TED@BCG San Francisco
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、、、
Filmed:
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衛星画像は我々にとって身近なものですが、それらの多くが実は古いデータです。というのも人工衛星は大きくて高価なので、それ程たくさん存在しないからです。ダン・バーケンストックは新たな解決策を提案します。それはリアルタイムで地上を撮影可能な新型の小型人工衛星です。
Dan Berkenstock - Satellite designer
Dan Berkenstock and his team at Skybox Imaging are rethinking how to take photographs from space. Full bio
Dan Berkenstock and his team at Skybox Imaging are rethinking how to take photographs from space. Full bio
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00:12
Five years ago, I was a Ph.D. student
0
498
2599
５年前 私は２足のわらじを履く
00:15
living two lives.
1
3097
1644
博士課程の学生でした
00:16
In one, I used NASA supercomputers
2
4741
2316
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
00:19
to design next-generation spacecraft,
3
7057
2728
次世代の宇宙船を作るためです
二つ目ですが
00:21
and in the other I was a data scientist
4
9785
2579
私はデータサイエンティストでした
00:24
looking for potential smugglers
5
12364
2419
原子力の機密データを盗み出す
可能性のある人間を探し出していました
00:26
of sensitive nuclear technologies.
6
14783
3239
データサイエンティストとして
00:30
As a data scientist, I did a lot of analyses,
7
18022
2859
いろいろな解析をしました
00:32
mostly of facilities,
8
20881
1467
世界中の多くの産業施設の解析です
00:34
industrial facilities around the world.
9
22348
2271
00:36
And I was always looking for a better canvas
10
24619
2688
そして これらすべてを結びつける
00:39
to tie these all together.
11
27307
2066
良いアイディアを探していました
00:41
And one day, I was thinking about how
12
29373
1866
ある日 すべてのデータがどのように
00:43
all data has a location,
13
31239
2124
位置情報を持っているかを考えていました
00:45
and I realized that the answer
14
33363
1733
そして気づいたのです
00:47
had been staring me in the face.
15
35096
1888
目の前に答えがあることに
00:48
Although I was a satellite engineer,
16
36984
2638
私は人工衛星のエンジニアですが
00:51
I hadn't thought about using satellite imagery
17
39622
3171
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
00:54
in my work.
18
42793
1566
今では 皆さんと同じく
00:56
Now, like most of us, I'd been online,
19
44359
1947
私はオンライン環境にあり
00:58
I'd see my house, so I thought,
20
46306
1782
自分の家をみることができます
01:00
I'll hop in there and I'll start looking up
21
48088
2298
それなら そこに飛び込んで
01:02
some of these facilities.
22
50386
1417
その施設を探してみようと
01:03
And what I found really surprised me.
23
51803
1969
そして 驚くべきことがわかりました
01:05
The pictures that I was finding
24
53772
1674
私が探していた写真は
01:07
were years out of date,
25
55446
1901
何年も前のものでした
01:09
and because of that,
26
57347
1068
今の仕事に 何の役にも立たなかったのです
01:10
it had relatively little relevance
27
58415
1671
01:12
to the work that I was doing today.
28
60086
2460
01:14
But I was intrigued.
29
62546
1461
でも そこに興味がわきました
01:16
I mean, satellite imagery is pretty amazing stuff.
30
64007
3236
衛星画像はとてもすばらしいものだと
01:19
There are millions and millions of sensors
31
67243
2303
いまでは無数の衛星が私たちの周りを
01:21
surrounding us today,
32
69546
1444
取り巻いています
01:22
but there's still so much we
don't know on a daily basis.
don't know on a daily basis.
33
70990
2960
でも 私達には知らないことばかりです
01:25
How much oil is stored in all of China?
34
73950
3753
中国の石油の備蓄量は？
01:29
How much corn is being produced?
35
77703
2933
コーンの生産量は？
01:32
How many ships are in all of our world's ports?
