In the ocean, what is the common point between oil, plastic and radioactivity?
Wat hebben olie, plastic en radioactiviteit in de oceaan met elkaar te maken?
On the top line, this is the BP oil spill: billions of barrels of oil gushing in the Gulf of Mexico. The middle line is millions of tons of plastic debris accumulating in our ocean, and the third line is radioactive material leaking from Fukushima nuclear power plant in the Pacific Ocean.
Op de bovenste regel zie je de olieramp van BP: miljarden vaten olie stromen de Golf van Mexico in. In het midden zie je hoe miljoenen tonnen plasticafval zich ophopen in onze oceaan, en onderaan zie je hoe radioactief materiaal uit de kernreactor van Fukushima weglekt in de Stille Oceaan.
Well, the three big problems have in common that they are man-made problems but they are controlled by natural forces. This should make us feel very, terribly awful as much as it should make us feel hopeful, because if we have the power to create these problems, we may as well have the power to remediate these problems.
Die drie grote problemen hebben gemeen dat zij door de mens veroorzaakt zijn, maar beïnvloed worden door de natuurkrachten. Dit moet ons een vreselijk gevoel geven net zozeer als het ons hoopvol moet stemmen, omdat als wij zowel in staat zijn om deze problemen te veroorzaken als dat we ze kunnen remediëren.
But what about natural forces? Well, that's exactly what I want to talk about today, is how we can use these natural forces to remediate these man-made problems. When the BP oil spill happened,
Maar hoe zit het met de natuurkrachten? Daar wil ik het vandaag over hebben, over hoe we deze krachten kunnen gebruiken om die door de mens veroorzaakte problemen op te lossen. Toen de BP-olieramp gebeurde,
I was working at MIT, and I was in charge of developing an oil spill-cleaning technology. And I had a chance to go in the Gulf of Mexico and meet some fishermen and see the terrible conditions in which they were working. More than 700 of these boats, which are fishermen boats repurposed with oil absorbent in white and oil containment in orange, were used, but they only collected three percent of the oil on the surface, and the health of the cleaners were very deeply affected.
werkte ik bij MIT en was ik belast met het ontwikkelen van een technologie voor olielekkage-reiniging. Ik had de gelegenheid om in de Golf van Mexico enkele vissers aan het werk te zien en de deplorabele toestand waarin ze moesten werken. Meer dan 700 van deze vissersboten werden uitgerust met olie-absorbens (wit). De olie is oranje. Maar ze konden slechts drie procent van de olie op het oppervlak verzamelen en de gezondheid van de schoonmakers had er erg onder te lijden.
I was working on a very interesting technology at MIT, but it was a very long-term view of how to develop technology, and it was going to be a very expensive technology, and also it would be patented. So I wanted to develop something that we could develop very fast, that would be cheap, and that would be open-source, so, because oil spills are not only happening in the Gulf of Mexico, and that would be using renewable energy. So I quit my dream job, and I moved to New Orleans, and I kept on studying how the oil spill was happening.
Ik werkte aan het MIT aan een zeer interessante technologie, maar het was er een voor op zeer lange termijn. Ze ging veel geld kosten en gepatenteerd worden. Dus wilde ik iets dat we zeer snel konden ontwikkelen, iets dat goedkoop en open-source zou zijn, omdat olierampen niet alleen in de Golf van Mexico gebeuren. Ze zou ook nog eens gebruik maken van hernieuwbare energie. Ik stopte met mijn droombaan en verhuisde naar New Orleans, en ging door met het bestuderen van de olieramp.
Currently, what they were doing is that they were using these small fishing boats, and they were cleaning clean lines in an ocean of dirt. If you're using the exact same amount of surface of oil absorbent, but you're just paying attention to natural patterns, and if you're going up the winds, you can collect a lot more material. If you're multiplying the rig, so you multiply how many layers of absorbent you're using, you can collect a lot more. But it's extremely difficult to move oil absorbent against the winds, the surface currents and the waves. These are enormous forces. So the very simple idea was to use the ancient technique of sailing and tacking of the wind to capture or intercept the oil that is drifting down the wind. So this didn't require any invention. We just took a simple sailing boat and we tried to pull something long and heavy, but as we tacked back and forth, what we lost was two things: we were losing pulling power and direction.
