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世界有如巨大的數據，至於怎麼拍照出來嘛...

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    我五年前還是個博士生
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    過著兩種生活
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    一個是用美國太空總署的超級電腦
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    設計下一代的太空船
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    另一個身分則是數據科學家
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    找出誰有可能走私
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    性能高的核能科技
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    那作為一個數據科學家
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    我做了不少的數據分析在設備方面
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    像世界各地的工業設備
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    我總是在尋找更好的畫面
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    把落在各地的工業設備拍在一起
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    有天突然靈機一動
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    想到全部的數據不都有存放的地方
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    瞬間發現
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    答案早就在眼前了
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    雖然我是衛星工程師
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    卻從未想在工作中
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    使用衛星成像
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    你們大都知道我常在線上
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    我看得到我家，所以我就想
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    我可以跳入這個領域，然後開始尋找
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    這類的設備
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    我對搜尋的結果感到訝異
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    我所找到的圖片
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    已經遠遠過時了
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    也因為這樣
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    過時的圖對我
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    現今的工作毫無關聯
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    卻引起我的好奇心
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    用衛星拍出圖像是很酷的事
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    今天有好幾百萬的感應器
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    充斥在你我的周遭
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    我們卻對每日的變動一無所知
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    像中國蘊藏多少油?
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    有多少穀物生產?
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    今日全球有多少船駐入港口?
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    理論上來講，這些問題
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    可以看圖像回答
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    但若用過時的可就難了
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    倘若這數據很珍貴
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    我怎會沒法子
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    取得更多得近照呢?
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    所以要從 50 年前講起
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    當美國政府發射出第一代
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    衛星拍攝照片以利勘察
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    今日
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    到處可見這些
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    早期冷戰留下來的機器
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    現在都由私營企業經營
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    也就是你我看到每日
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    由衛星拍出的圖像
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    在這期間，射東西到外太空
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    像用火箭射出衛星到外太空
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    每射出一次就要花好幾億
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    壓力大到喘不過氣來
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    所以久久才會射到外太空
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    而且還要確保射時
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    要盡一切塞進一堆功能
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    這只讓衛星
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    變得越來越來越大
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    越來越貴
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    現在都要十億美元了，每份都是億開頭的
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    正因為它們超級貴
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    所以數量不多
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    也因為數量不多
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    平常看到的照片
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    都早就過時以久了
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    我想大家都聽得懂我再講什麼
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    但為了能用想像得出
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    地球的照片真是少得可憐
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    我與朋友就開始集中數據
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    集到三千萬張的照片
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    都是在 2000-2010 年的衛星拍的
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    那一大片藍色代表
    地球罕見的地方
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    甚至一年也沒見過一次
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    就算是最常看見的地方
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    紅色代表至少一季見過一次
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    身為航空航天工程學的研究生
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    這圖表簡直觸動我每一根神經
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    有必要那麼貴嗎?
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    一顆衛星真得有必要貴到
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    約 3 台波音 747 飛機合起來的價格嗎?
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    難道就沒有方法建造
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    更小、更簡單、更新穎的設計
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    更有效率的拍出圖像嗎?
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    我知道這聽來像瘋了
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    但我們決定要到外面亂闖
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    只為了重新設計衛星
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    好在我們有貴人
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    在 1990 年末
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    有幾位教授打膽提出
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    讓衛星射到外大空更便宜的方案
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    這些小衛星
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    都是隨著較大的射出
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    這大幅降低成本
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    超過 100 倍
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    突然間，研究變成負擔得起了
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    冒一點風險
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    就可成就更多的創新
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    新一代的工程師和科學家
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    大多大學畢業
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    就開始射出小的
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    像土司箱的人工衛星叫作CubeSats
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    這些電子器件都取自無線電屋公司
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    不是洛克西德公司的
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    接下來就是跟前人取經
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    朋友跟我開始畫出
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    一系列有關衛星的草圖
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    記不得是哪一天
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    不知是哪根蔥促使我們
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    決心將這些草圖變成實體
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    一旦那慾望跑進我們的腦海裡
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    要將世界變成數據
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    要能夠捕捉好幾百萬的數據點
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    日日都能收到
    相關全球經濟的資料
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    能夠接收到幾十億地球外的資訊
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    而且是前所未聞的
