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

ダン・バーケンストック: 世界は一つのデータセットです。それをどのように撮影するのかというと、、、

翻訳: Mike Maeda 校正: Toshifumi Kakiuchi

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

５年前 私は２足のわらじを履く

living two lives.

博士課程の学生でした

In one, I used NASA supercomputers

一つ目ですが

NASAのスーパーコンピュータを使っていました

to design next-generation spacecraft,

次世代の宇宙船を作るためです

and in the other I was a data scientist

二つ目ですが

私はデータサイエンティストでした

looking for potential smugglers

原子力の機密データを盗み出す

of sensitive nuclear technologies.

可能性のある人間を探し出していました

データサイエンティストとして

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

いろいろな解析をしました

mostly of facilities,

世界中の多くの産業施設の解析です

industrial facilities around the world.

And I was always looking for a better canvas

そして これらすべてを結びつける

to tie these all together.

良いアイディアを探していました

And one day, I was thinking about how

ある日 すべてのデータがどのように

all data has a location,

位置情報を持っているかを考えていました

and I realized that the answer

そして気づいたのです

had been staring me in the face.

目の前に答えがあることに

Although I was a satellite engineer,

私は人工衛星のエンジニアですが

I hadn't thought about using satellite imagery

自分の仕事に衛星画像を使うことは

考えたことがありませんでした

in my work.

今では 皆さんと同じく

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

私はオンライン環境にあり

I'd see my house, so I thought,

自分の家をみることができます

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

それなら そこに飛び込んで

some of these facilities.

その施設を探してみようと

And what I found really surprised me.

そして 驚くべきことがわかりました

The pictures that I was finding

私が探していた写真は

were years out of date,

何年も前のものでした

and because of that,

今の仕事に 何の役にも立たなかったのです

it had relatively little relevance

to the work that I was doing today.

But I was intrigued.

でも そこに興味がわきました

I mean, satellite imagery is pretty amazing stuff.

衛星画像はとてもすばらしいものだと

There are millions and millions of sensors

いまでは無数の衛星が私たちの周りを

surrounding us today,

取り巻いています

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

でも 私達には知らないことばかりです

How much oil is stored in all of China?

中国の石油の備蓄量は？

How much corn is being produced?

コーンの生産量は？

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

世界中の港に停泊している船舶数は？

Now, in theory, all of these questions

理論的には 衛星画像により

could be answered by imagery,

そうした質問に答えることができます

but not if it's old.

ただし その写真が古くなければです

And if this data was so valuable,

こういった画像に価値があるのならば

then how come I couldn't get my hands

どうして最新のデータを

on more recent pictures?

入手できないのでしょうか

So the story begins over 50 years ago

こういった話は50年前からありました

with the launch of the first generation

米国政府が偵察用の衛星を

of U.S. government photo reconnaissance satellites.

初めて打ち上げた時からです

And today, there's a handful

今では 冷戦時代に作られた

of the great, great grandchildren

衛星の後継機の多くが

of these early Cold War machines

民間企業によって運用されていて

which are now operated by private companies

and from which the vast majority of satellite imagery

多くの私たちが目にする写真は

それらの衛星が撮影したものなのです

that you and I see on a daily basis comes.

During this period, launching things into space,

現在 ロケットで宇宙へ

just the rocket to get the satellite up there,

衛星を送り込むだけでも

has cost hundreds of millions of dollars each,

数百万ドルかかります

and that's created tremendous pressure

時々しか飛ばさないので 大きなプレッシャーです

to launch things infrequently

and to make sure that when you do,

そして たくさんの機能を詰め込みます

you cram as much functionality in there as possible.

All of this has only made satellites

こうして 人工衛星は

bigger and bigger and bigger

巨大化し

and more expensive,

費用がかさみ

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

１台あたり約10億ドルもするようになりました

Because they are so expensive,

とても高価なので 人工衛星はそれほど存在しないのです

there aren't very many of them.

Because there aren't very many of them,

そのため普段 我々が見る画像は 古くなりがちです

the pictures that we see on a daily basis

tend to be old.

I think a lot of people actually understand this anecdotally,

実際に 多くの人が理解していますが

but in order to visualize just how sparsely

地球上の収集データが

点在していることを 可視化するために

our planet is collected,

some friends and I put together a dataset

2000年から2010年の間に衛星が収集した

of the 30 million pictures that have been gathered

3000万枚のデータをまとめました

by these satellites between 2000 and 2010.

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

広大な青色の部分

are barely seen, less than once a year,

ここが撮影されるのは年１回以下です

and even the areas that are seen most frequently,

赤い部分は頻繁に撮影されますが

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

それでも３ヶ月に１回もありません

Now as aerospace engineering grad students,

航空宇宙工学の卒業生にとって

this chart cried out to us as a challenge.