36
80636
4071
世界中の港に停泊している船舶数は？
01:36
Now, in theory, all of these questions
37
84707
2559
理論的には 衛星画像により
01:39
could be answered by imagery,
38
87266
2244
そうした質問に答えることができます
01:41
but not if it's old.
39
89510
1727
ただし その写真が古くなければです
01:43
And if this data was so valuable,
40
91237
2458
こういった画像に価値があるのならば
01:45
then how come I couldn't get my hands
41
93695
1932
どうして最新のデータを
01:47
on more recent pictures?
42
95627
2550
入手できないのでしょうか
01:50
So the story begins over 50 years ago
43
98177
3135
こういった話は50年前からありました
01:53
with the launch of the first generation
44
101312
1871
米国政府が偵察用の衛星を
01:55
of U.S. government photo reconnaissance satellites.
45
103183
3600
初めて打ち上げた時からです
01:58
And today, there's a handful
46
106783
1696
今では 冷戦時代に作られた
02:00
of the great, great grandchildren
47
108479
2195
衛星の後継機の多くが
02:02
of these early Cold War machines
48
110674
1665
民間企業によって運用されていて
02:04
which are now operated by private companies
49
112339
2009
多くの私たちが目にする写真は
02:06
and from which the vast majority of satellite imagery
50
114348
2709
それらの衛星が撮影したものなのです
02:09
that you and I see on a daily basis comes.
51
117057
2825
02:11
During this period, launching things into space,
52
119882
2914
現在 ロケットで宇宙へ
02:14
just the rocket to get the satellite up there,
53
122796
2677
衛星を送り込むだけでも
02:17
has cost hundreds of millions of dollars each,
54
125473
4601
数百万ドルかかります
02:22
and that's created tremendous pressure
55
130074
1752
時々しか飛ばさないので
大きなプレッシャーです
大きなプレッシャーです
02:23
to launch things infrequently
56
131826
2289
02:26
and to make sure that when you do,
57
134115
1344
そして たくさんの機能を詰め込みます
02:27
you cram as much functionality in there as possible.
58
135459
3639
02:31
All of this has only made satellites
59
139098
1611
こうして 人工衛星は
02:32
bigger and bigger and bigger
60
140709
2417
巨大化し
02:35
and more expensive,
61
143126
1598
費用がかさみ
02:36
now nearly a billion, with a b, dollars per copy.
62
144724
5037
１台あたり約10億ドルもするようになりました
02:41
Because they are so expensive,
63
149761
1699
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
人工衛星はそれほど存在しないのです
02:43
there aren't very many of them.
64
151460
1467
02:44
Because there aren't very many of them,
65
152927
1345
そのため普段 我々が見る画像は
古くなりがちです
古くなりがちです
02:46
the pictures that we see on a daily basis
66
154272
2456
02:48
tend to be old.
67
156728
1504
02:50
I think a lot of people actually
understand this anecdotally,
understand this anecdotally,
68
158232
3282
実際に 多くの人が理解していますが
02:53
but in order to visualize just how sparsely
69
161514
2539
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
02:56
our planet is collected,
70
164053
1884
02:57
some friends and I put together a dataset
71
165937
2066
2000年から2010年の間に衛星が収集した
03:00
of the 30 million pictures that have been gathered
72
168003
2587
3000万枚のデータをまとめました
03:02
by these satellites between 2000 and 2010.
73
170590
3484
03:06
As you can see in blue, huge areas of our world
74
174074
2755
広大な青色の部分
03:08
are barely seen, less than once a year,
75
176829
2790
ここが撮影されるのは年１回以下です
03:11
and even the areas that are seen most frequently,
76
179619
2272
赤い部分は頻繁に撮影されますが
03:13
those in red, are seen at best once a quarter.
77
181891
3748
それでも３ヶ月に１回もありません
03:17
Now as aerospace engineering grad students,
78
185639
2916
航空宇宙工学の卒業生にとって
03:20
this chart cried out to us as a challenge.
79
188555
3428
このデータは 大きな挑戦を投げかけます
03:23
Why do these things have to be so expensive?
