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Five years ago, I was a Ph.D. student
翻訳: Mike Maeda 校正: Toshifumi Kakiuchi
living two lives.
5年前 私は2足のわらじを履く
In one, I used NASA supercomputers
博士課程の学生でした
to design next-generation spacecraft,
一つ目ですが
and in the other I was a data scientist
NASAのスーパーコンピュータを使っていました
looking for potential smugglers
次世代の宇宙船を作るためです
of sensitive nuclear technologies.
二つ目ですが
As a data scientist, I did a lot of analyses,
私はデータサイエンティストでした
mostly of facilities,
原子力の機密データを盗み出す
industrial facilities around the world.
可能性のある人間を探し出していました
And I was always looking for a better canvas
データサイエンティストとして
to tie these all together.
いろいろな解析をしました
And one day, I was thinking about how
世界中の多くの産業施設の解析です
all data has a location,
そして これらすべてを結びつける
and I realized that the answer
良いアイディアを探していました
had been staring me in the face.
ある日 すべてのデータがどのように
Although I was a satellite engineer,
位置情報を持っているかを考えていました
I hadn't thought about using satellite imagery
そして気づいたのです
in my work.
目の前に答えがあることに
Now, like most of us, I'd been online,
私は人工衛星のエンジニアですが
I'd see my house, so I thought,
自分の仕事に衛星画像を使うことは
I'll hop in there and I'll start looking up
考えたことがありませんでした
some of these facilities.
今では 皆さんと同じく
And what I found really surprised me.
私はオンライン環境にあり
The pictures that I was finding
自分の家をみることができます
were years out of date,
それなら そこに飛び込んで
and because of that,
その施設を探してみようと
it had relatively little relevance
そして 驚くべきことがわかりました
to the work that I was doing today.
私が探していた写真は
But I was intrigued.
何年も前のものでした
I mean, satellite imagery is pretty amazing stuff.
今の仕事に 何の役にも立たなかったのです
There are millions and millions of sensors
でも そこに興味がわきました
surrounding us today,
衛星画像はとてもすばらしいものだと
but there's still so much we don't know on a daily basis.
いまでは無数の衛星が私たちの周りを
How much oil is stored in all of China?
取り巻いています
How much corn is being produced?
でも 私達には知らないことばかりです
How many ships are in all of our world's ports?
中国の石油の備蓄量は?
Now, in theory, all of these questions
コーンの生産量は?
could be answered by imagery,
世界中の港に停泊している船舶数は?
but not if it's old.
理論的には 衛星画像により
And if this data was so valuable,
そうした質問に答えることができます
then how come I couldn't get my hands
ただし その写真が古くなければです
on more recent pictures?
こういった画像に価値があるのならば
So the story begins over 50 years ago
どうして最新のデータを
with the launch of the first generation
入手できないのでしょうか
of U.S. government photo reconnaissance satellites.
こういった話は50年前からありました
And today, there's a handful
米国政府が偵察用の衛星を
of the great, great grandchildren
初めて打ち上げた時からです
of these early Cold War machines
今では 冷戦時代に作られた
which are now operated by private companies
衛星の後継機の多くが
and from which the vast majority of satellite imagery
民間企業によって運用されていて
that you and I see on a daily basis comes.
多くの私たちが目にする写真は
During this period, launching things into space,
それらの衛星が撮影したものなのです
just the rocket to get the satellite up there,
現在 ロケットで宇宙へ
has cost hundreds of millions of dollars each,
衛星を送り込むだけでも
and that's created tremendous pressure
数百万ドルかかります
to launch things infrequently
時々しか飛ばさないので 大きなプレッシャーです
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.
こうして 人工衛星は
All of this has only made satellites
巨大化し
bigger and bigger and bigger
費用がかさみ
and more expensive,
1台あたり約10億ドルもするようになりました
now nearly a billion, with a b, dollars per copy.
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
Because they are so expensive,
そのため普段 我々が見る画像は 古くなりがちです
there aren't very many of them.
実際に 多くの人が理解していますが
Because there aren't very many of them,
地球上の収集データが
the pictures that we see on a daily basis
点在していることを 可視化するために
tend to be old.
2000年から2010年の間に衛星が収集した
I think a lot of people actually understand this anecdotally,
3000万枚のデータをまとめました
but in order to visualize just how sparsely
広大な青色の部分
our planet is collected,
ここが撮影されるのは年1回以下です
some friends and I put together a dataset
赤い部分は頻繁に撮影されますが
of the 30 million pictures that have been gathered
それでも3ヶ月に1回もありません
by these satellites between 2000 and 2010.
航空宇宙工学の卒業生にとって
As you can see in blue, huge areas of our world
このデータは 大きな挑戦を投げかけます
are barely seen, less than once a year,
どうしてこのデータは高価なのでしょうか?
and even the areas that are seen most frequently,
衛星一機あたり ボーイング747機3台分の
those in red, are seen at best once a quarter.
