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

Vertaald door: Eduard de Zwart Nagekeken door: Els De Keyser

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

Vijf jaar geleden was ik doctoraalstudent en leidde ik twee levens.

living two lives.

In one, I used NASA supercomputers

In het ene gebruikte ik NASA- supercomputers

to design next-generation spacecraft,

om nieuwe ruimtevaartuigen te ontwerpen.

and in the other I was a data scientist

In het andere was ik een data-analist

looking for potential smugglers

op zoek naar potentiële smokkelaars

of sensitive nuclear technologies.

van gevoelige nucleaire technologieën.

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

Als data-analist maakte ik veel analyses.

mostly of facilities,

Meestal van industrieparken die over de hele wereld verspreid lagen.

industrial facilities around the world.

And I was always looking for a better canvas

Ik was altijd op zoek naar een beter raamwerk

to tie these all together.

om alles op elkaar af te stemmen.

And one day, I was thinking about how

Op een dag bedacht ik dat alle gegevens een vaste plek hebben

all data has a location,

and I realized that the answer

en realiseerde ik me dat het antwoord vlak voor m'n neus lag.

had been staring me in the face.

Although I was a satellite engineer,

Hoewel ik satelliet-ingenieur was,

I hadn't thought about using satellite imagery

had ik er niet aan gedacht om satellietbeelden in m'n werk te gebruiken.

in my work.

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

Zoals de meesten van ons had ik online mijn huis gezien, dus dacht ik:

I'd see my house, so I thought,

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

"Laat ik eens naar een paar van die industrieparken kijken."

some of these facilities.

And what I found really surprised me.

Ik was verrast door wat ik tegenkwam.

The pictures that I was finding

De beelden die ik vond,

were years out of date,

waren jaren oud.

and because of that,

Daarom hadden ze betrekkelijk weinig te maken

it had relatively little relevance

to the work that I was doing today.

met het werk dat ik vandaag doe.

But I was intrigued.

Maar ik was wel nieuwsgierig.

I mean, satellite imagery is pretty amazing stuff.

Satelliet-fotografie is iets heel bijzonders.

There are millions and millions of sensors

We zijn tegenwoordig omringd door miljoenen sensoren.

surrounding us today,

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

Maar elke dag weer is er zoveel waar we niets van weten.

How much oil is stored in all of China?

Hoeveel olie is er in China opgeslagen?

How much corn is being produced?

Hoeveel maïs wordt er geproduceerd?

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

Hoeveel schepen liggen er in alle havens van de wereld?

Now, in theory, all of these questions

In theorie kunnen al deze vragen met satellietbeelden worden beantwoord.

could be answered by imagery,

but not if it's old.

Maar niet als het oude beelden zijn.

And if this data was so valuable,

Als de informatie zo kostbaar is,

then how come I couldn't get my hands

hoe komt het dan dat ik geen toegang had tot recenter beeldmateriaal?

on more recent pictures?

So the story begins over 50 years ago

Het verhaal begint meer dan 50 jaar geleden

with the launch of the first generation

met de lancering van de eerste generatie

of U.S. government photo reconnaissance satellites.

Amerikaanse verkenningssatellieten die foto's maakten.

And today, there's a handful

Vandaag bestaat er nog een handjevol

of the great, great grandchildren

van de achter-, achterkleinkinderen van deze machines uit de Koude Oorlog.

of these early Cold War machines

which are now operated by private companies

Ze worden beheerd door particuliere bedrijven en maken bijna alle foto's

and from which the vast majority of satellite imagery

that you and I see on a daily basis comes.

die jij en ik elke dag kunnen zien.

During this period, launching things into space,

In die 50 jaar heeft het lanceren van het materiaal de ruimte in,

just the rocket to get the satellite up there,

-- alleen al de raketten om de satellieten te lanceren --

has cost hundreds of millions of dollars each,

honderden miljoenen dollars per satelliet gekost.

and that's created tremendous pressure

Dat creëerde een enorme druk

to launch things infrequently

omdat ze onregelmatig gelanceerd werden

and to make sure that when you do,

en je er zoveel mogelijk functionele onderdelen moest zien in te proppen.

you cram as much functionality in there as possible.

