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

Translator: Marija Liutkute Reviewer: Andrius Družinis-Vitkus

We know more about other planets than our own,

Mes žinome daugiau apie kitas planetas, nei apie savo Žemę,

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

ir šiandien aš noriu jums parodyti naujo tipo robotą,

designed to help us better understand our own planet.

kuris buvo specialiai sukurtas, kad padėtų mums pažinti savo planetą.

It belongs to a category

Jis priklauso katergorijai, kurią

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

okeanografai vadina nepilotuojamos jūrų transporto priemonės (angl. USV).

And it uses no fuel.

Ir šiam robotui nereikia kuro.

Instead, it relies on wind power for propulsion.

Vietoje to, robotas yra varomas vėjo jėga.

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

Tačiau nepaisant to, jis gali mėnesiais plaukioti aplink pasaulį.

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

Noriu jums papasakoti kodėl mes nusprendėm jį sukonstruoti

and what it means for you.

ir kodėl tai jums gali rūpėti.

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

Prieš keletą metų man teko keliauti Ramiuoju vandenynu burinėje valtyje

from San Francisco to Hawaii.

iš San Francisko į Havajus.

I had just spent the past 10 years working nonstop,

Aš buvau ką tik praleidęs 10 metų be perstojo dirbdamas,

developing video games for hundreds of millions of users,

kurdamas videožaidimus šimtams milijonų vartotojų,

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

norėjau trumpam sustoti ir pažvelgti į bendrą vaizdą

and get some much-needed thinking time.

taip pat leisti sau ramiai viską apgalvoti.

I was the navigator on board,

Aš buvau laivo navigatorius,

and one evening, after a long session analyzing weather data

ir vieną vakarą po ypač ilgos orų analizės

and plotting our course,

ir kurso krypties planavimo,

I came up on deck and saw this beautiful sunset.

užlipau and denio ir pamačiau yapč nuostabų saulėlydį.

And a thought occurred to me:

Man iškilo klausimas:

How much do we really know about our oceans?

kiek iš tikrųjų mes žinome apie savo planetos vandenynus?

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

Aplink mane kur bepažiūrėsi tęsėsi Ramusis vandenynas

and the waves were rocking our boat forcefully,

o bangos valingai siūbavo mūsų laivą,

a sort of constant reminder of its untold power.

kaip pastovus priminimas apie neapsakytą vandenyno galybę.

How much do we really know about our oceans?

Kiek iš tikrųjų mes žinome apie savo planetos vandenynus?

I decided to find out.

Nusprendžiau sužinoti.

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

Ir labai greitai supratau, kad iš tikrųjų mes labai daug nežinome.

The first reason is just how vast oceans are,

Pirmiausia mums kiša koją milžiniškas vandenynų dydis;

covering 70 percent of the planet,

vanduo dengia 70% mūsų planetos

and yet we know they drive complex planetary systems

ir mes žinome, kad jie yra painių planetos sistemų kaip pasaulio orai

like global weather,

varomoji jėga,

which affect all of us on a daily basis,

ir tai veikia mūsų kasdienybę

sometimes dramatically.

kartais labai dramatiškai.

And yet, those activities are mostly invisible to us.

Tačiau, ta vandenyno veikla mums yra beveik nematoma.

Ocean data is scarce by any standard.

Kaip bepažiūrėtume, duomenų apie vandenynus stokojame.

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

Sausumoje, aš buvau pripratęs naudotis daugybe jutiklių,

billions of them, actually.

iš tiesų, milijardais jutiklių.

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

Bet jūroje gauti in situ duomenis yra reta ir brangu.

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

Kodėl? Nes duomenų rinkimui pagrinde yra naudojami laivai ir bujos.

How small a number was actually a great surprise.

Jų skaičius mane nemaloniai nustebino.

Our National Oceanic and Atmospheric Administration,

Mūsų Nacionalinė Okeanijos ir Atmosferos Administracija,

better known as NOAA,

trumpinamama NOAA,

only has 16 ships,

turi tik 16 laivų,

and there are less than 200 buoys offshore globally.

o bujų atviroje jūroje pasauliniu mastu yra tik 200.