Op dat moment waren ze bezig om met behulp van kleine vissersboten stroken schoon te vegen in een oceaan van vuil. Met exact dezelfde hoeveelheid oppervlak aan olie-absorbens, maar door gebruik te maken van natuurlijke patronen en door tegen de wind in te varen, kan je veel meer materiaal verzamelen. Met meer tuig, met meer lagen absorbens, kan je veel meer verzamelen. Maar olie-absorbens tegen de wind, de oppervlaktestromingen en de golven in slepen, is zeer moeilijk. Dat zijn enorme krachten. Het eenvoudige idee bestond erin om de oude techniek van zeilen en overstag gaan aan de wind te gebruiken om de olie die met de wind meedrijft te onderscheppen. Hier hoefden we niets voor uit te vinden. We begonnen met een eenvoudige zeilboot en probeerden iets langs en zwaars voort te trekken. Maar toen we heen en weer zwalpten, verloren we twee dingen: trekkracht en richting.
And so, I thought, what about if we just take the rudder from the back of the boat to the front, would we have better control? So I built this small sailing robot with the rudder at the front, and I was trying to pull something very long and heavy, so that's a four-meter-long object just to pull, and I was surprised with just a 14-centimeter rudder, I could control four meters of absorbent. Then I was so happy that I kept playing with the robot, and so you see the robot has a front rudder here. Normally it's at the back. And, playing, I realized that the maneuverability of this was really amazing, and I could avoid an obstacle at the very last second, more maneuverable than a normal boat.
Ik vroeg me af of als we het roer van achteren naar voren haalden, we geen betere controle zouden hebben? Ik bouwde deze kleine zeilende robot met het roer aan de voorzijde en probeerde hem iets langs en zwaars te laten trekken. Dit vier meter lange voorwerp werd voortgetrokken en ik was verbaasd dat met een roer van slechts 14 centimeter ik vier meter absorbens kon controleren. Ik was zo blij dat ik met de robot bleef spelen. Je kan zien dat de robot vooraan een roer heeft. Normaal gesproken zit het aan de achterkant. En al spelend vond ik dat de manoeuvreerbaarheid echt geweldig was en ik een obstakel in de laatste seconde kon vermijden. Hij was manoeuvreerbaarder dan een gewone boot.
Then I started publishing online, and some friends from Korea, they started being interested in this, and we made a boat which has a front rudder and a back rudder, so we started interacting with this, and it was slightly better, although it was very small and a bit off balance, but then we thought, what if we have more than two points of control? What if the entire boat becomes a point of control? What if the entire boat changes shape?
Ik publiceerde het op het net zodat enkele vrienden uit Korea geïnteresseerd raakten. We maakten een boot met zowel vooraan als achteraan een roer. We begonnen hem uit te testen en hij was iets beter, hoewel hij erg klein en een beetje uit balans was. We vroegen ons af hoe het zou zijn met meer dan twee controlepunten. Wat als de gehele boot gaat sturen? Wat als de gehele boot van vorm verandert?
So — (Applause)
Dus — (Applaus)
Thank you very much. (Applause)
Hartelijk dank. (Applaus)
And so that's the beginning of Protei, and that's the first boat in history that completely changed the shape of the hull in order to control it, and the properties of sailing that we get are very superior compared to a normal boat. When we're turning, we have the feeling of surfing, and the way it's going up-wind, it's very efficient. This is low speed, low wind speed, and the maneuverability is very increased, and here I'm going to do a small jibe, and look at the position of the sail. What's happening is that, because the boat changes shape, the position of the front sail and the main sail are different to the wind. We're catching wind from both sides. And this is exactly what we're looking [for] if we want to pull something long and heavy. We don't want to lose pulling power, nor direction. So, I wanted to know if this was possible to put this at an industrial level, so we made a large boat with a large sail, and with a very light hull, inflatable, very small footprint, so we have a very big size and power ratio.