All of this has only made satellites

Dat heeft satellieten alleen maar

bigger and bigger and bigger

alsmaar groter

and more expensive,

en duurder gemaakt.

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

Nu kosten ze bijna een miljard dollar per stuk.

Because they are so expensive,

Omdat ze zo duur zijn,

there aren't very many of them.

zijn het er niet zo heel veel.

Because there aren't very many of them,

En omdat het er niet veel zijn, zijn de beelden die wij zien, meestal verouderd.

the pictures that we see on a daily basis

tend to be old.

I think a lot of people actually understand this anecdotally,

Ik denk dat veel mensen dit wel begrijpen,

but in order to visualize just how sparsely

maar om zichtbaar te maken hoe spaarzaam onze planeet in kaart wordt gebracht,

our planet is collected,

some friends and I put together a dataset

heb ik met wat vrienden een dataset gemaakt

of the 30 million pictures that have been gathered

van de 30 miljoen foto's die zijn gemaakt door de satellieten

by these satellites between 2000 and 2010.

tussen 2000 en 2010.

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

Enorme delen van de wereld -- in blauw --

are barely seen, less than once a year,

worden minder dan één keer per jaar bekeken.

and even the areas that are seen most frequently,

Zelfs de delen die het vaakst worden bekeken,

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

de rode, worden hooguit één keer per kwartaal bekeken.

Now as aerospace engineering grad students,

Voor bijna afgestudeerde ruimtevaartingenieurs

this chart cried out to us as a challenge.

was deze wereldkaart een serieuze uitdaging.

Why do these things have to be so expensive?

Waarom moeten satellieten zo duur zijn?

Does a single satellite really have to cost

Moet één enkele satelliet echt net zoveel kosten

the equivalent of three 747 jumbo jets?

als drie jumbojets bij elkaar?

Wasn't there a way to build a smaller,

Was er misschien een manier om een kleiner

simpler, new satellite design that could enable

en eenvoudiger satellietontwerp te maken dat recentere beelden mogelijk maakt?

more timely imaging?

I realize that it does sound a little bit crazy

Ik realiseer me dat het een beetje idioot klinkt

that we were going to go out and just

dat we van plan waren om satellieten te ontwerpen,

begin designing satellites,

but fortunately we had help.

maar gelukkig hadden we hulp.

In the late 1990s, a couple of professors

In de jaren 90 kwam een aantal professoren

proposed a concept for radically reducing the price

met een plan om de prijs voor het lanceren van objecten radicaal omlaag te brengen

of putting things in space.

This was hitchhiking small satellites

door kleine satellieten te laten meeliften

alongside much larger satellites.

met veel grotere satellieten.

This dropped the cost of putting objects up there

Dit verlaagde de kosten van het lanceren van objecten

by over a factor of 100,

met meer dan een factor 100.

and suddenly we could afford to experiment,

Opeens konden we het ons veroorloven om te experimenteren,

to take a little bit of risk,

om een beetje risico te nemen en heel veel zaken te vernieuwen.

and to realize a lot of innovation.

And a new generation of engineers and scientists,

Een nieuwe generatie ingenieurs en wetenschappers,

mostly out of universities,

-- meestal net afgestudeerd --

began launching these very small,

begon met het lanceren van kleine satellieten. CubeSats heten ze.

breadbox-sized satellites called CubeSats.

And these were built with electronics obtained

Ze werden gebouwd met electronica

die je koopt bij RadioShack in plaats van Lockheed Martin.

from RadioShack instead of Lockheed Martin.

Door gebruik te maken van de kennis over vroege ruimtemissies

Now it was using the lessons learned from these early missions

that my friends and I began a series of sketches

begonnen mijn vrienden en ik schetsen te maken van ons eigen satelliet-ontwerp.

of our own satellite design.

And I can't remember a specific day

Ik kan me niet herinneren op welke dag

where we made a conscious decision

we een bewuste beslissing namen

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

om daadwerkelijk satellieten te gaan maken.

but once we got that idea in our minds

Toen het eenmaal tot ons was doorgedrongen

of the world as a dataset,

dat de wereld een dataset is,

of being able to capture millions of data points

dat we miljoenen gegevenspunten konden vastleggen

on a daily basis describing the global economy,

die een beeld geven van de wereldeconomie,

of being able to unearth billions of connections

dat we miljarden verbindingen konden opdiepen

between them that had never before been found,

die nog nooit eerder waren gevonden,

it just seemed boring

leek het ons stomvervelend

to go work on anything else.

om met iets anders aan het werk te gaan.