It is easy to understand why:

Lengva suprasti kodėl:

the oceans are an unforgiving place,

vandenynas yra nedovanojanti vieta,

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

kad surinktume in situ informaciją reikalingas didelis laivas,

capable of carrying a vast amount of fuel

galintis transportuoti didelį kiekį kuro

and large crews,

ir su didele įgula,

costing hundreds of millions of dollars each,

kurių kiekvienas kainuoja milijonus dolerių.

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

Arba gali naudoti didelius bujus, jūros dugne pritvirtintus 6,5 km ilgio lynu,

and weighted down by a set of train wheels,

ir nusvertus naudojantis pora traukinio ratų,

which is both dangerous to deploy and expensive to maintain.

visa tai yra sudėtinga dislokuoti ir brangu eksplotuoti.

What about satellites, you might ask?

O kaip palydovai žemės orbitoje?

Well, satellites are fantastic,

Na taip, palydovai yra nuostabūs,

and they have taught us so much about the big picture

ir jie suteikė mums daug žinių apie bendra vaizdą

over the past few decades.

per praėjusius keletą dešimtemčių.

However, the problem with satellites

Tačiau naudojantis palydovais iškyla keletas problemų:

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

jie mato tik vieną mikroną pačiame vandenyno paviršiuje.

They have relatively poor spatial and temporal resolution,

Satelitų skiriamoji jėga yra prasta erdvėje ir laike,

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

ir ateinančius signalus reikia nuolat koreguoti dėl debesų, sausumos efektų,

and other factors.

ir kitokių faktorių.

So what is going on in the oceans?

Taigi, kas vyksta vandenynuose?

And what are we trying to measure?

Ir ką mes ten bandome matuoti?

And how could a robot be of any use?

Ir kuo čia naudingi robotai?

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

Pažiūrėkime iš arti į mažą vandenyno kubelį.

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

Vienas iš esminių dalykų, kuriuos mes norime suprasti yra paviršius,

because the surface, if you think about it,

nes gerai pagalvojus paviršius tai yra

is the nexus of all air-sea interaction.

kur jūra ir oras sąveikauja tarpusavyje.

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

Tai yra ta sandūra, kuria juda energija ir dujos.

Our sun radiates energy,

Mūsų Saulė spinduliuoja energiją,

which is absorbed by oceans as heat

kurią šilumos pavidalu sugeria vandenynai,

and then partially released into the atmosphere.

o tada palaipsniui išleidžia ją į atmosferą.

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

Mūs atmosferos dujos, pavyzdžiui anglies dvideginis, ištirpsta vandenynuose.

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

Iš tiesų, maždaug 30% viso anglies dvideginio yra sugeriama.

Plankton and microorganisms release oxygen into the atmosphere,

Planktonas ir įvairūs mikroorganizmai išleidžia deguonį į atmosferą,

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

tas kiekis toks didelis, kad kas antras mūsų įkvėpimas yra kilęs iš vandenyno.

Some of that heat generates evaporation, which creates clouds

Dalis sugertos šilumos sukelia vandens garavimą, o tai formuoja debesis.

and then eventually leads to precipitation.

Galų gale tai pavirsta krituliais.

And pressure gradients create surface wind,

Oro slėgio skirtumai, suformuoja vėjus,

which moves the moisture through the atmosphere.

kurie cirkuliuodami po atmosferą kartu nešioja drėgmę,

Some of the heat radiates down into the deep ocean

Dalis sugertos šilumos nusklinda iki pat vandenyno gilumos

and gets stored in different layers,

ir yra išsaugoma skirtinguose sluoksniuose,

the ocean acting as some kind of planetary-scale boiler

Čia vandenynas veikia kaip planetos dydžio boileris,

to store all that energy,

sulaikydamas atsklidusią energiją,

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

kuri vėliau gali būti išleista trumpalaikiais fenomenais kaip uraganai

or long-term phenomena like El Niño.

arba ilgalaikiais kaip El Ninjo.

These layers can get mixed up by vertical upwelling currents

Jūrų sluoksnius gali sumaišyti vertikalios apvelingo srovės,

or horizontal currents, which are key in transporting heat

arba horizontalios srovės, kurios yra ypač svarbios pernešant karštą orą

from the tropics to the poles.

iš tropinių regionų į planetos ašigalius.