Dat is het begin van Protei, de eerste boot in de geschiedenis waarvan de vorm van de romp volledig verandert om hem te besturen. Zijn zeileigenschappen zijn superieur vergeleken met die van een normale boot. Bij het draaien lijkt het alsof we surfen en het aan de wind gaan is zeer efficiënt. Bij lage windsnelheid is de wendbaarheid veel beter. Hier doe ik een kleine gijp en kijk naar de positie van het zeil. Omdat de boot van vorm verandert, zijn de posities van de fok en het grootzeil verschillend ten opzichte van de wind. We vangen wind van beide kanten. Dit is precies waar we naar op zoek zijn als we iets langs en zwaars willen voorttrekken. We willen onze trekkracht en onze richting behouden. Ik wilde uitvissen of dit op industrieel niveau mogelijk was. We maakten een grote boot met een groot zeil en een zeer lichte opblaasbare romp. We gingen voor een zeer kleine ecologische voetafdruk, met andere woorden: een zeer grote verhouding voor grootte en vermogen.
After this, we wanted to see if we could implement this and automate the system, so we used the same system but we added a structure to it so we could activate the machine. So, we used the same bladder-inflated system, and we took it for testing. So this is happening in the Netherlands. We tried in the water without any skin or ballast just to see how it works. And then we mounted a camera for controlling it, but quickly we saw that we would need a lot more weight at the bottom, so we had to take it back to the lab, and then we built a skin around it, we put batteries, remote controllers, and then we put it in the water and then we let it go in the water and see how well it would work, so let some rope out, and hope it's going to work, and it worked okay, but we still have a long way. Our small prototype has given us good insight that it's working very well, but we still need to work a lot more on this.
Daarna wilden we zien of we dit konden doen met een geautomatiseerd systeem. We gebruikten hetzelfde systeem maar we voegden er een structuur aan toe om de machine te activeren. We gebruikten hetzelfde opblaasbare systeem en gingen het uittesten. Dit gebeurt allemaal in Nederland. We probeerden het in het water zonder huid of ballast, benieuwd hoe het zou werken. We monteerden een camera voor de controle maar al snel zagen we dat we veel meer gewicht aan de onderkant nodig hadden. Terug naar het lab dus. We bouwden er een huid omheen, met batterijen, afstandsbediening, opnieuw in het water om te zien hoe goed het zou werken. We vierden wat touw en hoopten dat het zou werken. Het werkte goed, maar we hebben nog een lange weg te gaan. Ons kleine prototype heeft ons duidelijk gemaakt dat het erg goed werkt, maar dat er nog heel veel werk aan is.
So what we are doing is an accelerated evolution of sailing technology. We went from a back rudder to a front rudder to two rudders to multiple rudders to the whole boat changing shape, and the more we are moving forward, and the more the design looks simple and cute. (Laughter)
We zijn bezig met een versnelde evolutie van de zeiltechnologie. We gingen uit van een achterroer via een voorroer, twee roeren, meerdere roeren naar vormverandering van de hele boot. Hoe meer we vorderen, des te eenvoudiger en leuker het ontwerp er gaat uitzien. (Gelach)
But I wanted to show you a fish because -- In fact, it's very different from a fish. A fish will move because -- by changing like this, but our boat is propelled by the wind still, and the hull controls the trajectory.
Ik toonde jullie een vis omdat het in feite heel anders is dan een vis. Een vis beweegt op deze manier, maar onze boot wordt nog steeds aangedreven door de wind en de romp controleert het traject.
So I brought to you for the first time on the TED stage Protei Number Eight. It's not the last one, but it's a good one for making demos.
Voor de eerste keer op het TED-podium bracht ik Protei nummer acht mee. Het is niet het laatste model, maar het is een goed demonstratiemodel.
