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

Vertaald door: Rik Delaet Nagekeken door: Dick Stada

We know more about other planets than our own,

We weten meer over andere planeten dan over die van onszelf

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

en vandaag wil ik jullie een nieuw type robot laten zien,

designed to help us better understand our own planet.

ontworpen om ons onze eigen planeet beter te leren begrijpen.

It belongs to a category

Hij behoort tot een categorie

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

die bij oceanografen bekend staat als een onbemand oppervlaktevoertuig of USV.

And it uses no fuel.

Hij verbruikt geen brandstof.

In plaats daarvan benut hij windenergie voor de voortstuwing.

Instead, it relies on wind power for propulsion.

Toch kan hij maandenlang over de hele wereld rondvaren.

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

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

Ik wil jullie daarom vertellen waarom we hem bouwden

and what it means for you.

en wat hij voor jullie kan betekenen.

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

Een paar jaar geleden voer ik op een zeilboot door de Stille Oceaan

from San Francisco to Hawaii.

van San Francisco naar Hawaï.

I had just spent the past 10 years working nonstop,

Ik had de afgelopen 10 jaar non-stop gewerkt

developing video games for hundreds of millions of users,

aan het ontwikkelen van videogames voor honderden miljoenen gebruikers

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

en wilde een stapje achteruit doen om het grotere plaatje te zien

and get some much-needed thinking time.

en wat broodnodige bedenktijd krijgen.

I was the navigator on board,

Ik was de navigator aan boord

en op een avond, na een lange sessie van weergegevens analyseren

and one evening, after a long session analyzing weather data

and plotting our course,

en het uitzetten van onze koers,

I came up on deck and saw this beautiful sunset.

kwam ik aan dek en zag deze mooie zonsondergang.

And a thought occurred to me:

Er kwam een gedachte bij me op:

How much do we really know about our oceans?

hoeveel weten we eigenlijk over onze oceanen?

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

De Stille Oceaan strekte zich overal om me heen uit, zo ver als ik kon kijken,

and the waves were rocking our boat forcefully,

en door de golven schommelde de boot krachtig,

a sort of constant reminder of its untold power.

wat ons constant herinnerde aan hun ongekende macht.

How much do we really know about our oceans?

Hoeveel weten we nou eigenlijk over onze oceanen?

I decided to find out.

Ik besloot het uit te zoeken.

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

Ik leerde snel dat we niet veel weten.

The first reason is just how vast oceans are,

De eerste reden is simpelweg dat de oceanen zo groot zijn,

covering 70 percent of the planet,

70 procent van de planeet.

and yet we know they drive complex planetary systems

We weten inmiddels dat ze complexe aardsystemen aanstuwen,

like global weather,

zoals het wereldwijde weer,

which affect all of us on a daily basis,

die ons allemaal elke dag beïnvloeden,

sometimes dramatically.

soms met dramatische gevolgen.

And yet, those activities are mostly invisible to us.

Toch blijven deze gebeurtenissen meestal onzichtbaar voor ons.

Ocean data is scarce by any standard.

Oceaangegevens zijn hoe dan ook schaars.

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

Aan land was ik gewend geraakt aan toegang tot tal van sensoren --

billions of them, actually.

miljarden, eigenlijk.

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

Maar op zee gemeten data zijn schaars en duur.

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

Waarom? Omdat het allemaal komt van een klein aantal schepen en boeien.

How small a number was actually a great surprise.

Hun kleine aantal was eigenlijk een grote verrassing.

Our National Oceanic and Atmospheric Administration,

Onze Nationale Oceanische en Atmosferische Administratie,

better known as NOAA,

beter bekend als NOAA,

only has 16 ships,

heeft slechts 16 schepen,

and there are less than 200 buoys offshore globally.

en er zijn wereldwijd minder dan 200 boeien op zee.

It is easy to understand why:

Het is gemakkelijk te begrijpen waarom:

the oceans are an unforgiving place,

oceanen zijn meedogenloos

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

en om ter plekke gegevens te verzamelen, heb je een groot schip nodig

capable of carrying a vast amount of fuel

en een grote hoeveelheid brandstof

and large crews,

en grote bemanningen.

costing hundreds of millions of dollars each,

Dat kost honderden miljoenen dollar -- per stuk.

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

Ofwel grote boeien die aan de oceaanbodem vastzitten met een 6 km lange kabel

and weighted down by a set of train wheels,

die vastligt aan een paar treinwielen.

which is both dangerous to deploy and expensive to maintain.

Dat is zowel gevaarlijk om te maken als duur in onderhoud.

What about satellites, you might ask?

'En satellieten dan?' kan je je afvragen.