80
191983
3455
どうしてこのデータは高価なのでしょうか？
03:27
Does a single satellite really have to cost
81
195438
2735
衛星一機あたり ボーイング747機３台分の
03:30
the equivalent of three 747 jumbo jets?
82
198173
4763
費用もかかるのはなぜでしょうか？
03:34
Wasn't there a way to build a smaller,
83
202936
2163
より小さくシンプルな新型衛星を
03:37
simpler, new satellite design that could enable
84
205099
3172
作る方法はないのでしょうか？
03:40
more timely imaging?
85
208271
2018
タイムリーに撮影できる人工衛星です
03:42
I realize that it does sound a little bit crazy
86
210289
3451
ちょっとおかしいのはわかっていますが
我々は新型衛星の設計に着手しました
03:45
that we were going to go out and just
87
213740
1511
03:47
begin designing satellites,
88
215251
1847
運良く手助けしてもらえたのです
03:49
but fortunately we had help.
89
217098
1963
03:51
In the late 1990s, a couple of professors
90
219061
2935
1990年代後半に 数名の教授が
03:53
proposed a concept for radically reducing the price
91
221996
3481
宇宙に機器を搬送する費用を
03:57
of putting things in space.
92
225477
1772
著しく減らす方法を考えました
03:59
This was hitchhiking small satellites
93
227249
2111
小さな衛星をヒッチハイクするのです
04:01
alongside much larger satellites.
94
229360
3016
より大きな衛星のそばにある
04:04
This dropped the cost of putting objects up there
95
232376
2909
これによりコストは
04:07
by over a factor of 100,
96
235285
1998
100分の１以下に下がりました
04:09
and suddenly we could afford to experiment,
97
237283
3086
そして突然ですが 実験できるようになり
04:12
to take a little bit of risk,
98
240369
1468
多くのイノベーションを実現しました
04:13
and to realize a lot of innovation.
99
241837
2266
04:16
And a new generation of engineers and scientists,
100
244103
3089
新しい世代のエンジニアや科学者が
04:19
mostly out of universities,
101
247192
1599
多くは大学の者ですが
04:20
began launching these very small,
102
248791
2343
「CubeSats」と呼ばれる
04:23
breadbox-sized satellites called CubeSats.
103
251134
2591
パン入れサイズの小型衛星を打ち上げ始めました
04:25
And these were built with electronics obtained
104
253725
2403
これはホームセンターで手に入れた
04:28
from RadioShack instead of Lockheed Martin.
105
256128
3898
電子部品でできており
04:32
Now it was using the lessons
learned from these early missions
learned from these early missions
106
260026
2840
友人と衛星のデザインを始めた
04:34
that my friends and I began a series of sketches
107
262866
2695
開発初期のアイデアが活かされています
04:37
of our own satellite design.
108
265561
1689
04:39
And I can't remember a specific day
109
267250
2784
衛星開発の決断をした
04:42
where we made a conscious decision
110
270034
1860
具体的な日は思い出せませんが
04:43
that we were actually going to
go out and build these things,
go out and build these things,
111
271894
2635
04:46
but once we got that idea in our minds
112
274529
2430
この世界を一つのデータセットと捉え
04:48
of the world as a dataset,
113
276959
2161
04:51
of being able to capture millions of data points
114
279120
2490
世界経済を表す 大量のデータを取得し
04:53
on a daily basis describing the global economy,
115
281610
3053
今まで知られていなかった関係性を掘り起こす
04:56
of being able to unearth billions of connections
116
284663
2520
04:59
between them that had never before been found,
117
287183
3165
そんなアイデアを思いついた日から
05:02
it just seemed boring
118
290348
1648
それ以外の仕事には目もくれなくなりました
05:03
to go work on anything else.
119
291996
2907
05:06
And so we moved into a cramped,
120
294903
2973
私たちはPalo Altoにある
05:09
windowless office in Palo Alto,
121
297876
2979
窓もないオフィスに缶詰めになり
05:12
and began working to take our design
122
300855
1967
単なるデザインを元に
05:14
from the drawing board into the lab.