So the first thing as I show you in the video is that we may be able to control the trajectory of a sailing boat better, or we may be able to never be in irons, so never facing the wind, we always can catch the wind from both sides. But new properties of a sailing boat. So if you're looking at the boat from this side, this might remind you of an airplane profile. An airplane, when you're moving in this direction, starts to lift, and that's how it takes off. Now, if you're taking the same system, and you're putting vertical, you're bending, and if you're moving this way forward, your instinct will tell you that you might go this way, but if you're moving fast enough, you might create what we call lateral lift, so we could get further or closer to the wind.
Eerst wil ik aantonen dat we de gang van een zeilschip beter kunnen controleren. We hoeven nooit vast komen te liggen, nooit tegen de wind, we kunnen de wind altijd van beide kanten vangen. Nieuwe eigenschappen voor een zeilboot. Als je de boot van deze kant bekijkt, doet het denken aan een vliegtuigprofiel. Als je een vliegtuig deze kant op laat bewegen, krijg je liftkracht, begint het op te stijgen. Als je dit systeem verticaal plaatst, het buigt en op deze manier naar voren laat bewegen, dan voel je instinctief aan dat het zo zal bewegen. Als je snel genoeg gaat, krijg je zijdelingse lift en kunnen we verder of dichter aan de wind varen.
Other property is this: A normal sailing boat has a centerboard here and a rudder at the back, and these two things are what creates most resistance and turbulence behind the boat, but because this doesn't have either a centerboard or a rudder, we hope that if we keep working on this hull design we can improve and have less resistance.
Nog een eigenschap: een normale zeilboot heeft hier een zwaard en een roer aan de achterkant. Die twee dingen zorgen voor de meeste weerstand en turbulentie achter de boot. Omdat deze noch een zwaard noch een roer heeft, hopen we dat als we aan dit rompontwerp blijven werken we het kunnen verbeteren en minder weerstand krijgen.
The other thing is, most boats, when they reach a certain speed, and they are going on waves, they start to hit and slap on the surface of the water, and a lot of the energy moving forward is lost. But if we're going with the flow, if we pay attention to natural patterns instead of trying to be strong, but if you're going with the flow, we may absorb a lot of environmental noises, so the wave energy, to actually save some energy to move forward.
De meeste boten gaan bij een bepaalde snelheid, als er golfslag is, neerslaan op het wateroppervlak, waardoor veel stuwkracht verloren gaat. Maar als we met de stroom meegaan, als we aandacht besteden aan de natuurlijke patronen in plaats ze te proberen te overwinnen, kunnen we veel golfenergie absorberen en eigenlijk wat energie sparen om vooruit te gaan.
So we may have developed the technology which is very efficient for pulling something long and heavy, but the idea is, what is the purpose of technology if it doesn't reach the right hands?
We hebben de technologie ontwikkeld om iets langs en zwaars efficiënt voort te trekken. Maar wat baat die technologie, als ze niet in de juiste handen terechtkomt?
Normal technology or innovation happens like this: Somebody has an interesting idea, some other scientist or engineer, they take it to the next level, they make a theory about it and maybe they patent it, and then some industry will make a contract of exclusivity to manufacture and sell it, and then, eventually, a buyer will buy it, and we hope that they are going to use [it] for a good purpose. What we really want is that this innovation happens continuously. The inventor and engineers and also the manufacturers and everybody works at the same time, but this would be sterile if this was happening in a parallel and uncrossed process. What you really want is not a sequential, not parallel development. You want to have a network of innovation. You want everybody, like we're doing now, to work at the same time, and that can only happen if these people all together decide to share the information, and that's exactly what open hardware is about. It's to replace competition by collaboration. It's to transform any new product into a new market. So what is open hardware? Essentially, open hardware is a license. It's just an intellectual property setup. It means that everybody is free to use, modify and distribute, and in exchange we only ask for two things: The name is credited -- the name of the project -- and also the people who make improvement, they share back with the community. So it's a very simple condition.