Satellieten zijn fantastisch

Well, satellites are fantastic,

and they have taught us so much about the big picture

en ze hebben ons veel geleerd over het geheel

over the past few decades.

in de afgelopen decennia.

However, the problem with satellites

Het probleem met satellieten is echter

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

dat ze niet meer dan één micrometer diep in de oceaan kunnen kijken.

Ze hebben een relatief beperkte resolutie qua ruimte en tijd,

They have relatively poor spatial and temporal resolution,

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

en hun signaal moet worden gecorrigeerd voor bewolking, landeffecten

and other factors.

en andere factoren.

So what is going on in the oceans?

Wat gebeurt er dus in de oceanen?

And what are we trying to measure?

Wat moeten we proberen te meten?

And how could a robot be of any use?

Hoe kan een robot daarbij helpen?

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

Laten we inzoomen op een klein stukje oceaan.

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

Een van de belangrijkste dingen die we willen begrijpen is het oppervlak,

because the surface, if you think about it,

omdat het oppervlak, bij nader inzien,

is the nexus of all air-sea interaction.

de connectie is van alle lucht-zee-wisselwerking.

Het is de interface waar alle energie en gassen doorheen gaan.

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

Our sun radiates energy,

Onze zon straalt energie uit,

which is absorbed by oceans as heat

die door de oceanen als warmte wordt geabsorbeerd

and then partially released into the atmosphere.

en dan gedeeltelijk wordt afgegeven aan de atmosfeer.

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

Gassen in onze atmosfeer, zoals CO2, lossen op in onze oceanen.

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

In feite wordt wereldwijd ongeveer 30% van alle CO2 geabsorbeerd.

Plankton and microorganisms release oxygen into the atmosphere,

Plankton en micro-organismen laten zuurstof vrij in de atmosfeer,

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

zoveel zelfs dat elke tweede teug lucht die je neemt uit de zee komt.

Een deel van die warmte zorgt voor de verdamping,

Some of that heat generates evaporation, which creates clouds

waardoor wolken ontstaan, wat uiteindelijk tot neerslag leidt.

and then eventually leads to precipitation.

And pressure gradients create surface wind,

Drukverschillen veroorzaken oppervlaktewind

which moves the moisture through the atmosphere.

die de waterdamp door de atmosfeer jaagt.

Some of the heat radiates down into the deep ocean

Een deel van de warmte straalt naar onder, diep de oceaan in,

and gets stored in different layers,

en wordt opgeslagen in verschillende lagen,

the ocean acting as some kind of planetary-scale boiler

waarbij de oceaan fungeert als een soort boiler op planetaire schaal

to store all that energy,

om al die energie op te slaan.

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

Die kan later worden vrijgegeven in kort durende gebeurtenissen zoals orkanen

or long-term phenomena like El Niño.

of langdurige fenomenen zoals El Niño.

These layers can get mixed up by vertical upwelling currents

Deze lagen kunnen zich mengen door verticaal opwellende stromingen

or horizontal currents, which are key in transporting heat

of horizontale stromingen, belangrijk bij warmtetransport

from the tropics to the poles.

van de tropen naar de polen.

And of course, there is marine life,

Natuurlijk is er ook het leven in zee,

occupying the largest ecosystem in volume on the planet,

qua volume het grootste ecosysteem op aarde,

from microorganisms to fish to marine mammals,

van micro-organismen tot vissen en zeezoogdieren,

like seals, dolphins and whales.

zoals zeehonden, dolfijnen en walvissen.

But all of these are mostly invisible to us.

Dit alles is echter meestal onzichtbaar voor ons.

The challenge in studying those ocean variables at scale

De uitdaging om die oceaanvariabelen op schaal te bestuderen

is one of energy,

is er een van energie,

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

de energie die nodig is om sensors in te zetten in de wijde oceaan.

And of course, many solutions have been tried --

Natuurlijk is er veel uitgeprobeerd --

from wave-actuated devices

van door golven aangedreven apparaten

to surface drifters

tot drijvende boeien

to sun-powered electrical drives --

en elektrische aandrijvingen op zonne-energie --

each with their own compromises.

elk met hun eigen compromissen.

Our team breakthrough came from an unlikely source --

De doorbraak voor ons team kwam van een onverwachte bron:

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

de jacht naar het snelheidsrecord voor zeilwagens.

It took 10 years of research and development

Het kostte 10 jaar onderzoek en ontwikkeling

to come up with a novel wing concept

om met een nieuw soort vleugel te komen.

that only uses three watts of power to control

Hij gebruikt maar drie watt voor de besturing

and yet can propel a vehicle all around the globe

en toch kan hij over de hele wereld voortbewegen

with seemingly unlimited autonomy.

met schier onbegrensde autonomie.