費用もかかるのはなぜでしょうか?
Now as aerospace engineering grad students,
より小さくシンプルな新型衛星を
this chart cried out to us as a challenge.
作る方法はないのでしょうか?
Why do these things have to be so expensive?
タイムリーに撮影できる人工衛星です
Does a single satellite really have to cost
ちょっとおかしいのはわかっていますが
the equivalent of three 747 jumbo jets?
我々は新型衛星の設計に着手しました
Wasn't there a way to build a smaller,
運良く手助けしてもらえたのです
simpler, new satellite design that could enable
1990年代後半に 数名の教授が
more timely imaging?
宇宙に機器を搬送する費用を
I realize that it does sound a little bit crazy
著しく減らす方法を考えました
that we were going to go out and just
小さな衛星をヒッチハイクするのです
begin designing satellites,
より大きな衛星のそばにある
but fortunately we had help.
これによりコストは
In the late 1990s, a couple of professors
100分の1以下に下がりました
proposed a concept for radically reducing the price
そして突然ですが 実験できるようになり
of putting things in space.
多くのイノベーションを実現しました
This was hitchhiking small satellites
新しい世代のエンジニアや科学者が
alongside much larger satellites.
多くは大学の者ですが
This dropped the cost of putting objects up there
「CubeSats」と呼ばれる
by over a factor of 100,
パン入れサイズの小型衛星を打ち上げ始めました
and suddenly we could afford to experiment,
これはホームセンターで手に入れた
to take a little bit of risk,
電子部品でできており
and to realize a lot of innovation.
友人と衛星のデザインを始めた
And a new generation of engineers and scientists,
開発初期のアイデアが活かされています
mostly out of universities,
衛星開発の決断をした
began launching these very small,
具体的な日は思い出せませんが
breadbox-sized satellites called CubeSats.
この世界を一つのデータセットと捉え
And these were built with electronics obtained
世界経済を表す 大量のデータを取得し
from RadioShack instead of Lockheed Martin.
今まで知られていなかった関係性を掘り起こす
Now it was using the lessons learned from these early missions
そんなアイデアを思いついた日から
that my friends and I began a series of sketches
それ以外の仕事には目もくれなくなりました
of our own satellite design.
私たちはPalo Altoにある
And I can't remember a specific day
窓もないオフィスに缶詰めになり
where we made a conscious decision
単なるデザインを元に
that we were actually going to go out and build these things,
試作機の開発を進めました
but once we got that idea in our minds
解決しなければならない最初の問題は
of the world as a dataset,
モノの大きさでした
of being able to capture millions of data points
宇宙では サイズはコストに直結します
on a daily basis describing the global economy,
小さなパン入れサイズの衛星の
of being able to unearth billions of connections
製作に取り掛かっていましたが
between them that had never before been found,
物理法則から
it just seemed boring
この衛星の画質の限界を知ります
to go work on anything else.
その物理法則によると
And so we moved into a cramped,
望遠鏡で見える画質は
windowless office in Palo Alto,
望遠鏡の直径に依存します
and began working to take our design
私たちの衛星はとても小さかったのです
from the drawing board into the lab.
予想されていた画質はこのくらいでした
The first major question we had to tackle
安くて済むけれども
was just how big to build this thing.
ぼやけ過ぎていて はっきり言って
In space, size drives cost,
役に立ちそうにありません
and we had worked with these very small,
そこで3、4週間の間に
breadbox-sized satellites in school,
いろんなエンジニアに会いました
but as we began to better understand the laws of physics,
彼らは初期の個人衛星開発に携わっていました
we found that the quality of pictures
彼らによると1970年代
those satellites could take was very limited,
米国政府は強力で
because the laws of physics dictate
最適なトレードオフを見つけました
that the best picture you can take through a telescope
1mの解像度で画像を撮ると
is a function of the diameter of that telescope,
1mのサイズでものが見えます
and these satellites had a very small,
高画質ではなかったけれど
very constrained volume.
程よい値段で画像が撮れました
And we found that the best picture we would
シミュレーションから初めてわかったのは
have been able to get looked something like this.
グローバル経済の担い手を見るのに
Although this was the low-cost option,
最低限1mは必要ということです
quite frankly it was just too blurry
担い手というのは 我々の身の回りにある
to see the things that make satellite imagery valuable.