And so we moved into a cramped,

Dus namen we onze intrek in een benauwd kantoor zonder ramen in Palo Alto

windowless office in Palo Alto,

and began working to take our design

en gingen we aan de slag om ons ontwerp

from the drawing board into the lab.

van de tekentafel naar het lab te krijgen.

The first major question we had to tackle

De eerste grote vraag die we moesten beantwoorden, was:

was just how big to build this thing.

hoe groot moeten onze satellieten worden?

In space, size drives cost,

In de ruimte geldt een regel: hoe groter hoe duurder.

and we had worked with these very small,

We moesten werken met heel kleine satellieten, een broodtrommel groot.

breadbox-sized satellites in school,

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

Naarmate we de natuurkundige wetten beter begrepen,

we found that the quality of pictures

ontdekten we dat de kwaliteit van de beelden

those satellites could take was very limited,

die de satellieten konden maken, heel beperkt was.

because the laws of physics dictate

De natuurkundige wetten bepalen

that the best picture you can take through a telescope

dat de beste foto die je door een telescoop kunt maken,

is a function of the diameter of that telescope,

evenredig is aan de diameter van de telescoop.

and these satellites had a very small,

Onze satellieten waren heel klein,

very constrained volume.

heel beperkt van afmeting.

And we found that the best picture we would

De beste foto die we hadden kunnen maken, zou er ongeveer zo hebben uitgezien.

have been able to get looked something like this.

Although this was the low-cost option,

Hoewel dit de goedkoopste versie was,

quite frankly it was just too blurry

was het resultaat te vaag

to see the things that make satellite imagery valuable.

en kon je niet zien wat satellietfotografie juist zo waardevol maakt.

So about three or four weeks later,

Een week of drie, vier later

we met a group of engineers randomly

kwamen we een groep ingenieurs tegen

who had worked on the first

die hadden gewerkt aan de eerste commerciële satelliet die ooit is gemaakt.

private imaging satellite ever developed,

and they told us that back in the 1970s,

Ze vertelden dat in de jaren 70

the U.S. government had found a powerful

de Amerikaanse regering een optimale formule had gevonden:

optimal tradeoff --

that in taking pictures at right about one meter resolution,

bij 'een-meter-resolutie' satellietfotografie,

being able to see objects one meter in size,

dus als je objecten van één meter in omvang kon zien,

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

kreeg je niet alleen foto's van hoge kwaliteit,

but get a lot of them at an affordable price.

maar had je er ook een heleboel voor een redelijke prijs.

From our own computer simulations,

Onze computersimulaties wezen uit

we quickly found that one meter really was

dat een object van minimaal één meter het rendabele criterium is

the minimum viable product

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

om de aandrijfmotoren van de wereld- economie te kunnen zien.

for the first time, being able to count

Voor het eerst konden we tellen

the ships and cars and shipping containers and trucks

hoeveel schepen, auto's, containers en vrachtwagens

that move around our world on a daily basis,

zich elke dag over de wereld verplaatsen,

while conveniently still not being able to see individuals.

en we konden nog steeds geen mensen zien, wat heel goed uitkwam.

We had found our compromise.

We hadden een compromis gevonden.

We would have to build something larger

We zouden iets moeten bouwen dat groter was dan de oorspronkelijke broodtrommel,

than the original breadbox,

now more like a mini-fridge,

iets ter grootte van een ijskastje, maar niet zo groot als een pick-up truck.

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

So now we had our constraint.

Dus nu kenden we de spelregels.

The laws of physics dictated

De natuurkundige wetten bepaalden

the absolute minimum-sized telescope that we could build.

het kleinste formaat telescoop dat we konden bouwen.

What came next was making the rest of the satellite

Daarna moesten we de rest van de satelliet

as small and as simple as possible,

zo klein mogelijk zien te houden.

basically a flying telescope with four walls

Het is niet meer dan een telescoop met vier wanden

and a set of electronics smaller than a phone book

en electronica die kleiner is dan een telefoonboek

that used less power than a 100 watt lightbulb.

en minder energie verbruikt dan een gloeilamp van 100 watt.