このデータは 大きな挑戦を投げかけます

Why do these things have to be so expensive?

どうしてこのデータは高価なのでしょうか？

Does a single satellite really have to cost

衛星一機あたり ボーイング747機３台分の

the equivalent of three 747 jumbo jets?

費用もかかるのはなぜでしょうか？

Wasn't there a way to build a smaller,

より小さくシンプルな新型衛星を

simpler, new satellite design that could enable

作る方法はないのでしょうか？

more timely imaging?

タイムリーに撮影できる人工衛星です

I realize that it does sound a little bit crazy

ちょっとおかしいのはわかっていますが

that we were going to go out and just

我々は新型衛星の設計に着手しました

begin designing satellites,

運良く手助けしてもらえたのです

but fortunately we had help.

In the late 1990s, a couple of professors

1990年代後半に 数名の教授が

proposed a concept for radically reducing the price

宇宙に機器を搬送する費用を

of putting things in space.

著しく減らす方法を考えました

This was hitchhiking small satellites

小さな衛星をヒッチハイクするのです

alongside much larger satellites.

より大きな衛星のそばにある

This dropped the cost of putting objects up there

これによりコストは

by over a factor of 100,

100分の１以下に下がりました

and suddenly we could afford to experiment,

そして突然ですが 実験できるようになり

to take a little bit of risk,

多くのイノベーションを実現しました

and to realize a lot of innovation.

And a new generation of engineers and scientists,

新しい世代のエンジニアや科学者が

mostly out of universities,

多くは大学の者ですが

began launching these very small,

「CubeSats」と呼ばれる

breadbox-sized satellites called CubeSats.

パン入れサイズの小型衛星を打ち上げ始めました

And these were built with electronics obtained

これはホームセンターで手に入れた

from RadioShack instead of Lockheed Martin.

電子部品でできており

Now it was using the lessons learned from these early missions

友人と衛星のデザインを始めた

that my friends and I began a series of sketches

開発初期のアイデアが活かされています

of our own satellite design.

And I can't remember a specific day

衛星開発の決断をした

where we made a conscious decision

具体的な日は思い出せませんが

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

but once we got that idea in our minds

この世界を一つのデータセットと捉え

of the world as a dataset,

of being able to capture millions of data points

世界経済を表す 大量のデータを取得し

on a daily basis describing the global economy,

今まで知られていなかった関係性を掘り起こす

of being able to unearth billions of connections

between them that had never before been found,

そんなアイデアを思いついた日から

it just seemed boring

to go work on anything else.

それ以外の仕事には目もくれなくなりました

And so we moved into a cramped,

私たちはPalo Altoにある

windowless office in Palo Alto,

窓もないオフィスに缶詰めになり

and began working to take our design

単なるデザインを元に

from the drawing board into the lab.

試作機の開発を進めました

The first major question we had to tackle

解決しなければならない最初の問題は

was just how big to build this thing.

モノの大きさでした

In space, size drives cost,

宇宙では サイズはコストに直結します

and we had worked with these very small,

小さなパン入れサイズの衛星の

breadbox-sized satellites in school,

製作に取り掛かっていましたが

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

物理法則から

we found that the quality of pictures

この衛星の画質の限界を知ります

those satellites could take was very limited,

because the laws of physics dictate

その物理法則によると

that the best picture you can take through a telescope

望遠鏡で見える画質は

is a function of the diameter of that telescope,

望遠鏡の直径に依存します

and these satellites had a very small,

私たちの衛星はとても小さかったのです

very constrained volume.

And we found that the best picture we would

予想されていた画質はこのくらいでした

have been able to get looked something like this.

Although this was the low-cost option,

安くて済むけれども

quite frankly it was just too blurry

ぼやけ過ぎていて はっきり言って

to see the things that make satellite imagery valuable.

役に立ちそうにありません

So about three or four weeks later,

そこで３、４週間の間に

we met a group of engineers randomly

いろんなエンジニアに会いました

who had worked on the first

彼らは初期の個人衛星開発に携わっていました

private imaging satellite ever developed,

and they told us that back in the 1970s,

彼らによると1970年代

the U.S. government had found a powerful

米国政府は強力で

optimal tradeoff --

最適なトレードオフを見つけました

that in taking pictures at right about one meter resolution,

１mの解像度で画像を撮ると

being able to see objects one meter in size,

１mのサイズでものが見えます

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

高画質ではなかったけれど

but get a lot of them at an affordable price.