Normale technologie of innovatie verloopt als volgt: iemand heeft een interessant idee, een of andere wetenschapper of ingenieur gaat naar het volgende niveau, ontwikkelt een theorie en neemt er misschien een patent op. Een bedrijf maakt vervolgens een contract van exclusiviteit om het te produceren en te verkopen, en dan, uiteindelijk, zal een koper het kopen en hopelijk gebruiken voor een goed doel. Wij willen dat deze innovatie continu gebeurt. De uitvinder, ingenieurs, ook de fabrikanten en iedereen werken tegelijkertijd, maar dit zou steriel zijn als dit in een parallel proces zonder uitwisseling gebeurde. Wat je echt wil, is noch een sequentiële, noch een parallelle ontwikkeling. Je wil eigenlijk een netwerk van innovatie. Je wil dat iedereen, zoals wij nu, er tegelijkertijd aan werkt en dat kan alleen gebeuren als al deze mensen hun informatie delen. Dat is precies waar open hardware over gaat. Het is het vervangen van concurrentie door samenwerking. Het gaat over het transformeren van een nieuw product tot een nieuwe markt. Wat is open hardware? Open hardware is in wezen een licentie. Het is vastleggen van intellectuele eigendom. Het betekent dat iedereen het gratis mag gebruiken, wijzigen en distribueren. In ruil vragen we slechts twee dingen: de naam van het project wordt gecrediteerd en de mensen die verbeteringen aanbrengen, delen die met de gemeenschap. Een zeer eenvoudige voorwaarde.
And I started this project alone in a garage in New Orleans, but quickly after I wanted to publish and share this information, so I made a Kickstarter, which is a crowd-fundraising platform, and in about one month we fundraised 30,000 dollars. With this money, I hired a team of young engineers from all over the world, and we rented a factory in Rotterdam in the Netherlands. We were peer-learning, we were engineering, we were making things, prototyping, but most importantly we were trying our prototypes in the water as often as possible, to fail as quickly as possible, to learn from. This is a proud member of Protei from Korea, and on the right side, this is a multiple-masts design proposed by a team in Mexico. This idea really appealed to Gabriella Levine in New York, and so she decided to prototype this idea that she saw, and she documented every step of the process, and she published it on Instructables, which is a website for sharing inventions. Less than one week after, this is a team in Eindhoven, it's a school of engineering. They made it, but they eventually published a simplified design. They also made it into an Instructable, and in less than one week, they had almost 10,000 views, and they got many new friends. We're working on also simpler technology, not that complex, with younger people and also older people, like this dinosaur is from Mexico. (Laughter)
Ik begon met dit project alleen in een garage in New Orleans, maar ik wilde deze informatie snel gaan publiceren en delen. Daarom begon ik Kickstarter, een platform voor crowd-fundraising. We haalden in ongeveer een maand 30.000 dollar op. Met dit geld huurde ik een team van jonge ingenieurs van over de hele wereld en we huurden een fabriek in Rotterdam in Nederland. We leerden van elkaar, we ontwierpen, we maakten dingen, prototypes, maar het belangrijkste was dat we onze prototypes zo vaak mogelijk in het water uitprobeerden om zo snel mogelijk van de missers te leren. Dit is een trots lid van Protei uit Korea, en aan de rechterkant is een ontwerp met meerdere masten voorgesteld door een team in Mexico. Dit idee sprak Gabriella Levine in New York echt aan en dus besloot ze om daar een prototype van te maken. Ze documenteerde elke stap van het proces en publiceerde het in Instructables, een website voor het delen van uitvindingen. Minder dan een week later zie je hier een team in Eindhoven aan een ingenieursschool. Zij maakten het, maar publiceerden uiteindelijk een vereenvoudigd ontwerp. Zij maakten er ook een Instructable van. In minder dan een week hadden zij bijna 10.000 views en veel nieuwe vrienden. We werken ook aan eenvoudiger technologie, niet zo complex, met jongeren en ook oudere mensen, zoals deze dinosaurus uit Mexico. (Gelach)
So Protei is now an international network of innovation for selling technology using this shape-shifting hull. And what puts us together is that we have a common, at least, global understanding of what the word "business" is, or what it should be. This is how most work today. Business as usual is saying, what's most important is to make lots of profit, and you'll be using technology for that, and people will be your work force, instrumentalized, and environment is usually the last priority. It will be just a way to, say, greenwash your audience and, say, increase your price tag.
