragen

could be answered by imagery,

mit Satellitenbildern beantworten,

but not if it's old.

aber nicht mit veralteten.

And if this data was so valuable,

Wenn diese Daten also so wertvoll waren,

then how come I couldn't get my hands

warum kam ich dann nicht

on more recent pictures?

an aktuellere Bilder heran?

So the story begins over 50 years ago

Die Geschichte beginnt vor 50 Jahren

with the launch of the first generation

mit dem Start der ersten Generation

of U.S. government photo reconnaissance satellites.

von Aufklärungssatelliten der US-Regierung.

And today, there's a handful

Heute gibt es eine Hand voll

of the great, great grandchildren

sozusagen Ur-Ur-Enkel

of these early Cold War machines

dieser Satelliten des Kalten Kriegs.

which are now operated by private companies

Sie werden von Privatunternehmen betrieben.

and from which the vast majority of satellite imagery

Von ihnen stammt der Großteil der Satellitenbilder,

that you and I see on a daily basis comes.

die Sie und ich täglich sehen.

During this period, launching things into space,

Dinge ins All zu schießen, kostete in jener Zeit --

just the rocket to get the satellite up there,

allein die Rakete, die den Satelliten hochbringt --

has cost hundreds of millions of dollars each,

jedes Mal Hunderte Millionen von Dollar.

and that's created tremendous pressure

Das hat einen enormen Druck erzeugt,

to launch things infrequently

nur selten Dinge ins All zu schießen

and to make sure that when you do,

und jedes Mal sicherzustellen,

you cram as much functionality in there as possible.

dass man so viele Funktionen wie möglich hineinpackt.

All of this has only made satellites

All dies hat die Satelliten

bigger and bigger and bigger

nur noch größer und größer und größer

and more expensive,

und teurer gemacht --

now nearly a billion, with a b, dollars per copy.

heutzutage fast eine Milliarde Dollar pro Satellit.

Because they are so expensive,

Und weil sie so teuer sind,

there aren't very many of them.

gibt es nicht allzu viele davon.

Because there aren't very many of them,

Weil es nicht viele gibt,

the pictures that we see on a daily basis

sind die Bilder, die wir täglich sehen,

tend to be old.

oft nicht aktuell.

I think a lot of people actually understand this anecdotally,

Viele Menschen haben das irgendwann mal gehört.

but in order to visualize just how sparsely

Aber um darzustellen,

wie wenige Bilder wir wirklich von unserem Planeten haben,

our planet is collected,

some friends and I put together a dataset

habe ich mit Freunden einen Datensatz

of the 30 million pictures that have been gathered

aus 30 Mio. Bildern zusammengestellt,

by these satellites between 2000 and 2010.

die diese Satelliten zwischen 2000 und 2010 aufgenommen haben.

As you can see in blue, huge areas of our world

Die blauen Flächen hier sind riesige Gebiete,

are barely seen, less than once a year,

die man selten anschaut -- weniger als einmal im Jahr.

and even the areas that are seen most frequently,

Selbst die, die am häufigsten zu sehen sind,

those in red, are seen at best once a quarter.

die Flächen in Rot, sieht man bestenfalls viermal im Jahr.

Now as aerospace engineering grad students,

Als Absolventen der Luft- und Raumfahrttechnik

this chart cried out to us as a challenge.

forderte uns diese Grafik regelrecht heraus.

Why do these things have to be so expensive?

Aber warum müssen diese Dinge so teuer sein?

Does a single satellite really have to cost

Muss ein einziger Satellit

the equivalent of three 747 jumbo jets?

wirklich so viel wie drei Boeings 747 zusammen kosten?

Wasn't there a way to build a smaller,

Gibt es keine Methode,

simpler, new satellite design that could enable

einen kleineren, einfacheren neuen Satelliten zu bauen,

more timely imaging?

der uns häufiger Bilder schicken kann?