123
302822
2938
試作機の開発を進めました
05:17
The first major question we had to tackle
124
305760
2658
解決しなければならない最初の問題は
05:20
was just how big to build this thing.
125
308418
2334
モノの大きさでした
05:22
In space, size drives cost,
126
310752
3183
宇宙では サイズはコストに直結します
05:25
and we had worked with these very small,
127
313935
2013
小さなパン入れサイズの衛星の
05:27
breadbox-sized satellites in school,
128
315948
2094
製作に取り掛かっていましたが
05:30
but as we began to better
understand the laws of physics,
understand the laws of physics,
129
318042
2551
物理法則から
05:32
we found that the quality of pictures
130
320593
2122
この衛星の画質の限界を知ります
05:34
those satellites could take was very limited,
131
322715
3084
05:37
because the laws of physics dictate
132
325799
1704
その物理法則によると
05:39
that the best picture you
can take through a telescope
can take through a telescope
133
327503
3106
望遠鏡で見える画質は
05:42
is a function of the diameter of that telescope,
134
330609
2239
望遠鏡の直径に依存します
05:44
and these satellites had a very small,
135
332848
1662
私たちの衛星はとても小さかったのです
05:46
very constrained volume.
136
334510
1706
05:48
And we found that the best picture we would
137
336216
1795
予想されていた画質はこのくらいでした
05:50
have been able to get looked something like this.
138
338011
2485
05:52
Although this was the low-cost option,
139
340496
2245
安くて済むけれども
05:54
quite frankly it was just too blurry
140
342741
1673
ぼやけ過ぎていて はっきり言って
05:56
to see the things that make
satellite imagery valuable.
satellite imagery valuable.
141
344414
3569
役に立ちそうにありません
05:59
So about three or four weeks later,
142
347983
2146
そこで３、４週間の間に
06:02
we met a group of engineers randomly
143
350129
2817
いろんなエンジニアに会いました
06:04
who had worked on the first
144
352946
1641
彼らは初期の個人衛星開発に携わっていました
06:06
private imaging satellite ever developed,
145
354587
2441
06:09
and they told us that back in the 1970s,
146
357028
2118
彼らによると1970年代
06:11
the U.S. government had found a powerful
147
359146
2182
米国政府は強力で
06:13
optimal tradeoff --
148
361328
1643
最適なトレードオフを見つけました
06:14
that in taking pictures at right
about one meter resolution,
about one meter resolution,
149
362971
3088
１mの解像度で画像を撮ると
06:18
being able to see objects one meter in size,
150
366059
2884
１mのサイズでものが見えます
06:20
they had found that they could not
just get very high-quality images,
just get very high-quality images,
151
368943
2691
高画質ではなかったけれど
06:23
but get a lot of them at an affordable price.
152
371634
2893
程よい値段で画像が撮れました
06:26
From our own computer simulations,
153
374527
1976
シミュレーションから初めてわかったのは
06:28
we quickly found that one meter really was
154
376503
2005
グローバル経済の担い手を見るのに
06:30
the minimum viable product
155
378508
1764
最低限１mは必要ということです
06:32
to be able to see the drivers of our global economy,
156
380272
3079
担い手というのは
我々の身の回りにある
我々の身の回りにある
06:35
for the first time, being able to count
157
383351
1561
船 車 輸送コンテナ トラックのことです
06:36
the ships and cars and shipping
containers and trucks
containers and trucks
158
384912
2721
06:39
that move around our world on a daily basis,
159
387633
2824
人間を数えることはできませんが
06:42
while conveniently still not
being able to see individuals.
being able to see individuals.
160
390457
3804
妥協点を見つけました
06:46
We had found our compromise.
