Return to Video

העולם הוא סידרה גדולה של נתונים. עכשיו, בואו נראה איך אפשר לצלם אותם...

  • 0:00 - 0:03
    לפני 5 שנים, הייתי סטודנט לדוקטורט
  • 0:03 - 0:05
    שמנהל חיים כפולים.
  • 0:05 - 0:07
    בחיים הראשונים, השתמשתי במחשבי העל של NASA
  • 0:07 - 0:10
    לשם תכנון הדור הבא של רכבי החלל,
  • 0:10 - 0:12
    ובחיים השניים, הייתי מדען נתונים
  • 0:12 - 0:15
    שמנסה לאתר מבריחים
  • 0:15 - 0:18
    של טכנולוגיות גרעין רגישות.
  • 0:18 - 0:21
    כמדען נתונים, ביצעתי המון ניתוחי מידע,
  • 0:21 - 0:22
    בעיקר של מתקנים,
  • 0:22 - 0:25
    מתקנים תעשייתיים ברחבי העולם.
  • 0:25 - 0:27
    וכל אותו זמן חיפשתי את התמונה הגדולה
  • 0:27 - 0:29
    שתקשר בין כל פרטי המידע.
  • 0:29 - 0:31
    ויום אחד, חשבתי על העובדה
  • 0:31 - 0:33
    שלכל הנתונים יש מיקום פיזי,
  • 0:33 - 0:35
    והבנתי שהפתרון לבעיה
  • 0:35 - 0:37
    ניצב ממש מולי.
  • 0:37 - 0:40
    למרות שהייתי מהנדס לוויינים,
  • 0:40 - 0:43
    מעולם לא חשבתי להשתמש בתמונות לוויינים
  • 0:43 - 0:44
    בעבודתי.
  • 0:44 - 0:46
    כמו רבים מאיתנו, כשהייתי ברשת האינטרנט,
  • 0:46 - 0:48
    ראיתי כיצד נראה ביתי מהחלל, ולכן חשבתי,
  • 0:48 - 0:50
    למה שלא אכנס לרשת האינטרנט ואביט
  • 0:50 - 0:52
    בחלק מהמתקנים הללו.
  • 0:52 - 0:54
    ומה שגיליתי ממש הפתיע אותי.
  • 0:54 - 0:55
    התמונות שמצאתי
  • 0:55 - 0:57
    היו בנות כמה שנים,
  • 0:57 - 0:58
    ומשום כך,
  • 0:58 - 1:00
    הן לא היו רלוונטיות
  • 1:00 - 1:03
    לעבודה שאותה ביצעתי באותם ימים.
  • 1:03 - 1:04
    זה עורר את סקרנותי.
  • 1:04 - 1:07
    תמונות לוויין הן מדהימות באמת.
  • 1:07 - 1:10
    ישנם מיליונים של חיישנים
  • 1:10 - 1:11
    שמקיפים אותנו כיום,
  • 1:11 - 1:14
    אבל קיים עדיין המון מידע
    שחסר לנו על בסיס יומיומי.
  • 1:14 - 1:18
    כמה נפט מאוחסן בכל סין?
  • 1:18 - 1:21
    כמה תירס מיוצר?
  • 1:21 - 1:25
    כמה ספינות נמצאות בכל נמלי העולם?
  • 1:25 - 1:27
    באופן תאורטי, כל השאלות הללו
  • 1:27 - 1:30
    יכולות להיפתר על ידי תמונות הלוויין,
  • 1:30 - 1:31
    אבל לא אם מדובר בתמונות ישנות.
  • 1:31 - 1:34
    ואם מדובר במידע בעל ערך רב,
  • 1:34 - 1:36
    למה אני לא מצליח
  • 1:36 - 1:38
    להשיג תמונות עדכניות?
  • 1:38 - 1:41
    הסיפור מתחיל לפני יותר מ- 50 שנה
  • 1:41 - 1:43
    עם השיגור של הדור הראשון
  • 1:43 - 1:47
    של לווייני סיור וצילום של הממשל האמריקני.
  • 1:47 - 1:48
    וכיום, יש מספר רב
  • 1:48 - 1:51
    של ניני-הנינים
  • 1:51 - 1:52
    של אותם לוויינים מימי המלחמה הקרה
  • 1:52 - 1:54
    שמופעלים על ידי חברות פרטיות
  • 1:54 - 1:57
    ומהם מגיעים רובם הגדול של תמונות הלויין
  • 1:57 - 2:00
    שאתם ואני רואים על בסיס יומיומי.