And of course, there is marine life,

Ir žinoma privalome paminėti jūrinę gyvūniją,

occupying the largest ecosystem in volume on the planet,

mūsų planetoje tai yra didžiausios apimties ekosistema,

from microorganisms to fish to marine mammals,

tai mikroorganizmai, žuvys ir jūriniai žinduoliai

like seals, dolphins and whales.

pavyzdžiui ruoniai, delfinai ir banginiai.

But all of these are mostly invisible to us.

Tačiau visi šie gyviai mums yra beveik nematomi.

The challenge in studying those ocean variables at scale

Didžiausias iššūkis norint suprasti šiuos vandenyno kintamuosius

is one of energy,

yra energija.

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

Energija, kuri reikalinga jutiklių dislo- kavimui po vandenyno gelmes.

And of course, many solutions have been tried --

Žinoma, daugybė įvairių idėjų jau buvo išbandyta:

from wave-actuated devices

bangomis stimuliuojami įrenginiai

to surface drifters

ir pasroviui plaukiantys

to sun-powered electrical drives --

ir saulės energija varomi elektriniai įrenginiai;

each with their own compromises.

kiekvienas su savo bėdomis.

Our team breakthrough came from an unlikely source --

Mūsų komandos proveržis atėjo iš labai netikėto šaltinio –

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

siekiant pasaulio greičio rekordo plaukiant vėjo varoma jachta.

It took 10 years of research and development

Užtrukome 10 metų tyrinėjimams ir bandymams,

to come up with a novel wing concept

kad sukurtume naujovišką sparno koncepciją,

that only uses three watts of power to control

kuriam kontroliuoti sunaudojame tik 3 vatus energijos,

and yet can propel a vehicle all around the globe

bet jos užtenka mūsų transporto priemonei judėti po visą pasaulį

with seemingly unlimited autonomy.

su tarsi neribota autonomija.

By adapting this wing concept into a marine vehicle,

Pritaikydami šią sparno konstrukciją jūrinei transporto priemonei,

we had the genesis of an ocean drone.

mes pagimdėme jūros drono idėją.

Now, these are larger than they appear.

Iš tiesų jie yra didesni nei atrodo.

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

Maždaug 4,5 m aukščio, 7 m ilgio ir 2 m gylio.

Think of them as surface satellites.

Įsivaizduokite juos kaip paviršiaus palydovus.

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

Kiekvienas jų turi mokslinio lygmens jutiklių komplektą,

that measure all key variables,

kuriuo matuojami įvairiausi kintamieji

both oceanographic and atmospheric,

okeanografiniai ir atmosferiniai.

and a live satellite link transmits this high-resolution data

Tiesoginė palydovinė sąsaja, įgalina aukštos kokybės duomenų perdavimą iš jūros

back to shore in real time.

atgal į krantą realiuoju laiku.

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

Per paskutinius keletą metų mūsų komanda labai stipriai dirbo

conducting missions in some of the toughest ocean conditions

atlikdami užduotis atšiauriausiuose mūsų planetos

on the planet,

vandenynų kampeliuose

from the Arctic to the tropical Pacific.

nuo Arkties iki pat tropinio Ramiojo vandenyno

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

Mes plaukėme prie pat poliarinių ledynų.

We have sailed into Atlantic hurricanes.

Mes plaukėme į Atlante siaučiančius uraganus.

We have rounded Cape Horn,

Mes apsukome aplink Horno Ragą,

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

ir vingiavome tarp naftos bokštų Meksikos įlankoje,

This is one tough robot.

Tai vienas ištvermingiausių robotų.

Let me share with you recent work that we did

Leiskite su jumis pasidalinti naujausias mūsų atradimais

around the Pribilof Islands.

iš Pribilof salų.

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

Tai nedidelė salų grupė toli šaltoje Beringo jūroje

between the US and Russia.

tarp Jungtinių Valstijų ir Rusijos.

