К 2040 году около двух третей населения мира будет сосредоточено в городских центрах. В предстоящие десятилетия 90 процентов этого прироста городского населения, по прогнозам, будет процветать в Азии и Африке.

Уже 1000 пилотных умных городов строятся или находятся на завершающей стадии городского планирования по всему миру, продвигая бесчисленные представления о будущем.

По мере того как данные становятся золотом 21-го века, централизованные базы данных и гиперсвязанные инфраструктуры позволят получить все: от разумных городов, реагирующих на ввод данных в режиме реального времени, до интеллектуальных общественных служб, которые революционизируют современное управление.

Соединяя бесчисленные отрасли промышленности – недвижимость, энергетику, датчики и сети, а также транспорт, среди прочего, – города будущего не имеют конца творческих возможностей и способны полностью преобразовать человеческий опыт.

Сегодня мы познакомимся с современными городскими предприятиями, работающими в следующих трех областях:

1. Гиперсоединенные городские экосистемы, которые реагируют на ваши данные
2. Умная инфраструктура и строительство
3. Самозаряжающиеся зеленые города

Давайте погрузимся в

Умные города, которые взаимодействуют с вашими данными

Любое обсуждение умных городов также должно включать в себя самый важный на сегодняшний день актив: данные .

Поскольку скорость соединения 5G, устройства, связанные с IoT, и сложные ИИ в городах дают экономию с триллионом датчиков, низкие задержки скоро позволят транспортным средствам общаться друг с другом, а системы инфраструктуры будут самокорректироваться.

Даже общественный транспорт может вскоре подтвердить вашу личность простым взглядом из любого направления, используя распознавание лиц, чтобы взимать плату за индивидуальные пакеты путешествий и расстояния.

Как объяснил лидер государственного сектора Deloitte Клэр Ма, «Информация в режиме реального времени служит «глазами» для городской администрации».

Сегодня данные в большинстве городов фрагментированы по корпорациям, государственным учреждениям, некоммерческим организациям и личным базам данных с минимальной стандартизацией.

Тем не менее, чтобы выявлять и реагировать на городские тенденции, нам нужен способ объединения нескольких уровней данных, охватывающих потоки трафика, перемещения людей, отдельные транзакции, изменения в потреблении энергии, деятельности в области безопасности и практически любого важного компонента современной экономики.

Только с помощью анализа информационных потоков в режиме реального времени мы можем использовать экспоненциальные технологии для автоматизации государственных служб, оптимизации транзита, повышения безопасности и оптимизации городского планирования и реагирующей инфраструктуры.

И уже в самых современных городах по всему миру создаются централизованные платформы данных, которые сочетают в себе различные стандарты и извлекают полезные идеи, от интеллектуальной парковки до управления отходами.

Взять, к примеру, китайский Нанкин. Благодаря датчикам, установленным в 10’000 такси, 7’000 автобусов и более 1 миллиона частных транспортных средств, город объединяет ежедневные данные как в физических, так и в виртуальных сетях. После передачи его в Информационный центр Нанкина эксперты могут затем анализировать данные о трафике, отправлять обновления в смартфоны пассажирам и, в конечном итоге, создавать новые маршруты трафика.

Заменяя необходимость капиталоемкой реконструкции дорог и общественного транспорта, данные в реальном времени из физических транзитных сетей позволяют правительствам максимизировать стоимость ранее существовавших активов, экономя время и повышая производительность среди миллионов граждан.

Но помимо маршрутизации трафика, разрастающиеся датчики и городские IoT обеспечивают мониторинг в реальном времени любой инфраструктурной системы.

Главный железнодорожный оператор Италии, Trenitalia, установил датчики на всех своих поездах, получая в режиме реального времени обновления состояния механического состояния каждого поезда. Теперь, способные рассчитывать прогнозы технического обслуживания до сбоя системы, перебои с транзитом уходят в прошлое.