161
394261
1621
06:47
We would have to build something larger
162
395882
1604
パン入れよりも大きな衛星を
作らなくてはいけない
作らなくてはいけない
06:49
than the original breadbox,
163
397486
1563
06:51
now more like a mini-fridge,
164
399049
1651
小さな冷蔵庫くらいでしょうか
06:52
but we still wouldn't have to build a pickup truck.
165
400700
2761
軽トラックほど
大きい必要はありません
大きい必要はありません
06:55
So now we had our constraint.
166
403461
2624
物理学的な制約により
06:58
The laws of physics dictated
167
406085
1757
望遠鏡の最小サイズはわかりました
06:59
the absolute minimum-sized
telescope that we could build.
telescope that we could build.
168
407842
3324
07:03
What came next was making the rest of the satellite
169
411166
3054
次の問題は 衛星の残りの部分を
07:06
as small and as simple as possible,
170
414220
1741
どれだけ小さくシンプルにするかです
07:07
basically a flying telescope with four walls
171
415961
2652
四方を囲まれた箱に入る望遠鏡と
07:10
and a set of electronics smaller than a phone book
172
418613
2941
電話帳よりも小さく 100Wも消費しない
07:13
that used less power than a 100 watt lightbulb.
173
421554
3438
電子機器をどうするかということです
07:16
The big challenge became actually taking
174
424992
1900
大きな課題は望遠鏡を通して
07:18
the pictures through that telescope.
175
426892
2198
実際に画像を撮ることです
07:21
Traditional imaging satellites use a line scanner,
176
429090
3044
古くからある衛星写真は
ラインスキャナを使います
ラインスキャナを使います
07:24
similar to a Xerox machine,
177
432134
1761
それはコピー機に似ています
07:25
and as they traverse the Earth, they take pictures,
178
433895
2400
地球を横切りながら写真を撮ります
07:28
scanning row by row by row
179
436295
2196
何度も繰り返しスキャンし
07:30
to build the complete image.
180
438491
1675
画像を完成させます
07:32
Now people use these because they get a lot of light,
181
440166
3004
光量が多く 現在主流の方法です
07:35
which means less of the noise you see
182
443170
1831
ノイズを低減でき
07:37
in a low-cost cell phone image.
183
445016
2736
低価格の携帯電話で使われています
07:39
The problem with them is they require
184
447752
2361
その課題は 非常に精密な
07:42
very sophisticated pointing.
185
450113
2240
ポインティングが必要であることです
07:44
You have to stay focused on a 50-centimeter target
186
452353
2546
上空1000kmから
50cmの目標物を
50cmの目標物を
07:46
from over 600 miles away
187
454899
1752
とらえ続けなくてはなりません
07:48
while moving at more than
seven kilometers a second,
seven kilometers a second,
188
456651
2232
秒速7kmで飛行中にです
07:50
which requires an awesome degree of complexity.
189
458883
2749
これはとても高度なことです
07:53
So instead, we turned to a new
generation of video sensors,
generation of video sensors,
190
461632
3437
そこで次世代ビデオセンサーに
目をつけました
目をつけました
07:57
originally created for use in night vision goggles.
191
465069
3091
元々は暗視ゴーグルに
使われていたものです
使われていたものです
08:00
Instead of taking a single, high quality image,
192
468160
2899
高画質画像を使う代わりに
ビデオストリームを使います
08:03
we could take a videostream
193
471059
1387
08:04
of individually noisier frames,
194
472446
2923
一枚一枚にはノイズが乗りますが
08:07
but then we could recombine
195
475369
1744
それらを組み合わせて
08:09
all of those frames together
196
477113
1466
高画質の画像にすることができます
08:10
into very high-quality images
197
478579
1996
高精度な画像処理技術が
08:12
using sophisticated pixel processing techniques
198
480575
2593
それを可能にします
08:15
here on the ground,
199
483168
1521
08:16
at a cost of one one hundredth a traditional system.