船 車 輸送コンテナ トラックのことです
So about three or four weeks later,
人間を数えることはできませんが
we met a group of engineers randomly
妥協点を見つけました
who had worked on the first
パン入れよりも大きな衛星を 作らなくてはいけない
private imaging satellite ever developed,
小さな冷蔵庫くらいでしょうか
and they told us that back in the 1970s,
軽トラックほど 大きい必要はありません
the U.S. government had found a powerful
物理学的な制約により
optimal tradeoff --
望遠鏡の最小サイズはわかりました
that in taking pictures at right about one meter resolution,
次の問題は 衛星の残りの部分を
being able to see objects one meter in size,
どれだけ小さくシンプルにするかです
they had found that they could not just get very high-quality images,
四方を囲まれた箱に入る望遠鏡と
but get a lot of them at an affordable price.
電話帳よりも小さく 100Wも消費しない
From our own computer simulations,
電子機器をどうするかということです
we quickly found that one meter really was
大きな課題は望遠鏡を通して
the minimum viable product
実際に画像を撮ることです
to be able to see the drivers of our global economy,
古くからある衛星写真は ラインスキャナを使います
for the first time, being able to count
それはコピー機に似ています
the ships and cars and shipping containers and trucks
地球を横切りながら写真を撮ります
that move around our world on a daily basis,
何度も繰り返しスキャンし
while conveniently still not being able to see individuals.
画像を完成させます
We had found our compromise.
光量が多く 現在主流の方法です
We would have to build something larger
ノイズを低減でき
than the original breadbox,
低価格の携帯電話で使われています
now more like a mini-fridge,
その課題は 非常に精密な
but we still wouldn't have to build a pickup truck.
ポインティングが必要であることです
So now we had our constraint.
上空1000kmから 50cmの目標物を
The laws of physics dictated
とらえ続けなくてはなりません
the absolute minimum-sized telescope that we could build.
秒速7kmで飛行中にです
What came next was making the rest of the satellite
これはとても高度なことです
as small and as simple as possible,
そこで次世代ビデオセンサーに 目をつけました
basically a flying telescope with four walls
元々は暗視ゴーグルに 使われていたものです
and a set of electronics smaller than a phone book
高画質画像を使う代わりに
that used less power than a 100 watt lightbulb.
ビデオストリームを使います
The big challenge became actually taking
一枚一枚にはノイズが乗りますが
the pictures through that telescope.
それらを組み合わせて
Traditional imaging satellites use a line scanner,
高画質の画像にすることができます
similar to a Xerox machine,
高精度な画像処理技術が
and as they traverse the Earth, they take pictures,
それを可能にします
scanning row by row by row
コストは従来の1/100です
to build the complete image.
私たちはこの技術を
Now people use these because they get a lot of light,
衛星の他のシステムにも適用しました
which means less of the noise you see
日々 私たちの設計は進化しました
in a low-cost cell phone image.
CADからプロトタイプ 完成品へと
The problem with them is they require
数週間前
very sophisticated pointing.
SkySat 1号を完成させ サインをしました
You have to stay focused on a 50-centimeter target
地球上での最後の時に 向け別れを告げました
from over 600 miles away
今は 発射台に据え付けられ
while moving at more than seven kilometers a second,
あと数週間で発射されます
which requires an awesome degree of complexity.
そして すぐに 24基以上の衛星を 打ち上げる予定です
So instead, we turned to a new generation of video sensors,
そして大規模な分析を始めます
originally created for use in night vision goggles.
ペタバイト級のデータから
Instead of taking a single, high quality image,
いろいろな洞察ができるでしょう
we could take a videostream
我々の目的は? どうして衛星を作るのか?
of individually noisier frames,
要するに 衛星画像は
but then we could recombine
世界規模の透明性を与え
all of those frames together
リアルタイムの透明性は
into very high-quality images
今まさに必要とされているものです
using sophisticated pixel processing techniques
私たちは新しい時代を築いています
here on the ground,
そして 単なる経済データを越えて
at a cost of one one hundredth a traditional system.
少しずつ 人類の物語を 解き明かすでしょう
And we applied this technique
データサイエンティストとして
to many of the other systems on the satellite as well,
スペースキャンプに行く子供のような気分です
and day by day, our design evolved
これほどワクワクすることは他にありません
from CAD to prototypes
ありがとうございました
to production units.
(拍手)
A few short weeks ago,
we packed up SkySat 1,
put our signatures on it,
and waved goodbye for the last time on Earth.
Today, it's sitting in its final launch configuration
ready to blast off in a few short weeks.
And soon, we'll turn our attention to launching
a constellation of 24 or more of these satellites
and beginning to build the scalable analytics
that will allow us to unearth the insights
in the petabytes of data we will collect.
So why do all of this? Why build these satellites?
Well, it turns out imaging satellites
have a unique ability to provide global transparency,
and providing that transparency on a timely basis
is simply an idea whose time has come.
We see ourselves as pioneers of a new frontier,
and beyond economic data,
unlocking the human story, moment by moment.
For a data scientist
that just happened to go to space camp as a kid,
it just doesn't get much better than that.
Thank you.
(Applause)