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

Beringo jūroje gyvena aliaskinė rudagalvė menkė,

which is a whitefish you might not recognize,

tai yra baltamėsė žuvis, bet net jei jos neatpažįstate,

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

greičiausiai esate jos ragavę, jei kada esate valge žuvų pirštelių ar surimio.

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

Taip, surimis atrodo kaip krabų mėsa, bet iš tikrųjų tai aliaskinė menkė.

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

Šių menkių žūklė yra didžiausia šalyje

both in terms of value and volume --

kalbant apie jos vertę ir dydį –

about 3.1 billion pounds of fish caught every year.

maždaug 14 milijardų kg šios žuvies yra sugaunama kiekvienais metais.

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

Taigi per keletą pastarųjų metų flotilė vandenyno dronų

has been hard at work in the Bering Sea

leido laiką Beringo jūroje,

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

kad galėtume įvertinti aliaskinių rudagalvių menkių populiaciją.

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

Ši informacija padeda nustatyti teisingas žuvininkystės kvotas,

and help prevent a collapse of the fish stock

kurios neleistų žlugti šios žuvies atsargoms,

and protects this fragile ecosystem.

ir padėtų apsaugoti šią trapią ekosistemą.

Now, the drones survey the fishing ground using acoustics,

Žvejybos plotus dronai žvalgo naudojantis akustika –

i.e., a sonar.

sonaru.

This sends a sound wave downwards,

Sonaras nusiunčia garso bangą žemyn,

and then the reflection, the echo from the sound wave

tada sugrįžtantis atspindys (garso bangos atgarsis)

from the seabed or schools of fish,

nuo jūros dugno, ar žuvų būrio,

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

leidžia susidaryti vaizdą apie tai kas vyksta po vandeniu.

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

Mūsų vandenyno dronai yra labai tinkami šiai pasikartojančiai užduočiai,

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

todėl jie diena iš dienos analizuoja kiekvieną Beringo jūros kvadratėlį.

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

Pribilof salose gyvena gana didelė kotikų kolonija.

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

1950-aisiais toje kolonijoje gyveno apie 2 milijonai individų.

Sadly, these days, the population has rapidly declined.

Deja šiandien jų populiacija yra žymiai sumažėjusi.

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

Kotikų yra likę mažiau nei 50 procentų.

and the population continues to fall rapidly.

ir jų populiacija toliau sparčiai mažėja.

So to understand why,

Kad suprastume kodėl tai vyksta,

our science partner at the National Marine Mammal Laboratory

mūsų moksliniai partneriai iš Nacionalinės Jūrų Žinduolių Laboratorijos,

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

prie keleto kotikų motinų kailių

glued to their furs.

priklijavo GPS etiketes.

And this tag measures location and depth

Tokia etiketė matuoja vietą ir gylį,

and also has a really cool little camera

prie jos yra ir maža kamerytė,

that's triggered by sudden acceleration.

kuri pradeda įrašinėti po staigios akseleracijos.

Here is a movie taken by an artistically inclined seal,

Štai filmas, kurį sukūrė vienas labai meniškas kotikas.

giving us unprecedented insight into an underwater hunt

Tai beprecedentis žvilgsnis į povandeninę medžioklę

deep in the Arctic,

giliai arktyje,

and the shot of this pollock prey

o šiame kadre kotiko grobis - menkė,

just seconds before it gets devoured.

kelios sekundės prieš praryjant.

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

Dirbti arktyje yra labai sunku, net ir robotams.

They had to survive a snowstorm in August

Dronai turėjo išgyventi Rugpjūčio pūgą,

and interferences from bystanders --

pašalinių kišimąsi,

that little spotted seal enjoying a ride.

dėmėtojo ruonio jauniklis mėgaujasi pasivažinėjimu.

(Laughter)

(Juokas)

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

Vieno sezono metu, GPS etiketės užfiksavo 200 000 nėrimų,

and upon a closer look,

ir pažiūrėjus iš arčiau

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

mes galime sekti individualius kotikus, ir jų pasikartojančius nardymus.