200
484689
3137
コストは従来の1/100です
08:19
And we applied this technique
201
487826
1153
私たちはこの技術を
08:20
to many of the other systems on the satellite as well,
202
488979
2974
衛星の他のシステムにも適用しました
08:23
and day by day, our design evolved
203
491953
2840
日々 私たちの設計は進化しました
08:26
from CAD to prototypes
204
494793
3489
CADからプロトタイプ 完成品へと
08:30
to production units.
205
498282
2888
08:33
A few short weeks ago,
206
501170
1657
数週間前
08:34
we packed up SkySat 1,
207
502827
1851
SkySat １号を完成させ
サインをしました
サインをしました
08:36
put our signatures on it,
208
504678
1773
08:38
and waved goodbye for the last time on Earth.
209
506451
2223
地球上での最後の時に
向け別れを告げました
向け別れを告げました
08:40
Today, it's sitting in its final launch configuration
210
508674
3481
今は 発射台に据え付けられ
08:44
ready to blast off in a few short weeks.
211
512155
3061
あと数週間で発射されます
08:47
And soon, we'll turn our attention to launching
212
515216
2342
そして すぐに 24基以上の衛星を
打ち上げる予定です
打ち上げる予定です
08:49
a constellation of 24 or more of these satellites
213
517558
3031
08:52
and beginning to build the scalable analytics
214
520589
2550
そして大規模な分析を始めます
08:55
that will allow us to unearth the insights
215
523139
2339
ペタバイト級のデータから
08:57
in the petabytes of data we will collect.
216
525478
3189
いろいろな洞察ができるでしょう
09:00
So why do all of this? Why build these satellites?
217
528667
3973
我々の目的は？
どうして衛星を作るのか？
どうして衛星を作るのか？
09:04
Well, it turns out imaging satellites
218
532640
2611
要するに 衛星画像は
09:07
have a unique ability to provide global transparency,
219
535251
3710
世界規模の透明性を与え
09:10
and providing that transparency on a timely basis
220
538961
2626
リアルタイムの透明性は
09:13
is simply an idea whose time has come.
221
541587
3411
今まさに必要とされているものです
09:16
We see ourselves as pioneers of a new frontier,
222
544998
3523
私たちは新しい時代を築いています
09:20
and beyond economic data,
223
548521
1764
そして 単なる経済データを越えて
09:22
unlocking the human story, moment by moment.
224
550285
3601
少しずつ 人類の物語を
解き明かすでしょう
解き明かすでしょう
09:25
For a data scientist
225
553886
1563
データサイエンティストとして
09:27
that just happened to go to space camp as a kid,
226
555449
2750
スペースキャンプに行く子供のような気分です
09:30
it just doesn't get much better than that.
227
558199
2715
これほどワクワクすることは他にありません
09:32
Thank you.
228
560914
2215
ありがとうございました
09:35
(Applause)
229
563129
4134
（拍手）
ABOUT THE SPEAKER
Dan Berkenstock - Satellite designerDan Berkenstock and his team at Skybox Imaging are rethinking how to take photographs from space.
Why you should listen
Dan Berkenstock is an entrepreneur and engineer from Chicago, who fell into a classic tale of Silicon Valley innovation while taking a graduate entrepreneurship course at Stanford. That class led him and some others to found Skybox Imaging, of which Berkenstock is now executive vice president and chief product officer.
Skybox's mission is simple, if bold: they're working to design and launch small satellites that "hitchhike" to space in an effort to revolutionize the satellite imaging business. In 2013, SkySat-1, the first such satellite, was launched and is now beaming back images that are high-enough resolution to show the real-time state of global commerce. The idea: to "revolutionize the ways that consumers, businesses, and governments make decisions in their day-to-day lives."
In a previous life, Berkenstock worked in the Advanced Supercomputing Division at NASA's Ames Research Center, and also worked as a counterproliferation analyst at Lawrence Livermore National Laboratory, where he focused on trying to find and thwart potential potential smugglers of nuclear technologies. He is currently on leave from the Ph.D. program in aeronautics and astronautics at Stanford University.
Dan Berkenstock | Speaker | TED.com