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

תרגום: Roni Weisman עריכה: Roni Ravia

We know more about other planets than our own,

הידע שלנו על כוכבי לכת אחרים רב יותר מהידע על הכוכב שלנו,

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

והיום, אני רוצה להראות לכם סוג חדש של רובוט

designed to help us better understand our own planet.

אשר תוכנן על מנת לעזור לנו להבין טוב יותר את הכוכב שלנו.

It belongs to a category

הוא שייך לקטגוריה

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

הידועה בקרב קהילת האוקיינוגרפים בשם "כלי שייט בלתי מאוייש", או כשב"מ.

And it uses no fuel.

הוא אינו צורך דלק.

Instead, it relies on wind power for propulsion.

במקום זאת, הוא תלוי ברוח ככוח מניע.

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

ועדיין, הוא יכול לשייט מסביב לעולם במשך חודשים ללא תחזוקה.

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

אז אני רוצה לחלוק איתכם את הסיבה בשֵלה בנינו אותו,

and what it means for you.

ומה משמעותו עבורכם.

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

לפני מספר שנים, הייתי על ספינת-מפרש שחצתה את האוקיינוס השקט,

from San Francisco to Hawaii.

מסן-פרנציסקו להוואי.

I had just spent the past 10 years working nonstop,

ביליתי את 10 השנים האחרונות, בעבודה בלתי פוסקת,

developing video games for hundreds of millions of users,

של פיתוח משחקי וידאו עבור מאות מיליוני משתמשים,

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

ורציתי לקחת צעד אחד אחורה ולהסתכל על התמונה הגדולה

and get some much-needed thinking time.

ולזכות במעט זמן מחשבה נחוץ.

I was the navigator on board,

הייתי נווט הספינה,

and one evening, after a long session analyzing weather data

וערב אחד, לאחר פרק זמן ארוך של ניתוח נתוני מזג אויר

and plotting our course,

והתוויית מסלול השיט שלנו,

I came up on deck and saw this beautiful sunset.

עליתי לסיפון וראיתי את השקיעה היפהפיה הזאת.

And a thought occurred to me:

ואז חלפה במוחי מחשבה:

How much do we really know about our oceans?

כמה באמת אנחנו יודעים על האוקיינוסים שלנו?

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

האוקיינוס השקט היה פרוש סביבי ככל שהעין יכלה לראות,

and the waves were rocking our boat forcefully,

והגלים נענעו את הספינה שלנו בעוצמה,

a sort of constant reminder of its untold power.

סוג של תזכורת קבועה לעוצמתו הבלתי ניתנת לתאור.

How much do we really know about our oceans?

כמה אנחנו באמת יודעים על האוקיינוסים?

I decided to find out.

החלטתי למצוא את התשובה.

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

גיליתי מהר מאוד שאנו לא יודעים הרבה.

The first reason is just how vast oceans are,

הסיבה הראשונה לכך היא גודלם העצום של האוקיינוסים,

covering 70 percent of the planet,

70 אחוז מפני כדור הארץ,

and yet we know they drive complex planetary systems

ועם זאת, אנו יודעים שהם מניעים מערכות פלנטריות מורכבות

like global weather,

כמו מזג האויר העולמי,

which affect all of us on a daily basis,

אשר משפיע על כולנו על בסיס יומי,

sometimes dramatically.

לפעמים באופן דרמטי.

And yet, those activities are mostly invisible to us.

אך עדיין, הפעילויות האלה לרוב בלתי נראות לעינינו.

Ocean data is scarce by any standard.

נתונים מן האוקיינוסים הם מצומצים לפני כל קנה מידה.

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

ביבשה, התרגלתי לכך שיש לי גישה להרבה חיישנים --

billions of them, actually.

מילארדים, למעשה.

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

אבל בים, נתונים שנאספים ישירות ובזמן אמת, הם מצומצמים ויקרים.

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

מדוע? כיוון שהם תלויים במספר קטן של אניות ומצופים.

How small a number was actually a great surprise.

הופתעתי לגלות עד כמה קטן הוא מספר זה.

Our National Oceanic and Atmospheric Administration,

ל"מינהל האוקיינוסים והאטמוספירה הלאומי" האמריקאי,

better known as NOAA,

הידוע בשם NOAA,

only has 16 ships,

יש רק 16 ספינות,

and there are less than 200 buoys offshore globally.