I realize that it does sound a little bit crazy

Ich gebe zu, es klingt etwas verrückt,

that we were going to go out and just

dass wir einfach loslegen

begin designing satellites,

und Satelliten entwerfen wollten,

but fortunately we had help.

aber zum Glück bekamen wir Hilfe.

In the late 1990s, a couple of professors

Ende der 1990er Jahre

proposed a concept for radically reducing the price

legten ein paar Professoren ein Konzept vor,

um die Transportkosten ins All massiv zu senken.

of putting things in space.

This was hitchhiking small satellites

Kleine Satelliten sollten

alongside much larger satellites.

bei größeren Satelliten mitreisen.

This dropped the cost of putting objects up there

Dadurch nahmen die Kosten

by over a factor of 100,

um mehr als das 100-Fache ab.

and suddenly we could afford to experiment,

Plötzlich konnten wir es uns leisten zu experimentieren,

to take a little bit of risk,

kleine Risiken einzugehen

and to realize a lot of innovation.

und viele Innovationen umzusetzen.

And a new generation of engineers and scientists,

Eine neue Generation von Ingenieuren und Wissenschaftlern,

mostly out of universities,

meist von Universitäten,

began launching these very small,

schoss nun diese sehr kleinen,

breadbox-sized satellites called CubeSats.

brotkastengroßen Satelliten namens "CubeSats" ins All.

And these were built with electronics obtained

Die Elektronik, aus der sie entstanden,

from RadioShack instead of Lockheed Martin.

kam aus dem Elektronik-Shop und nicht von Lockheed Martin.

Now it was using the lessons learned from these early missions

Meine Freunde und ich lernten aus den Fehlern dieser frühen Missionen

that my friends and I began a series of sketches

und entwarfen in einer Serie von Skizzen unseren eigenen Satelliten.

of our own satellite design.

And I can't remember a specific day

Ich kann mich nicht an einen genauen Tag erinnern,

where we made a conscious decision

an dem wir den Beschluss fassten,

that we were actually going to go out and build these things,

diese Satelliten wirklich zu bauen,

but once we got that idea in our minds

aber als wir die Idee erst einmal im Kopf hatten,

of the world as a dataset,

die Welt als Datensatz zu sehen,

of being able to capture millions of data points

täglich Millionen Datenpunkte erfassen zu können,

on a daily basis describing the global economy,

um die Weltwirtschaft zu beschreiben,

of being able to unearth billions of connections

die Idee, Milliarden Verbindungen dazwischen

between them that had never before been found,

ans Licht bringen zu können, die keiner zuvor entdeckt hatte,

it just seemed boring

da kam es uns langweilig vor,

to go work on anything else.

an irgendetwas anderem zu arbeiten.

And so we moved into a cramped,

Also zogen wir in ein beengtes,

windowless office in Palo Alto,

fensterloses Büro in Palo Alto

and began working to take our design

und begannen mit der Arbeit daran,

from the drawing board into the lab.

unseren Entwurf vom Zeichenbrett ins Labor zu bringen.

The first major question we had to tackle

Die erste große Frage, die sich uns stellte,

was just how big to build this thing.

war die nach der Größe des Satelliten.

In space, size drives cost,

Im Weltall bedeutet Größe auch Kosten.

and we had worked with these very small,

Wir hatten im Studium mit sehr kleinen,

breadbox-sized satellites in school,

brotkastengroßen Satelliten gearbeitet.

but as we began to better understand the laws of physics,

Aber als wir die Gesetze der Physik besser verstanden,

we found that the quality of pictures

erkannten wir, dass die Bildqualität,

those satellites could take was very limited,

die diese Satelliten liefern konnten, sehr niedrig war.

because the laws of physics dictate

Denn nach den Gesetzen der Physik

that the best picture you can take through a telescope

ist die Bildqualität, die man mit einem Teleskop erzielen kann,

is a function of the diameter of that telescope,

abhängig vom Durchmesser des Teleskops,

and these satellites had a very small,

und das Volumen dieser Satelliten

very constrained volume.

war sehr klein und sehr begrenzt.