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    這麼一想
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    要去做別的事情就沒勁了
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    所以我們就搬到帕羅奧圖城市
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    又窄小又沒窗戶的辦公室
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    開始將草圖上的設計
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    搬進實驗室做出實體
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    我們遇到第一大的問題
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    就是要建造的有多大
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    在外太空，尺寸越大價格越貴
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    而我們在學校裡
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    有做過像土司箱大小的衛星
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    隨著對物理定律的了解加深
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    發現由衛星拍出
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    圖像的品質很有限
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    因為物理定律名確指出
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    要能拍出質感好的圖像
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    跟望眼鏡的直徑有關
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    但這些衛星都非常小
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    容量也有限
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    我們發現拍出最棒的
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    圖像卻長這樣子
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    雖然成本低
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    但真得太模糊了
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    這樣子衛星的優點都沒發揮出來
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    所以約 3-4 個星期後
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    偶遇一個團隊的工程師
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    衛星首次傳送圖像
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    就是他們打造的
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    他們說 1970 年時
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    美國政府有找到強而有力的方式
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    拍出清晰圖像
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    拍照時用 100 公分的解析度
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    就能以同樣的尺寸拍到物體
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    他們發現怎樣就是
    拍不出解析度高的圖像
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    所以用能負擔的價格多拍幾張
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    我們用電腦模擬
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    迅速發現 100 公分
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    小物體是可行的
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    能夠見到全球經濟的驅動
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    第一次我們能夠算出
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    有多少船、車輛、運輸、貨櫃、卡車
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    每天在全球運作
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    雖然還不能夠很簡單的看清楚人
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    我們也找到妥協的方法
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    我們需要建造比原形
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    吐司箱大小更大的東西
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    看起來像個迷你冰箱
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    還不到建造小貨車尺寸的地步
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    現在出現另一個限制
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    物理定律指出
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    我們能建造出最小的望眼鏡尺寸
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    接下來的任務就是打造出
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    越小越簡單的衛星越好
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    基本上就是一個
    會飛的四面望眼鏡
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    有著一組電子器材
    比一本電話簿還小
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    用量低於100瓦燈泡
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    挑戰接著變成
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    能否順利拍下圖像?
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    傳統衛星拍的圖像都用線掃描器
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    就像一台影印機一樣
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    然後它們就會橫越地球拍照
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    每行每行的掃描
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    以便建立完整的圖像
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    現在人們都能用因為他們亮多了
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    這意味著畫質清晰多了
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    不像用廉價的手機拍照一樣的粗糙
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    然而，又有問題出現了
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    它們需要很精緻的數據點
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    每秒能夠橫越超過七公里
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    就能擁有很棒的解析度
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    但離物體遠超過 600 英呎的地方
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    卻只能聚焦物體的 50 公分
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    所以我們轉向新一代的錄影感應器
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    原本是要用於夜視眼鏡
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    與其一次拍下高值圖像
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    我們就用視訊流拍下
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    一張張粗糙的圖像
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    然後幫它們
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    結成一體
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    成為高質圖像
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    使用的是精密的機器處理畫素
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    就在這地上
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    是原來成本的百分之一
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    我們也使用這科技
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    在別的衛星系統上
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    我們的設計每篇都會做更換
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    從電腦輔助設計軟體、原型
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    到生產線
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    幾星期前
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    我們製的衛星 SkySat 一號準備好了
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    簽上我們的名字後
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    就等著與地球拜拜
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    今日它仍在它當初射出的位置
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    準備在幾星期後射出
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    很快的，我們的注意力轉到發射
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    一群 24 台或更多的衛星
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    開始提供數據分析
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    讓我們看到地球外的視野
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    用拍位元組收集而成
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    用意是什麼? 為何要製造這些衛星?
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    因為用衛星傳送圖像
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    才有辦法提供國際的透明度
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    為此透明度提供有效的時間單位
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    就是靈感的來源
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    我們是自己為新領域的先驅
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    經濟數據也時時刻刻
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    為人類提供圖像
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    作為數據科學家
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    感覺就像是個小孩
    去了一趟外太空野營
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    沒有什麼比這感到更棒了
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    謝謝
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    (掌聲)
Title:
世界有如巨大的數據，至於怎麼拍照出來嘛...
Speaker:
丹．伯肯辛竇
Description:

我們對衛星拍出來的照片都很熟，卻不曉得它們都沒更新過。原因出於衛星又大又貴，能送出外太空少之又少。在這場精彩無比得演講中，講者提到他及團隊成功設計出便宜、輕如鴻毛的衛星，讓問題迎刃冰解。以大膽創新，前所未見的方式拍出地球的日常活動。
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Video Language:
English
Team:
closed TED
Project:
TEDTalks
Duration:
09:44

Chinese, Traditional subtitles

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