The big challenge became actually taking

Het was een grote uitdaging

the pictures through that telescope.

om door die telescoop foto's te maken.

Traditional imaging satellites use a line scanner,

De oude satellieten gebruiken een line scanner,

similar to a Xerox machine,

vergelijkbaar met een Xerox-scanner.

and as they traverse the Earth, they take pictures,

Ze maken foto's terwijl ze rond de aarde cirkelen.

scanning row by row by row

Ze scannen lijn voor lijn, en zo ontstaat uiteindelijk een compleet beeld.

to build the complete image.

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

Line scanners worden gebruikt omdat ze veel licht opvangen,

which means less of the noise you see

en dat betekent minder ruis

in a low-cost cell phone image.

dan je bij een goedkope gsm-foto ziet.

The problem with them is they require

Het probleem met de traditionele satellieten

very sophisticated pointing.

is dat het richten heel nauw luistert.

You have to stay focused on a 50-centimeter target

Je moet focussen op een doel dat 50 cm groot is

from over 600 miles away

van een afstand van 1000 km

while moving at more than seven kilometers a second,

terwijl je met 7 km per seconde voortraast.

which requires an awesome degree of complexity.

Dat vergt een ongelooflijke precisie.

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

We kozen nieuwe generatie-videosensoren,

originally created for use in night vision goggles.

die oorspronkelijk voor nachtbrillen waren gemaakt.

Instead of taking a single, high quality image,

In plaats van één beeld van hoge kwaliteit

we could take a videostream

konden we nu een videostream maken van frames die elk ruis bevatten,

of individually noisier frames,

but then we could recombine

maar die we konden samenvoegen tot beelden van hoge kwaliteit

all of those frames together

into very high-quality images

using sophisticated pixel processing techniques

met behulp van geavanceerde pixel-processing technieken.

here on the ground,

Hier op aarde.

at a cost of one one hundredth a traditional system.

Tegen één honderdste van de originele prijs.

And we applied this technique

We pasten de techniek ook toe op allerlei andere componenten van de satelliet.

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

and day by day, our design evolved

Ons ontwerp groeide continu.

from CAD to prototypes

Van computerontwerpen naar prototypes

to production units.

naar een kant-en-klaar product.

A few short weeks ago,

Een paar weken geleden

we packed up SkySat 1,

waren we klaar met de SkySat 1.

put our signatures on it,

We zetten onze handtekening erop en groetten hem voor het laatst op aarde.

and waved goodbye for the last time on Earth.

Today, it's sitting in its final launch configuration

Vandaag zit hij in de laatste fase voor de lancering.

ready to blast off in a few short weeks.

Klaar om over een paar weken de lucht te worden ingeschoten.

And soon, we'll turn our attention to launching

Binnenkort richten we onze aandacht op het lanceren van 24 van deze satellieten

a constellation of 24 or more of these satellites

and beginning to build the scalable analytics

en beginnen we aan het maken van de gegevensanalyse,

that will allow us to unearth the insights

die ons een inzicht zal kunnen geven

in the petabytes of data we will collect.

in de petabyte gegevens die we gaan verzamelen.

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

Waarom doen we dit? Waarom bouwen we deze satellieten?

Well, it turns out imaging satellites

Het blijkt dat je met satelliet-fotografie

have a unique ability to provide global transparency,

een unieke, wereldwijde transparantie kunt produceren.

and providing that transparency on a timely basis

Het tijdig aanbieden van transparantie

is simply an idea whose time has come.

is gewoon een idee waarvoor de tijd rijp is.

We see ourselves as pioneers of a new frontier,

We zien onszelf als pioniers van een onontgonnen terrein,

and beyond economic data,

los van economische gegevens.

unlocking the human story, moment by moment.

We ontvouwen de geschiedenis van de mens.

For a data scientist

Een data-analist die als jongetje toevallig op ruimtevaart-kamp was,

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

it just doesn't get much better than that.

kan zich niets beters wensen.

Thank you.

Bedankt.

(Applaus)

(Applause)