  • 2:00 - 2:03
    במשך השנים, שיגור של חפצים לחלל,
  • 2:03 - 2:05
    רק הטילים שמעלים את הלוויינים לחלל,
  • 2:05 - 2:10
    עלו מאות מליוני דולרים כל אחד,
  • 2:10 - 2:12
    כך שנוצר לחץ עצום
  • 2:12 - 2:14
    לבצע פחות שיגורים
  • 2:14 - 2:15
    ולוודא שבכל שיגור,
  • 2:15 - 2:19
    משוגרים לוויינים עם כמות גדול
    של יכולות ככל האפשר.
  • 2:19 - 2:21
    בשל הלחץ הזה הלוויינים
  • 2:21 - 2:23
    הלכו וגדלו וגדלו
  • 2:23 - 2:25
    ומחירם עלה,
  • 2:25 - 2:30
    כמעט מיליארד, מיליארד דולר ללוויין.
  • 2:30 - 2:31
    בגלל מחירם הגבוה,
  • 2:31 - 2:33
    אין מספיק לוויינים כאלה.
  • 2:33 - 2:34
    בגלל שאין מספיק לוויינים,
  • 2:34 - 2:37
    התמונה שאנחנו רואים באופן יומיומי
  • 2:37 - 2:38
    היא תמונה ישנה בדרך כלל.
  • 2:38 - 2:42
    אני חושב שהרבה אנשים מבינים את הנקודה,
  • 2:42 - 2:44
    אבל על מנת להבין באופן ויזואלי
    עד כמה אקראי הוא
  • 2:44 - 2:46
    צילום העולם כיום,
  • 2:46 - 2:48
    חברי ואני בנינו קובץ נתונים
  • 2:48 - 2:51
    של 30 מיליון התמונות שצולמו
  • 2:51 - 2:54
    בידי לוויינים בין שנת 2000 לשנת 2010.
  • 2:54 - 2:57
    וניתן לראות בכחול, אזורים עצומים בעולם
  • 2:57 - 3:00
    שבקושי מופיעים, מצולמים פחות מפעם בשנה,
  • 3:00 - 3:02
    ואפילו האזורים שמצולמים באופן תדיר,
  • 3:02 - 3:06
    האזורים האדומים,
    מצולמים לכל היותר פעם בשלושה חודשים.
  • 3:06 - 3:09
    בתור תלמידי תואר שני של הנדסת תעופה וחלל,
  • 3:09 - 3:12
    התרשים נראה לנו כאתגר מדהים.
  • 3:12 - 3:15
    למה הלוויינים חייבים להיות כל כך יקרים?
  • 3:15 - 3:18
    האם לוויין אחד באמת צריך לעלות
  • 3:18 - 3:23
    כמו שלושה מטוסי ג'מבו?
  • 3:23 - 3:25
    האם אין דרך לבנות לוויינים קטנים יותר,
  • 3:25 - 3:28
    פשוטים יותר, עם עיצוב חדיש שיאפשרו
  • 3:28 - 3:30
    לצלם את העולם לעתים קרובות יותר?
  • 3:30 - 3:34
    הבנתי שזה נשמע מעט משוגע
  • 3:34 - 3:35
    שאנחנו ננסה בכוחות עצמנו
  • 3:35 - 3:37
    לתכנן לוויינים,
  • 3:37 - 3:39
    אבל למזלנו הייתה לנו עזרה.
  • 3:39 - 3:42
    בסוף שנות ה- 90, שני פרופסורים
  • 3:42 - 3:45
    הציעו גישה חדשה שתאפשר להפחית מאד את המחיר
  • 3:45 - 3:47
    של שיגור עצמים לחלל.
  • 3:47 - 3:49
    הם הציעו לצרף לוויינים קטנים כטרמפיסטים
  • 3:49 - 3:52
    לשיגור של לוויינים גדולים בהרבה.
  • 3:52 - 3:55
    ההצעה תאפשר להוריד את המחיר
    של שיגור עצמים לחלל
  • 3:55 - 3:57
    פי יותר מ- 100,
  • 3:57 - 4:00
    ולפתע יכולנו להרשות לעצמנו לבצע ניסוי,
  • 4:00 - 4:02
    לקחת סיכון מסוים,
  • 4:02 - 4:04
    על מנת ליישם חדשנות עצומה.