We are on our way to decode what is really happening

Mes palaipsniui aiškinamės kas iš tikrųjų vyksta

over that foraging ground,

ieškant maisto tose vietovėse,

and it's quite beautiful.

ir tai visai gražus procesas

Once you superimpose the acoustic data collected by the drones,

Sujungiant visą dronų surinktą akustinę medžiagą

a picture starts to emerge.

galima susidaryti gana gerą bendrą vaizdą.

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

Palikę salą kotikai plaukioja kairėn ir dešinėn,

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

matome, kad jie paneria gana negiliai, maždaug į 20 metrų gylį,

which the drone identifies is populated by small young pollock

ten, kur drono duomenimis, yra daug mažų aliaskinių rudagalvių menkių jauniklių.

with low calorific content.

turinčių žemą kalorijų kiekį.

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

Tada kotikai plaukia daug didesnius atstumus, ir pradeda nerti giliau,

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

kur drono duomenimis, yra daugiau didesnių suaugusių menkių,

which are more nutritious as fish.

kurios yra daug maistingesnės.

Unfortunately, the calories expended by the mother seals

Deja, plaukdamos tokį didelį atstumą kotikų motinos išnaudoja

to swim this extra distance

labai daug kalorijų,

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

todėl joms nebelieka energijos jaunikliams išmaitinti,

leading to the population decline.

kas nulemia populiacijos smukimą.

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

Naudodamiesi dronais mes taip pat pastebė- jome, kad aplink salą rimtai kyla

has significantly warmed.

vandens temperatūra.

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

Turbūt tai vienas iš faktorių verčiančių menkių populiacijos judėjimą šiaurėn,

and to spread in search of colder regions.

kur temperatūra yra žemesnė.

So the data analysis is ongoing,

Mūsų tyrimai tęsiasi,

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

bet jau dabar aiškėja svarbios detalės

from the fur seal mystery

iš paslaptingo

are coming into focus.

kotikų gyvenimo.

But if you look back at the big picture,

Tačiau truputį apsižvalgius, juk

we are mammals, too.

mes taip pat esame žinduoliai.

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

Vendenynai kiekvieną žmogų aprūpina 20-čia kilgoramų žuvies per metus.

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

Mums beeikvojant savo žuvų atsargas, ko žmonės galėtų pasimokyti

from the fur seal story?

iš kotikų istorijos?

And beyond fish, the oceans affect all of us daily

Vandenynai mūsų kasdienybę paveikia ir nepaisant žuvies,

as they drive global weather systems,

globaliai paveikdami klimato sistemas,

which affect things like global agricultural output

kurios lemia visuotinę žemės ūkio produkciją.

or can lead to devastating destruction of lives and property

Taip pat jie gali suniokoti nuosavybę ir pareikalauti žmonių gyvybių

through hurricanes, extreme heat and floods.

per uraganus, kaitras, sausras ar potvynius.

Our oceans are pretty much unexplored and undersampled,

Planetos vandenynai yra faktiškai neištirti, ir šiandien

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

mes vis dar žinome daugiau apie kitas planetas nei apie savąją.

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

Padalinus mūsų neaprėpiamus vandenynys, į 6 laipsnių kvadratus

each about 400 miles long,

kiekvienas iš jų maždaug 600 kilometrų ilgio,

you'd get about 1,000 such squares.

gautume maždaug tūkstantį tokių kvadratėlių.

So little by little, working with our partners,

Taigi po truputį, bendradarbiaudami su partneriais

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

mes dislokuojame jūros dronus į kiekvieną iš tų kvadratėlių,

the hope being that achieving planetary coverage

tikėdamiesi, kad aprėpę visą planetą

will give us better insights into those planetary systems

mes įžvelgsime svarbias planetos lygio sistemas,

that affect humanity.

kurios veikia visą žmoniją.

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

Mes jau ilgą laiką naudojamės robotais tyrinėdami tolimus pasaulius

for a while now.

mūsų saulės sistemoje.

Now it is time to quantify our own planet,

Atėjo laikas išmatuoti ir įvertinti savo planetą,

because we cannot fix what we cannot measure,

nes mes negalime sutaisyti, ko negalime pamatuoti;

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

ir negalime pasiruošti tam, apie ką nežinome.

Thank you.

Ačiū jums.

(Applause)

(Plojimai)