程よい値段で画像が撮れました

From our own computer simulations,

シミュレーションから初めてわかったのは

we quickly found that one meter really was

グローバル経済の担い手を見るのに

the minimum viable product

最低限１mは必要ということです

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

担い手というのは 我々の身の回りにある

for the first time, being able to count

the ships and cars and shipping containers and trucks

船 車 輸送コンテナ トラックのことです

that move around our world on a daily basis,

while conveniently still not being able to see individuals.

人間を数えることはできませんが

妥協点を見つけました

We had found our compromise.

We would have to build something larger

パン入れよりも大きな衛星を 作らなくてはいけない

than the original breadbox,

now more like a mini-fridge,

小さな冷蔵庫くらいでしょうか

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

軽トラックほど 大きい必要はありません

So now we had our constraint.

物理学的な制約により

The laws of physics dictated

望遠鏡の最小サイズはわかりました

the absolute minimum-sized telescope that we could build.

What came next was making the rest of the satellite

次の問題は 衛星の残りの部分を

as small and as simple as possible,

どれだけ小さくシンプルにするかです

basically a flying telescope with four walls

四方を囲まれた箱に入る望遠鏡と

and a set of electronics smaller than a phone book

電話帳よりも小さく 100Wも消費しない

that used less power than a 100 watt lightbulb.

電子機器をどうするかということです

The big challenge became actually taking

大きな課題は望遠鏡を通して

the pictures through that telescope.

実際に画像を撮ることです

Traditional imaging satellites use a line scanner,

古くからある衛星写真は ラインスキャナを使います

similar to a Xerox machine,

それはコピー機に似ています

and as they traverse the Earth, they take pictures,

地球を横切りながら写真を撮ります

scanning row by row by row

何度も繰り返しスキャンし

to build the complete image.

画像を完成させます

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

光量が多く 現在主流の方法です

which means less of the noise you see

ノイズを低減でき

in a low-cost cell phone image.

低価格の携帯電話で使われています

The problem with them is they require

その課題は 非常に精密な

very sophisticated pointing.

ポインティングが必要であることです

You have to stay focused on a 50-centimeter target

上空1000kmから 50cmの目標物を

from over 600 miles away

とらえ続けなくてはなりません

while moving at more than seven kilometers a second,

秒速7kmで飛行中にです

which requires an awesome degree of complexity.

これはとても高度なことです

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

そこで次世代ビデオセンサーに 目をつけました

originally created for use in night vision goggles.

元々は暗視ゴーグルに 使われていたものです

Instead of taking a single, high quality image,

高画質画像を使う代わりに

we could take a videostream

ビデオストリームを使います

of individually noisier frames,

一枚一枚にはノイズが乗りますが

but then we could recombine

それらを組み合わせて

all of those frames together

高画質の画像にすることができます

into very high-quality images

高精度な画像処理技術が

using sophisticated pixel processing techniques

それを可能にします

here on the ground,

at a cost of one one hundredth a traditional system.

コストは従来の1/100です

And we applied this technique

私たちはこの技術を

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

衛星の他のシステムにも適用しました

and day by day, our design evolved

日々 私たちの設計は進化しました

from CAD to prototypes

CADからプロトタイプ 完成品へと

to production units.

A few short weeks ago,

数週間前

we packed up SkySat 1,

SkySat １号を完成させ サインをしました

put our signatures on it,

and waved goodbye for the last time on Earth.

地球上での最後の時に 向け別れを告げました

Today, it's sitting in its final launch configuration

今は 発射台に据え付けられ

ready to blast off in a few short weeks.

あと数週間で発射されます

And soon, we'll turn our attention to launching

そして すぐに 24基以上の衛星を 打ち上げる予定です

a constellation of 24 or more of these satellites

and beginning to build the scalable analytics

そして大規模な分析を始めます

that will allow us to unearth the insights

ペタバイト級のデータから

in the petabytes of data we will collect.

いろいろな洞察ができるでしょう

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

我々の目的は？ どうして衛星を作るのか？

Well, it turns out imaging satellites

要するに 衛星画像は

have a unique ability to provide global transparency,

世界規模の透明性を与え

and providing that transparency on a timely basis

リアルタイムの透明性は

is simply an idea whose time has come.

今まさに必要とされているものです

We see ourselves as pioneers of a new frontier,

私たちは新しい時代を築いています

and beyond economic data,

そして 単なる経済データを越えて

unlocking the human story, moment by moment.

少しずつ 人類の物語を 解き明かすでしょう

For a data scientist

データサイエンティストとして

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

スペースキャンプに行く子供のような気分です

it just doesn't get much better than that.

これほどワクワクすることは他にありません

Thank you.

ありがとうございました

(Applause)

（拍手）