By adapting this wing concept into a marine vehicle,

De toepassing van dit vleugelconcept op een zeevoertuig

we had the genesis of an ocean drone.

leidde tot een oceaan-drone.

Now, these are larger than they appear.

Ze zijn groter dan ze hier lijken.

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

Ze zijn ongeveer 5 meter hoog,

bijna 8 meter lang en meer dan 2 meter diep.

Think of them as surface satellites.

Zie ze als oppervlakte-satellieten.

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

Ze zitten vol wetenschappelijke sensors

that measure all key variables,

die alle belangrijke variabelen meten,

both oceanographic and atmospheric,

zowel oceanografische als atmosferische.

and a live satellite link transmits this high-resolution data

Een live satellietverbinding zendt deze gegevens met hoge resolutie

back to shore in real time.

in real time door naar de kust.

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

Ons team werkte de afgelopen jaren hard

conducting missions in some of the toughest ocean conditions

en voerde missies uit in soms wel de zwaarste weersomstandigheden op aarde,

on the planet,

from the Arctic to the tropical Pacific.

van de Noordpool tot de tropische Stille Oceaan.

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

We zeilden tot aan de polaire ijskap.

We have sailed into Atlantic hurricanes.

We hebben gevaren in de Atlantische orkanen.

We have rounded Cape Horn,

We rondden Kaap Hoorn

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

en we slalomden tussen de olieplatforms in de Golf van Mexico.

This is one tough robot.

Dit is een kei van een robot.

Let me share with you recent work that we did

Ik vertel jullie over recent werk van ons

around the Pribilof Islands.

rond de Pribilofeilanden.

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

Dat is een kleine groep eilanden ver in de koude Beringzee,

between the US and Russia.

tussen de VS en Rusland.

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

Nu is de Beringzee de thuisbasis van de alaskakoolvis,

which is a whitefish you might not recognize,

een koolvis die jullie misschien niet kennen,

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

maar misschien kennen jullie hem in de vorm van vissticks of surimi.

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

Ja, surimi ziet eruit als krabvlees, maar het is eigenlijk koolvis.

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

En de koolvis-visserij is de grootste visserij van het land,

both in terms of value and volume --

zowel qua omzet als qua volume --

about 3.1 billion pounds of fish caught every year.

we vangen ongeveer 1,4 miljard kilo vis per jaar.

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

Sinds enkele jaren is een vloot van oceaan-drones

has been hard at work in the Bering Sea

hard aan de slag in de Beringzee

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

om de omvang van het koolvisbestand te helpen schatten.

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

Dit helpt om het quotasysteem voor het visserijbeheer te verbeteren

and help prevent a collapse of the fish stock

en te voorkomen dat het visbestand instort,

and protects this fragile ecosystem.

en ook om dit kwetsbare ecosysteem te beschermen.

Now, the drones survey the fishing ground using acoustics,

De drones observeren de visgronden met behulp van geluid,

i.e., a sonar.

met andere woorden, sonar.

This sends a sound wave downwards,

Die stuurt een geluidsgolf naar beneden,

waarna de reflectie,

and then the reflection, the echo from the sound wave

de echo van de geluidsgolf van de zeebodem of van scholen vis

from the seabed or schools of fish,

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

ons een idee geeft van wat er onder de oppervlakte gebeurt.

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

Onze oceaan-drones zijn vrij goed in deze herhalende taak,

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

ze brengen de Beringzee dag in, dag uit in kaart.

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

Rond de Pribilofeilanden leeft ook een grote kolonie pelsrobben.

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

In de jaren 1950 telde die kolonie ongeveer twee miljoen dieren.

Sadly, these days, the population has rapidly declined.

Tegenwoordig is de populatie helaas sterk afgenomen.

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

Minder dan 50 procent is er nog over

and the population continues to fall rapidly.

en de populatie gaat snel achteruit.

So to understand why,

Om te begrijpen waarom

our science partner at the National Marine Mammal Laboratory

heeft onze wetenschapspartner bij het National Marine Mammal Laboratory

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

een gps-tag aan een aantal moeder-zeehonden bevestigd,

glued to their furs.

door hem vast te lijmen op hun pels.

And this tag measures location and depth

Deze tag meet locatie en diepte

and also has a really cool little camera

en heeft ook een heel leuke camera

that's triggered by sudden acceleration.

die geactiveerd wordt door een plotselinge versnelling.

Here is a movie taken by an artistically inclined seal,

Hier zie je een film gemaakt door een artistiek begaafde zeehond,

giving us unprecedented insight into an underwater hunt

die ons nieuw inzicht verschaft in een onderwaterjacht

deep in the Arctic,

diep in het Noordpoolgebied

and the shot of this pollock prey

en een beeld geeft van een koolvisprooi,

just seconds before it gets devoured.

slechts enkele seconden voordat hij wordt verslonden.