  • 4:04 - 4:07
    ודור חדש של מהנדסים ומדענים,
  • 4:07 - 4:09
    בעיקר מהאוניברסיטאות,
  • 4:09 - 4:11
    התחילו לשגר לוויינים קטנטנים,
  • 4:11 - 4:14
    בגודל של קופסת לחם,
    שמכונים לווייני-קובייה.
  • 4:14 - 4:16
    הם נבנו מחלקי אלקטרוניקה שנרכשו
  • 4:16 - 4:20
    בחנויות רגילות כמו RadioShack,
    ולא מייצרני מטוסים כמו לוקהיד מרטין.
  • 4:20 - 4:23
    בהתבסס על הידע שנרכש
    מבניית לוויינים קודמים
  • 4:23 - 4:26
    התחלנו, חברי ואני, לשרטט תרשימים
  • 4:26 - 4:27
    של הלוויין שרצינו לבנות.
  • 4:27 - 4:30
    וקשה לזכור בדיוק מתי
  • 4:30 - 4:32
    הגענו להחלטה
  • 4:32 - 4:35
    לבנות באמת לוויין כזה,
  • 4:35 - 4:37
    אבל ברגע שעלה בראשנו הרעיון
  • 4:37 - 4:39
    לבנות בסיס נתונים של העולם,
  • 4:39 - 4:42
    לצלם מיליוני נקודות נתונים
  • 4:42 - 4:45
    באופן יומיומי שיציגו את הכלכלה העולמית,
  • 4:45 - 4:47
    לחשוף מיליארדי קשרים
  • 4:47 - 4:50
    בין נתונים שמעולם לא קושרו זה לזה,
  • 4:50 - 4:52
    נראה לנו שכל פעילות אחרת
  • 4:52 - 4:55
    היא פשוט משעממת להחריד.
  • 4:55 - 4:58
    אז עברנו למשרד קטן,
  • 4:58 - 5:01
    נטול חלונות בפאלו אלטו,
  • 5:01 - 5:03
    והתחלנו לעבוד על הפיכת התרשימים שלנו
  • 5:03 - 5:06
    משולחן השרטוט לדגם במעבדה.
  • 5:06 - 5:08
    השאלה הראשונה שעמדה מולנו
  • 5:08 - 5:11
    הייתה מה יהיה גודל הלוויין?
  • 5:11 - 5:14
    בחלל, גודל מעלה את המחיר,
  • 5:14 - 5:16
    והיה לנו ניסיון של עבודה
    עם לוויינים קטנים,
  • 5:16 - 5:18
    בגודל של תיבות לחם באוניברסיטה,
  • 5:18 - 5:21
    אבל התחלנו להבין טוב יותר את חוקי הפיזיקה,
  • 5:21 - 5:23
    וגילינו שאיכות התמונה
  • 5:23 - 5:26
    שיכלו הלוויינים הללו לצלם
    הייתה מוגבלת מאד,
  • 5:26 - 5:28
    כי חוקי הפיזיקה מחייבים
  • 5:28 - 5:31
    שהתמונה האיכותית ביותר
    שניתן לצלם דרך טלסקופ
  • 5:31 - 5:33
    קשורה באופן ישיר בקוטר עדשת הטלסקופ,
  • 5:33 - 5:35
    ובלוויינים הללו יש נפח קטן,
  • 5:35 - 5:36
    מוגבל מאד.
  • 5:36 - 5:38
    וגילינו שהתמונה האיכותית ביותר
  • 5:38 - 5:40
    שנוכל לצלם תיראה בערך ככה.
  • 5:40 - 5:43
    למרות שמדובר באופציה הזולה,
  • 5:43 - 5:44
    היינו חייבים להודות שהתמונה מטושטשת
  • 5:44 - 5:48
    ולא מאפשרת אבחנה בפרטים בעלי ערך.