And we found that the best picture we would

Wir entdeckten, dass das beste Bild,

have been able to get looked something like this.

das wir bekommen hätten, etwa so ausgesehen hätte.

Although this was the low-cost option,

Das war die günstige Variante.

quite frankly it was just too blurry

Offen gesagt, war sie zu unscharf,

to see the things that make satellite imagery valuable.

um jene Details zu erkennen, die Satellitenbilder so wertvoll machen.

So about three or four weeks later,

Etwa drei oder vier Wochen später

we met a group of engineers randomly

trafen wir zufällig auf eine Gruppe Ingenieure.

who had worked on the first

Sie hatten am ersten privaten

private imaging satellite ever developed,

Fernerkundungssatelliten gearbeitet.

and they told us that back in the 1970s,

Sie erzählten uns,

die US-Regierung habe in den 1970er Jahren

the U.S. government had found a powerful

optimal tradeoff --

einen optimalen Kompromiss gefunden --

that in taking pictures at right about one meter resolution,

sie nahmen Bilder mit einer Auflösung von etwa 1 m auf,

being able to see objects one meter in size,

auf denen sie 1 m große Objekte erkennen konnten,

they had found that they could not just get very high-quality images,

und bekamen damit nicht nur hochwertige,

but get a lot of them at an affordable price.

sondern auch sehr viele Bilder zu tragbaren Kosten.

From our own computer simulations,

Durch unsere eigenen Computersimulationen

we quickly found that one meter really was

fanden wir rasch heraus, dass 1 m wirklich

the minimum viable product

die kleinste machbare Auflösung war,

to be able to see the drivers of our global economy,

die uns die treibenden Kräfte unserer globalen Wirtschaft erkennen

for the first time, being able to count

und zum ersten Mal auch

the ships and cars and shipping containers and trucks

die Schiffe, Autos, Schiffscontainer und Lkw zählen ließ,

that move around our world on a daily basis,

die sich täglich rund um die Welt bewegen,

while conveniently still not being able to see individuals.

ohne -- praktischerweise -- einzelne Menschen zu erkennen.

We had found our compromise.

Wir hatten unseren Kompromiss.

We would have to build something larger

Wir würden etwas Größeres

than the original breadbox,

als den ersten Brotkasten bauen müssen --

now more like a mini-fridge,

eher einen Mini-Kühlschrank --,

but we still wouldn't have to build a pickup truck.

aber wenigstens war es kein Kleintransporter.

So now we had our constraint.

Nun kannten wir die Rahmenbedingungen.

The laws of physics dictated

Die Gesetze der Physik gaben

the absolute minimum-sized telescope that we could build.

die absolute Mindestgröße des Teleskops vor, das wir bauen konnten.

What came next was making the rest of the satellite

Dann machten wir uns daran, den Rest des Satelliten

as small and as simple as possible,

möglichst klein und einfach zu bauen:

basically a flying telescope with four walls

im Grunde ein fliegendes Teleskop mit vier Wänden

and a set of electronics smaller than a phone book

und einer Elektronik, kleiner als ein Telefonbuch,

that used less power than a 100 watt lightbulb.

das weniger Strom verbrauchte als eine 100-Watt-Glühbirne.

The big challenge became actually taking

Die große Herausforderung war es,

the pictures through that telescope.

durch das Teleskop Bilder zu machen.

Traditional imaging satellites use a line scanner,

Herkömmliche Fernerkundungssatelliten verwenden Zeilenscanner,

similar to a Xerox machine,

die einem Kopierer ähneln.

and as they traverse the Earth, they take pictures,

Beim Überfliegen der Erde machen sie Bilder,

scanning row by row by row

indem sie Zeile um Zeile scannen,

to build the complete image.

um ein ganzes Bild zu liefern.