וישנם פחות מ-200 מצופים המרוחקים מן החוף בכל העולם.

It is easy to understand why:

קל להבין מדוע:

the oceans are an unforgiving place,

האוקיינוסים מהווים סביבה לא סלחנית,

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

וכדי לאסוף מהם נתונים ישירות, נדרשת אניה גדולה,

capable of carrying a vast amount of fuel

אשר מסוגלת לשאת כמות עצומה של דלק

and large crews,

וצוותים גדולים,

costing hundreds of millions of dollars each,

ועולה מאות מיליוני דולרים,

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

או מצופים גדולים הרתומים לקרקעית האוקיינוס עם כבלים באורך של 6.5 ק"מ

and weighted down by a set of train wheels,

המעוגנים בעזרת סדרה של גלגלי רכבת,

which is both dangerous to deploy and expensive to maintain.

שהצבתם מסוכנת ותחזוקתם יקרה.

What about satellites, you might ask?

מה לגבי לוויינים, אתם עשויים לשאול?

Well, satellites are fantastic,

ובכן, לוויינים הם נהדרים,

and they have taught us so much about the big picture

והם לימדו אותנו כל כך הרבה על התמונה הגדולה

over the past few decades.

במשך העשורים האחרונים.

However, the problem with satellites

אבל, הבעיה עם לוויינים,

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

היא שהם יכולים לצפות דרך מיקרון אחד בלבד של פני הים.

They have relatively poor spatial and temporal resolution,

יש להם רזולוצייה זמנית ומרחבית גרועה יחסית,

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

ואת האותות שלהם צריך לתקן עקב השפעות העננות, הטופוגרפיה,

and other factors.

וגורמים נוספים.

So what is going on in the oceans?

אז מה קורה באוקיינוסים?

And what are we trying to measure?

ומה אנחנו מנסים למדוד?

And how could a robot be of any use?

ואיך רובוט עשוי לשמש אותנו?

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

הבה נתמקד בקוביה קטנה באוקיינוס.

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

אחד מנושאי המפתח אותם אנו רוצים להבין הוא פני הים,

because the surface, if you think about it,

כי פני הים, אם חושבים על זה,

is the nexus of all air-sea interaction.

הוא החוליה המקשרת בכל פעולת גומלין המתרחשת בין אויר לים.

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

זהו הממשק דרכו מתרחשים מעברי אנרגיה וגזים.

Our sun radiates energy,

השמש שלנו מקרינה אנרגיה,

which is absorbed by oceans as heat

אשר נספגת על-ידי האוקיינוסים כחום

and then partially released into the atmosphere.

ואז משתחררת חלקית לתוך האטמוספירה.

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

גזים באטמוספירה שלנו כגון פחמן דו-חמצני מומסים לתוך האוקיינוסים.

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

למעשה, כ-30 אחוז מהפחמן הדו-חמצני נספג.

Plankton and microorganisms release oxygen into the atmosphere,

פלנקטון ומיקרו-אורגניזמים משחררים חמצן לאטמוספירה,

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

כך שכל נשימה שניה שאנו לוקחים מקורה מן האוקיינוס.

Some of that heat generates evaporation, which creates clouds

חלק מהחום גורם להתאדות, היוצרת עננים,

and then eventually leads to precipitation.

המובילים לבסוף למשקעים.

And pressure gradients create surface wind,

הבדלי לחצים יוצרים רוחות על פני הים,

which moves the moisture through the atmosphere.

אשר מסיעות את הלחות דרך האטמוספירה.

Some of the heat radiates down into the deep ocean

חלק מהחום קורן כלפי מטה אל עומקו של האוקיינוס

and gets stored in different layers,

ומאוחסן בשכבות שונות,

the ocean acting as some kind of planetary-scale boiler

והאוקיינוס ממלא תפקיד של מעין דוּד חימום בקנה מידה עולמי

to store all that energy,

לאיחסון כל האנרגיה,

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

אשר מאוחר יותר עשויה להיות משוחררת באירועים קצרי-זמן כמו הוריקנים

or long-term phenomena like El Niño.

או ארוכי זמן כמו אל-ניניו.

These layers can get mixed up by vertical upwelling currents

השכבות האלה עשויות להתערבב ע"י זרמי עליית מי עומק אנכיים

or horizontal currents, which are key in transporting heat

או זרמים אופקיים, אשר מהווים גורם מפתח בהסעת חום

from the tropics to the poles.