  • 5:48 - 5:50
    אחרי שלושה או ארבעה שבועות,
  • 5:50 - 5:53
    נפגשנו במקרה עם קבוצת מהנדסים
  • 5:53 - 5:55
    שעבדו על הפרויקט הראשון
  • 5:55 - 5:57
    של פיתוח לוויין צילום מסחרי,
  • 5:57 - 5:59
    והם סיפרו לנו שכבר בשנות ה- 70,
  • 5:59 - 6:01
    הממשל האמריקאי גילה
  • 6:01 - 6:03
    איזון אופטימלי רב עצמה --
  • 6:03 - 6:06
    הם גילו שכשמצלמים תמונה בהפרדה של מטר אחד,
  • 6:06 - 6:09
    כלומר תמונה שמאפשרת לראות
    עצמים בגודל של מטר אחד,
  • 6:09 - 6:12
    הם גילו שלא רק שהם הצליחו
    לקבל תמונות באיכות גבוהה מאד,
  • 6:12 - 6:15
    אלא לקבל הרבה תמונות במחיר נמוך.
  • 6:15 - 6:17
    בהדמיות הממוחשבות שערכנו,
  • 6:17 - 6:19
    גילינו במהירות שהפרדה של מטר אחד מהווה
  • 6:19 - 6:20
    את המוצר המנימאלי
  • 6:20 - 6:23
    שמסוגל לראות את הגורמים המניעים
    את גלגלי הכלכלה העולמית,
  • 6:23 - 6:25
    ובפעם הראשונה, לאפשר את ספירה
  • 6:25 - 6:28
    של ספינות ומכוניות ומכולות ומשאיות
  • 6:28 - 6:30
    שנעות בעולם על בסיס יומיומי,
  • 6:30 - 6:34
    ובמקביל, באופן שהתאים לנו מאד,
    לא לאפשר לצפות באנשים בודדים.
  • 6:34 - 6:36
    גילינו את נקודת ההתפשרות.
  • 6:36 - 6:37
    היינו חייבים לבנות לוויין גדול יותר
  • 6:37 - 6:39
    מגודל קופסת הלחם המקורי,
  • 6:39 - 6:41
    יותר קרוב לגודל של מקרר משרדי,
  • 6:41 - 6:43
    אבל עדיין לא בגודל של טנדר.
  • 6:43 - 6:46
    עכשיו הבנו את מגבלת הגודל.
  • 6:46 - 6:48
    חוקי הפיזיקה קבעו
  • 6:48 - 6:51
    את הגודל המינימלי
    של הטלסקופ שיכולנו לבנות.
  • 6:51 - 6:54
    ונשאר לנו לבנות את שאר חלקי הלוויין
  • 6:54 - 6:56
    קטנים ופשוטים ככל האפשר,
  • 6:56 - 6:59
    ניתן להגיד שבנינו טלסקופ מעופף
    עם ארבעה קירות
  • 6:59 - 7:02
    ומערכות אלקטרוניקה קטנות מספר טלפונים
  • 7:02 - 7:05
    שצורכות פחות אנרגיה מנורה של 100 ואט.
  • 7:05 - 7:07
    האתגר הגדול התגלה בשלב
  • 7:07 - 7:09
    של צילום התמונה דרך הטלסקופ.
  • 7:09 - 7:12
    לווייני צילום מסורתיים
    משתמשים במצלמת שורה,
  • 7:12 - 7:14
    בדומה למצלמה במכונות צילום,
  • 7:14 - 7:16
    ובזמן שהם חולפים על פני כדור הארץ,
    הם מצלמים תמונות,
  • 7:16 - 7:18
    סורקים שורה אחרי שורה אחרי שורה
  • 7:18 - 7:20
    שיוצרות יחד את התמונה המלאה.
  • 7:20 - 7:23
    הסיבה העיקרית לשימוש במצלמות שורה
    היא שהן קולטות המון אור,
  • 7:23 - 7:25
    מה שמאפשר לקבל תמונה עם פחות עיוותים
  • 7:25 - 7:28
    ממה שנקבל במצלמות
    של טלפונים סלולריים פשוטים.
  • 7:28 - 7:30
    הבעיה עם מצלמות שורה היא שהן דורשות
  • 7:30 - 7:32
    מערכות כוונון מתוחכמות מאד.
  • 7:32 - 7:35
    צריך לשמור על מיקוד
    על מטרה בגודל 50 סנטימטר
  • 7:35 - 7:37
    ממרחק של 1,000 קילומטר
  • 7:37 - 7:39
    תוך כדי תנועה במהירות של 7 ק"מ בשנייה,
  • 7:39 - 7:42
    כך שמדובר בדרגת מורכבות גבוהה מאד.
  • 7:42 - 7:45
    במקום זאת, בחרנו להשתמש
    בדור החדש של חיישני ווידאו,
  • 7:45 - 7:48
    שנוצרו במקור עבור משקפות לראיית לילה.