Protei is nu een internationaal netwerk van innovatie voor de verkoop van technologie met behulp van deze vormveranderende romp. Wat ons samenbrengt, is dat wij een gemeenschappelijk, wereldwijd begrip hebben van wat het woord 'bedrijf' is of van wat het zou moeten zijn. Hoe gaat het vandaag meestal? Voor de huidige zakenwereld is winst maken het voornaamste. Daarvoor gebruik je technologie en mensen als werktuigen en milieu is meestal de laatste prioriteit. Je doet je wat groener voor dan je bent en je kan je prijskaartje verhogen.
What we're trying to do, or what we believe, because this is how we believe the world really works, is that without the environment you have nothing. We have the people so we need to protect each other, yes, and we're a technology company, and profit is necessary to make this happen. (Applause)
Wij denken, want zo denken we dat de wereld echt in elkaar zit, dat je zonder het milieu niets hebt. We hebben de mensen, dus moeten we elkaar beschermen, ja, en we zijn een technologiebedrijf, en winst is noodzakelijk om dit te laten gebeuren. (Applaus)
Thank you very much. (Applause)
Hartelijk dank. (Applaus)
If we have the courage to understand or accept that this actually how the world really works, and this is the order of priority that we need to choose, then it makes obvious why we need to choose open hardware for developing environmental technology, because we need to share information.
Als we de moed hebben om te begrijpen of te accepteren dat het zo is dat de wereld echt werkt, en dit de volgorde van prioriteit is die we moeten kiezen, dan ligt het voor de hand dat we moeten kiezen voor open hardware voor het ontwikkelen van milieuvriendelijke technologie, omdat we informatie moeten delen.
What's next for us?
Wat biedt de toekomst ons?
So, this small machine that you've seen, we're hoping to make small toys like one-meter remote control Protei that you can upgrade -- so replace the remote control parts by Androids, so the mobile phone, and Arduino micro-controller, so you could be controlling this from your mobile phone, your tablet. Then what we want to do is create six-meter versions so we can test the maximum performance of these machines, so we can go at very, very high speed. So imagine yourself. You are laying down in a flexible torpedo, sailing at high speed, controlling the shape of the hull with your legs and controlling the sail with your arms. So that's what we're looking for developing. (Applause)
Van die kleine machine die je hebt gezien, hopen we speelgoed te maken zoals een 1 meter lange Protei met afstandsbediening die je kan upgraden -- de afstandsbediening vervangen door een Android of een mobiele telefoon en een Arduino micro-controller. Dan kan je hem besturen met je mobiele telefoon of je tablet-PC. Dan willen we zes meter lange versies maken om de maximale prestaties van deze machines te testen, om ze hoge snelheden te laten halen. Stel jezelf voor in een flexibele torpedo, je zeilt aan hoge snelheid, je controleert de vorm van de romp met je benen en het zeil met je armen. Daar zoeken we naar. (Applaus)
And we replace the human being -- to go, for example, for measuring radioactivity, you don't want a human to be sailing those robots -- with batteries, motors, micro-controllers and sensors. This is what our teammates, we dream of at night. We hope that we can sometime clean up oil spills, or we can gather or collect plastic in the ocean, or we can have swarms of our machines controlled by multi-player video game engines to control many of these machines, to monitor coral reefs or to monitor fisheries.
En we vervangen de mens om bijvoorbeeld radioactiviteit te gaan meten. Dat wordt dan een robot-zeiler met batterijen, motoren, micro-controllers en sensoren. Daar dromen onze teamgenoten 's nachts van. Wij hopen dat we ergens olielozingen kunnen gaan opschonen of plastic verzamelen in de oceaan. Misschien gaan zwermen van onze machines gecontroleerd door multiplayer videospel-motoren koraalriffen of de visserij controleren.
Our hope is that we can use open hardware technology to better understand and protect our oceans.
We hopen hardwaretechnologie te kunnen gebruiken om onze oceanen beter te begrijpen en te beschermen.
Thank you very much. (Applause) (Applause)
Hartelijk dank. (Applaus) (Applaus)