מהאזורים הטרופיים אל הקטבים.

And of course, there is marine life,

וכמובן, יש את החיים הימיים,

occupying the largest ecosystem in volume on the planet,

אשר מהווים את המערכת האקולוגית הגדולה ביותר על פני כדור הארץ,

from microorganisms to fish to marine mammals,

מהמיקרוארגניזמים, דרך הדגים, ועד היונקים הימיים,

like seals, dolphins and whales.

כמו כלבי הים, הדולפינים והלווייתנים.

But all of these are mostly invisible to us.

אבל כל התהליכים האלה הם ברובם בלתי נראים לעינינו.

The challenge in studying those ocean variables at scale

האתגר הכרוך בחקר משתני האוקיינוס הללו בקנה מידה רחב

is one of energy,

קשור בעיקרו באנרגיה,

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

האנרגיה הנדרשת כדי לתפעל חיישנים בעומק האוקיינוס.

And of course, many solutions have been tried --

וכמובן, הרבה פתרונות נוסו --

from wave-actuated devices

החל ממתקנים המופעלים ע"י גלים

to surface drifters

דרך מתקנים הצפים על פני הים

to sun-powered electrical drives --

וכלה בהנעה חשמלית ע"י השמש --

each with their own compromises.

כל אחד עם הפשרות שלו.

Our team breakthrough came from an unlikely source --

פריצת הדרך של הצוות שלנו הגיעה ממקור לא צפוי --

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

המרדף אחר שיא מהירות עולמי עבור יאכטת יבשה המונעת ע״י רוח.

It took 10 years of research and development

נדרשו 10 שנות מחקר ופיתוח

to come up with a novel wing concept

כדי להגיע לעיצוב כנף חדשני

that only uses three watts of power to control

אשר עושה שימוש ב-3 וואט בלבד של הֶספֵּק לצורך בקרה

and yet can propel a vehicle all around the globe

ועדיין יכול להניע כלי תחבורה סביב העולם

with seemingly unlimited autonomy.

עם מה שנראה כמו אוטונומיה בלתי מוגבלת.

By adapting this wing concept into a marine vehicle,

על ידי אימוץ עיצוב הכנף הזה עבור כלי תחבורה ימי,

we had the genesis of an ocean drone.

יצרנו לראשונה את ״רחפן-הים״.

Now, these are larger than they appear.

ובכן, הם גדולים יותר ממה שהם נראים.

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

הם בגובה של כ-4.5 מטר, אורך של כ-7 מ', ועומק של כ-2 מ'.

Think of them as surface satellites.

חשבו עליהם כעל לוויינים שעל פני השטח.

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

הם מועמסים במערך של חיישנים באיכות מדעית

that measure all key variables,

אשר מודדים את כל משתני המפתח,

both oceanographic and atmospheric,

גם האוקיינוגרפיים וגם האטמוספריים,

and a live satellite link transmits this high-resolution data

ותקשורת לוויינית חיה משדרת נתונים מדוייקים אלה,

back to shore in real time.

בחזרה לחוף בזמן אמת.

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

הצוות שלנו עבד קשה במשך השנים האחרונות,

conducting missions in some of the toughest ocean conditions

וביצע משימות בתנאי סביבה ימית,

on the planet,

מן הקשים שעל כדור הארץ,

from the Arctic to the tropical Pacific.

מן האזור הארקטי של האוקיינוס השקט ועד אזורו הטרופי.

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

הפלגנו כל הדרך אל מדף הקרח הקוטבי.

We have sailed into Atlantic hurricanes.

הפלגנו אל תוך הוריקנים אטלנטיים.

We have rounded Cape Horn,

היקפנו את כף הורן,

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

וזגזגנו בין אסדות הנפט של מפרץ מכסיקו.

This is one tough robot.

זהו רובוט ממש קשוח.

Let me share with you recent work that we did

הרשו לי לשתף אתכם בעבודה שעשינו לאחרונה

around the Pribilof Islands.

סביב איי פריבילוף.

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

זוהי קבוצה קטנה של איים בעומקו של ים בֵּרינג הקר

between the US and Russia.

בין ארה"ב לרוסיה.

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

ים ברינג הינו סביבת המגורים של דג הבקלה האלסקית,

which is a whitefish you might not recognize,

שזהו דג לבן שאולי אינכם מזהים,

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

אבל קרוב לודאי שטעמתם אותו אם אתם אוהבים מקלות דג או סוּרימי.