  • 7:48 - 7:51
    במקום לצלם תמונה בודדת, באיכות גבוהה,
  • 7:51 - 7:52
    יכולנו לצלם סרט וידאו רציף
  • 7:52 - 7:55
    של תמונות עם עיוותים,
  • 7:55 - 7:57
    אבל בשלב הבא יכולנו לשלב
  • 7:57 - 7:59
    את כל התמונות יחד
  • 7:59 - 8:01
    על מנת לקבל תמונה אחת באיכות גבוהה מאד
  • 8:01 - 8:03
    בעזרת טכנולוגיות עיבוד תמונה מתוחכמות
  • 8:03 - 8:05
    במחשבים שלנו על הקרקע,
  • 8:05 - 8:08
    בעלות שנמוכה פי 100
    מעלות מערכות הצילום המסורתיות.
  • 8:08 - 8:09
    והשתמשנו בטכניקה הזו
  • 8:09 - 8:12
    למערכות רבות נוספות בלוויין,
  • 8:12 - 8:15
    ויום אחר יום, העיצוב השתפר
  • 8:15 - 8:18
    מתכניות מחשב לאב טיפוס
  • 8:18 - 8:21
    לייצור של לוויינים ראשונים.
  • 8:21 - 8:23
    לפני מספר שבועות,
  • 8:23 - 8:25
    ארזנו את הלוויין SkySat 1,
  • 8:25 - 8:26
    חתמנו את שמותינו עליו
  • 8:26 - 8:29
    ונפרדנו ממנו לשלום
    לפני שיעזוב את כדור הארץ.
  • 8:29 - 8:32
    היום, הלוויין מחכה לשיגור
  • 8:32 - 8:35
    מוכן להתרומם לחלל תוך מספר שבועות.
  • 8:35 - 8:38
    ובקרוב, נתמקד בשיגור
  • 8:38 - 8:41
    של מערכת בת 24 לוויינים או יותר
  • 8:41 - 8:43
    ונתחיל לבנות את מערכת הניתוח ברת ההרחבה
  • 8:43 - 8:45
    שתאפשר לנו לחשוף את התובנות
  • 8:45 - 8:49
    מאחורי כמויות המידע העצומות שייאספו.
  • 8:49 - 8:53
    אז למה לעשות את כל זה?
    למה לבנות לוויינים?
  • 8:53 - 8:55
    ובכן, מתברר שלווייני צילום
  • 8:55 - 8:59
    מסוגלים לספק שקיפות בינ"ל,
  • 8:59 - 9:02
    ומתן מידע שקוף על בסיס קבוע
  • 9:02 - 9:05
    הוא פשוט רעיון שהבשיל.
  • 9:05 - 9:09
    אנחנו חושבים על עצמנו
    כעל מגלי ארצות העומדים בפני עולם חדש,
  • 9:09 - 9:10
    ומעבר למידע כלכלי,
  • 9:10 - 9:14
    נוכל לספר את סיפור המין האנושי,
    רגע אחרי רגע.
  • 9:14 - 9:15
    עבור מדען נתונים
  • 9:15 - 9:18
    שבמקרה הלך לקייטנת חלל בתור ילד,
  • 9:18 - 9:21
    זו לא נעשה יותר טוב מזה.
  • 9:21 - 9:23
    תודה לכם.
  • 9:23 - 9:27
    (מחיאות כפיים)
Title:
העולם הוא סידרה גדולה של נתונים. עכשיו, בואו נראה איך אפשר לצלם אותם...
Speaker:
דן ברקנשטוק
Description:

כולנו מכירים את תמונות הלוויין, אבל מה שלא ידוע לרובנו, הוא שהתמונות שאנחנו רואים הן ישנות ולא מעודכנות. הדבר נובע מכך שלווייני צילום כיום הם גדולים ויקרים, כך שיש מעט לווייני צילום אזרחיים בחלל.
כפי שמסופר בהרצאה שלפנינו, דן ברקנשטוק וחבריו לצוות חשבו על פתרון שונה, ותכננו לוויין זול, קל משקל, המשתמש בשיטה שונה בתכלית לצילום כדור הארץ.
more » « less
Video Language:
English
Team:
closed TED
Project:
TEDTalks
Duration:
09:44

Hebrew subtitles

Revisions Compare revisions

Our website uses cookies for analysis purposes.