Now people use these because they get a lot of light,

Sie werden verwendet, weil sie sehr lichtstark sind.

which means less of the noise you see

Man sieht also weniger Rauschen

in a low-cost cell phone image.

als auf dem Foto eines billigen Handys.

The problem with them is they require

Das Problem dabei ist,

dass sie hoch entwickelte Sensoren erfordern.

very sophisticated pointing.

You have to stay focused on a 50-centimeter target

Sie richten den Scanner fest auf ein 50 cm großes Ziel

from over 600 miles away

aus einer Entfernung von 966 km

while moving at more than seven kilometers a second,

bei einem Tempo von über 7 km pro Sekunde.

which requires an awesome degree of complexity.

Das erfordert unglaubliche Komplexität.

So instead, we turned to a new generation of video sensors,

Also verwendeten wir stattdessen eine neue Generation von Videosensoren,

originally created for use in night vision goggles.

die ursprünglich für Nachtsichtbrillen entwickelt wurden.

Instead of taking a single, high quality image,

Anstatt eines einzigen qualitativ hochwertigen Bildes

we could take a videostream

konnten wir einen Videostream

of individually noisier frames,

von einzelnen Bildern mit mehr Rauschen aufnehmen,

but then we could recombine

aber setzten dann all diese Einzelaufnahmen

all of those frames together

into very high-quality images

zu qualitativ hochwertigen Bildern zusammen.

using sophisticated pixel processing techniques

Dazu nahmen wir hochentwickelte Pixelverarbeitungstechniken

here on the ground,

hier auf der Erde --

at a cost of one one hundredth a traditional system.

zu einem Hundertstel des Preises eines herkömmlichen Systems.

And we applied this technique

Diese Maxime wandten wir

to many of the other systems on the satellite as well,

auf viele andere Systeme im Satelliten an.

and day by day, our design evolved

Tag um Tag entwickelte sich unser Entwurf

from CAD to prototypes

vom CAD [computergestütztes Design] zu Prototypen

to production units.

und schließlich zu Produktionseinheiten.

A few short weeks ago,

Vor ein paar Wochen

we packed up SkySat 1,

haben wir SkySat 1 verpackt,

put our signatures on it,

haben unsere Namen darauf verewigt

and waved goodbye for the last time on Earth.

und zum Abschied noch einmal gewunken.

Today, it's sitting in its final launch configuration

Heute liegt er in der endgültigen Startkonfiguration,

ready to blast off in a few short weeks.

bereit in ein paar Wochen ins All geschossen zu werden.

And soon, we'll turn our attention to launching

Bald werden wir uns dem Start

a constellation of 24 or more of these satellites

einer Anordnung von 24 oder mehr solcher Satelliten

and beginning to build the scalable analytics

und der Entwicklung skalierbarer Analysefunktionen zuwenden,

that will allow us to unearth the insights

um Erkenntnisse aus den Petabytes an Daten zu gewinnen,

in the petabytes of data we will collect.

die wir sammeln werden.

So why do all of this? Why build these satellites?

Also warum machen wir das alles? Warum bauen wir diese Satelliten?

Well, it turns out imaging satellites

Bildgebende Satelliten

have a unique ability to provide global transparency,

haben die einzigartige Fähigkeit, globale Transparenz zu liefern,

and providing that transparency on a timely basis

und die zeitnahe Lieferung dieser Transparenz

is simply an idea whose time has come.

ist einfach ein Konzept, für das die Zeit reif ist.

We see ourselves as pioneers of a new frontier,

Wir sehen uns selbst als Pioniere an einer neuen Grenze,

and beyond economic data,

die jenseits von Wirtschaftsdaten

unlocking the human story, moment by moment.

die Geschichte des Menschen Augenblick um Augenblick entschlüsseln.

For a data scientist

Für einen Datenspezialisten,

that just happened to go to space camp as a kid,

der als Kind zufällig im Weltraum-Camp war,

it just doesn't get much better than that.

kann es kaum besser kommen.

Thank you.

Vielen Dank.

(Applaus)

(Applause)