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

נכון, סורימי נראה כמו בשר סרטנים, אבל זהו למעשה דג ממשפחת השיבוטיים.

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

ומדגת הדגים השיבוטיים היא המדגה הגדולה ביותר במדינה,

both in terms of value and volume --

גם מבחינת ערך וגם מבחינת כמות --

about 3.1 billion pounds of fish caught every year.

בערך 1.4 מיליון טון של דגים נתפסים כל שנה.

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

וכך במשך מספר השנים האחרונות, צי של רחפנים ימיים

has been hard at work in the Bering Sea

עבד קשה בים ברינג

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

במטרה לאמוד את גודלו של מלאי הדגים השיבוטיים.

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

זה מסייע בשיפור מערכת המכסה שמשמשת לנהול המדגה

and help prevent a collapse of the fish stock

ועוזר במניעת קריסת מלאי הדגים

and protects this fragile ecosystem.

ומגן על מערכת אקולוגית שבירה זו.

Now, the drones survey the fishing ground using acoustics,

רחפני-הים סורקים את אזורי גידול הדגה באמצעות אקוסטיקה,

i.e., a sonar.

כלומר, באמצעות סונאר.

This sends a sound wave downwards,

הם שולחים גלי קול כלפי מטה,

and then the reflection, the echo from the sound wave

ואז ההד של גלי הקול,

from the seabed or schools of fish,

המוחזר מקרקעית הים או מלהקות הדגים,

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

נותן לנו מושג מה קורה מתחת לפני הים.

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

רחפני-הים שלנו הם למעשה די טובים במשימות חוזרות ונשנות מעין אלו,

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

וכך הם רישתו את ים ברינג יום אחר יום.

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

איי פריבילוף הם גם סביבת המגורים של מושבה גדולה של דובי ים.

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

בשנות ה-50 של המאה העשרים המושבה מנתה כשני מיליון דובים.

Sadly, these days, the population has rapidly declined.

לצערנו, בימים אלה, האוכלוסיה קָטנה במהירות.

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

פחות מ-50 אחוז ממספר זה נותרו,

and the population continues to fall rapidly.

והאוכלוסיה ממשיכה לקטון במהירות.

So to understand why,

כדי להבין מדוע,

our science partner at the National Marine Mammal Laboratory

השותף המדעי שלנו במעבדה הלאומית ליונקים ימיים

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

התאים תגית GPS לכמה מהאמהות במושבה,

glued to their furs.

והדביק אותה לפרוותן.

And this tag measures location and depth

והתגית הזאת מודדת מיקום ועומק

and also has a really cool little camera

ויש בה גם מצלמה קטנה ומדליקה

that's triggered by sudden acceleration.

המופעלת ע"י האצה פתאומית.

Here is a movie taken by an artistically inclined seal,

הנה סרט שצולם על-ידי דובת ים בעלת נטייה אמנותית,

giving us unprecedented insight into an underwater hunt

שנותן לנו תובנה חסרת-תקדים על צייד תת-מיימי

deep in the Arctic,

עמוק בים הארקטי,

and the shot of this pollock prey

וצילום של דגי שיבוט אלה

just seconds before it gets devoured.

שניות לפני שהם נטרפים.

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

ובכן, העבודה בים הארקטי זו משימה קשה מאד, אפילו עבור רובוט.

They had to survive a snowstorm in August

הם צריכים לשרוד סופת שלגים באוגוסט

and interferences from bystanders --

והפרעות מעוברי אורח --

that little spotted seal enjoying a ride.

כלב ים מנוקד קטן זה נהנה לתפוס טרמפ.

(Laughter)

(צחוק)

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

ובכן, התגיות שעל דובות הים רשמו מעל ל-200,000 צלילות בעונה,

and upon a closer look,

ובמבט קרוב יותר,

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

אנו יכולים לראות מסלולים אינדובידואלים ואת הצלילות החוזרות ונשנות.

We are on our way to decode what is really happening

אנחנו בדרכנו לפענח מה שבאמת קורה

over that foraging ground,

בשדה הצייד הזה,

and it's quite beautiful.

וזה יפהפה.

Once you superimpose the acoustic data collected by the drones,

ברגע שמוסיפים לזה את הנתונים האקוסטיים שנאספו ע"י רחפני-הים

a picture starts to emerge.