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

In het noordpoolgebied werken is erg moeilijk, zelfs voor een robot.

They had to survive a snowstorm in August

Ze moesten in augustus een sneeuwstorm overleven

and interferences from bystanders --

en toevallige voorbijgangers verdragen --

that little spotted seal enjoying a ride.

die kleine gevlekte zeehond geniet van een ritje.

(Laughter)

(Gelach)

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

De zeehondentags registreerden meer dan 200.000 duiken tijdens het seizoen,

and upon a closer look,

en bij nadere bestudering

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

zien we zelfs de individuele sporen en herhaalde duiken van de zeehonden.

We are on our way to decode what is really happening

We zijn op weg om te ontcijferen wat er werkelijk gebeurt

over that foraging ground,

in dat jachtgebied,

and it's quite beautiful.

en het is heel mooi.

Once you superimpose the acoustic data collected by the drones,

Als je de door de drones verzamelde akoestische gegevens over elkaar legt,

a picture starts to emerge.

begint er een beeld te ontstaan.

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

Als de zeehonden de eilanden verlaten en van links naar rechts zwemmen,

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

zien we ze duiken tot op een relatief geringe diepte van ongeveer 20 meter,

which the drone identifies is populated by small young pollock

waarvan de drone vaststelt dat hij wordt bevolkt door kleine jonge koolvissen

with low calorific content.

met een laagcalorische waarde.

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

Dan zwemmen de zeehonden veel grotere afstanden en beginnen ze dieper te duiken

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

naar een plaats waar de drone grotere, meer volwassen koolvissen ziet,

which are more nutritious as fish.

die voedzamer zijn.

Unfortunately, the calories expended by the mother seals

Helaas verbruiken de moeder-zeehonden teveel calorieën

to swim this extra distance

om deze extra afstand te zwemmen,

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

zodat ze te weinig energie over hebben om hun jongen op het eiland te zogen,

leading to the population decline.

wat dan weer leidt tot daling van de populatie.

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

Verder stellen de drones vast dat het water rond het eiland

has significantly warmed.

sterk is opgewarmd.

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

Het is misschien een van de krachten die de koolvis naar het noorden drijft,

and to spread in search of colder regions.

en zich verspreidt op zoek naar koudere streken.

So the data analysis is ongoing,

De data-analyse is bezig,

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

maar nu al kunnen we zien dat stukjes van de puzzel

from the fur seal mystery

over het mysterie van de pelsrob

are coming into focus.

op hun plaats beginnen te vallen.

But if you look back at the big picture,

Maar als je het grotere plaatje bekijkt,

we are mammals, too.

zijn wij toch ook zoogdieren.

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

De oceanen geven tot 20 kilo vis per mens per jaar.

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

Nu we onze visbestanden uitputten, wat kunnen wij mensen dan leren

from the fur seal story?

van het pelsrobverhaal?

And beyond fish, the oceans affect all of us daily

En behalve de vissen,

beïnvloeden de oceanen ons dagelijks allemaal

as they drive global weather systems,

door de wereldwijde weersystemen,

which affect things like global agricultural output

die ook van invloed zijn op de mondiale landbouwproductie

or can lead to devastating destruction of lives and property

of kunnen leiden tot verwoestende vernietiging van levens en eigendommen

through hurricanes, extreme heat and floods.

door orkanen, extreme hitte en overstromingen.

Our oceans are pretty much unexplored and undersampled,

Onze oceanen zijn vrijwel ononderzocht en onderbemonsterd;

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

we weten meer over andere planeten dan over de onze.

Maar als je deze uitgestrekte oceaan verdeelt

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

in vierkanten van zes op zes graden,

each about 400 miles long,

elk ongeveer 600 km breed,

you'd get about 1,000 such squares.

dan zijn dat er ongeveer 1.000.

So little by little, working with our partners,

Stap voor stap gaan we met onze partners

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

een oceaandrone in elk van die vierkanten plaatsen

the hope being that achieving planetary coverage

in de hoop dat we door wereldwijde dekking

will give us better insights into those planetary systems

een beter inzicht zullen krijgen in de planetaire systemen

that affect humanity.

die zo’n invloed hebben op de mensheid.

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

Met robots bestuderen we nu al een tijd verre werelden in ons zonnestelsel.

for a while now.

Now it is time to quantify our own planet,

Nu is het tijd om onze eigen planeet te kwantificeren,

because we cannot fix what we cannot measure,

omdat we niet kunnen repareren wat we niet kunnen meten,

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

en we ons niet kunnen voorbereiden op wat we niet weten.

Thank you.

Dank je.

(Applause)

(Applaus)