התמונה מתחילה להתגלות

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

כאשר דובי הים עוזבים את האיים ושוחים משמאל לימין,

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

נראה שהם צוללים לעומק רדוד יחסית של 20 מטר בערך,

which the drone identifies is populated by small young pollock

אזור שעל פי רחפן-הים מאוכלס בדגי שיבוט קטנים וצעירים

with low calorific content.

בעלי ערך קלורי נמוך.

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

דובי הים שוחים אז למרחק רב יותר ומתחילים לצלול יותר לעומק,

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

לאזור שעל פי רחפן-הים מאוכלס בדגי שיבוט בוגרים וגדולים יותר,

which are more nutritious as fish.

ומזינים יותר.

Unfortunately, the calories expended by the mother seals

לרוע המזל, דובות הים משתמשות בקלוריות העודפות

to swim this extra distance

כדי לשחות את המרחק העודף

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

ולא נשארת להן מספיק אנרגיה לייצור חלב עבור הגורים שלהם עם חזרתן לאי,

leading to the population decline.

מה שמוביל לדעיכת האוכלוסיה.

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

נוסף על כך, רחפני-הים מזהים שטמפרטורת המים סביב האי

has significantly warmed.

עלתה באופן משמעותי.

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

זה עלול להיות אחד הגורמים שמניעים את דגי השיבוט צפונה,

and to spread in search of colder regions.

וגורמים להם להתפזר בחיפוש אחר אזורים קרים יותר.

So the data analysis is ongoing,

ניתוח הנתונים עדיין נמשך,

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

אבל אנחנו כבר יכולים לראות שחלקים מחידת חייהם המסתוריים של דובי הים

from the fur seal mystery

are coming into focus.

מתחילים להחשף.

But if you look back at the big picture,

אבל אם מסתכלים בחזרה על התמונה הגדולה,

we are mammals, too.

גם אנחנו יונקים.

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

ולמעשה, האוקיינוסים מספקים לנו עד 20 ק״ג של דגים לכל אדם בשנה.

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

בעוד אנו מדללים את מאגרי הדגים שלנו, מה אנו בני האדם יכולים ללמוד

from the fur seal story?

מהסיפור של דובי הים?

And beyond fish, the oceans affect all of us daily

ומעבר לדגים, האוקיינוסים משפיעים על כולנו מדי יום

as they drive global weather systems,

כיוון שהם מניעים מערכות מזג אויר עולמיות,

which affect things like global agricultural output

שמשפיעות על דברים כמו התפוקה החקלאית העולמית

or can lead to devastating destruction of lives and property

או יכולות לגרום לאובדן של חיים ורכוש

through hurricanes, extreme heat and floods.

דרך הוריקנים, חום קיצוני ושטפונות.

Our oceans are pretty much unexplored and undersampled,

האוקיינוסים שלנו ברובם טרם נחקרו וטרם נדגמו,

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

והיום, הידע שלנו על כוכבי לכת אחרים קטן מהידע על הכוכב שלנו.

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

אבל אם תחלקו את האוקיינוסים הענקים האלו למשבצות של שש-על-שש מעלות,

each about 400 miles long,

כל אחת באורך של כ-640 ק"מ,

you'd get about 1,000 such squares.

תקבלו כ-1,000 משבצות כאלה.

So little by little, working with our partners,

אז צעד אחר צעד, כשאנו עובדים עם שותפינו,

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

אנו מכניסים לפעולה רחפן-ים בכל אחת ממשבצות אלה,

the hope being that achieving planetary coverage

בתקווה שהשגת כיסוי מלא של כדור הארץ

will give us better insights into those planetary systems

תיתן לנו תובנות טובות יותר על המערכות הפלנטריות

that affect humanity.

אשר משפיעות על האנושות.

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

השתמשנו ברובוטים כדי לחקור עולמות רחוקים במערכת השמש שלנו

for a while now.

כבר מזה זמן רב.

Now it is time to quantify our own planet,

כעת הזמן לכמת את הכוכב שלנו,

because we cannot fix what we cannot measure,

כי אנו לא יכולים לתקן את מה שאיננו יכולים למדוד,

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

ואנו לא יכולים להתכונן לבלתי ידוע.

Thank you.

תודה רבה.

(Applause)

(מחיאות כפיים)