В Лос-Анджелесе есть встроенные датчики на новые светодиоды стоимостью 4500 миль (заменяющие предыдущие уличные фонари). В минуту, когда одна из уличных лампочек выходит из строя или иссякает, ее можно исправить почти сразу же, образуя упреждающую модель города, которая обнаруживает сбои до того, как они возникнут.

А Ханчжоу, дом для гиганта электронной коммерции Alibaba, теперь запустил проект «City Brain», целью которого является создание одного из самых чувствительных к данным городов на планете.

С помощью камер и других датчиков, установленных по всему городу, централизованный центр искусственного интеллекта обрабатывает данные обо всем: от дорожных условий до погодных данных, столкновений транспортных средств и чрезвычайных ситуаций, связанных с охраной здоровья населения.

Наблюдая за населением почти 8 миллионов жителей, городской мозг Ханчжоу затем управляет светофорами на 128 перекрестках (координируя более 1000 дорожных сигналов одновременно), отслеживает машины скорой помощи на маршруте и расчищает их пути к больницам без риска столкновения, направляет дорожную полицию в аварии на рекордные показатели и даже помогает городским чиновникам в ускоренном принятии решений. Больше не нужно тратить время на красный свет, когда, очевидно, нет перекрестка или пешеходов.

Городской мозг уже наполовину сократил время прохождения скорой и пригородной поездки. И, как сообщил первый китайский дорожный полицейский, сотрудничающий с ИИ, Чжэн Ицзион, «Городской мозг может обнаружить несчастные случаи в течение секунды», что позволяет полиции «прибыть на [любое] место [в течение] 5 минут» через городскую территорию более 3000 человек. квадратные мили.

Но помимо контроля за дорогами, транспортными потоками, столкновениями и т. д., Сходящиеся датчики и ИИ используются для мониторинга толпы и анализа движения людей.

Такие компании, как SenseTime, теперь предлагают программное обеспечение для полицейских управлений, которое может не только идентифицировать живые лица, индивидуальные походки и номерные знаки автомобилей, но даже отслеживать движение толпы и обнаруживать опасные концентрации пешеходов.

Некоторые исследователи даже выдвинули предположение об использовании машинного обучения для прогнозирования распространения заболеваний на уровне населения с помощью данных эпиднадзора за толпой, построения действенного анализа на основе данных социальных сетей, массовой геолокации и городских датчиков.

И все же, если не считать самоконтроля городов и «мозгов» городского ИИ, что если инфраструктура сможет исцелить себя по требованию? Забудьте о датчиках, подключении и искусственном интеллекте – войдите в материаловедение.

Самовосстанавливающаяся Инфраструктура

Министерство транспорта США оценивает отставание в 542,6 млрд долларов, необходимое только для ремонта американской инфраструктуры.

Введите самовосстанавливающиеся строительные материалы. Сначала бетон.

Стремясь увеличить долговечность мостов, дорог и любого количества инфраструктурных укреплений, инженеры в Университете Делфта разработали прототип биобетона, который может ремонтировать собственные трещины.

Смешанные с лактатом кальция, ключевые ингредиенты этого нового «биобетона» представляют собой мельчайшие капсулы бактерий, продуцирующих известняк, которые распределены по всей бетонной конструкции. Только когда бетон треснет, впуская воздух и влагу, бактерии пробуждаются.

Подобно часовому механизму, бактерии начинают питаться окружающим лактатом кальция, поскольку он производит природный известняковый герметик, который может заполнить трещины всего за три недели – задолго до того, как маленькие щели могут даже угрожать структурной целостности.

Как объясняет главный исследователь Хенк Йонкерс: «Эти бактерии, продуцирующие известняк, делают их такими особенными, что они способны выживать в бетоне более 200 лет и вступают в игру при повреждении бетона. […] Если в результате давления на бетон появляются трещины, бетон сам излечит эти трещины».

Тем не менее, другие исследователи пытались взломать код (не каламбур) живого бетона, тестируя все, начиная от гидрогелей, которые увеличиваются в объеме в 10 или даже 100 раз при контакте с влагой, до грибковых спор, которые растут и осаждают карбонат кальция за считанные минуты при появлении трещины.

Но биобетон – это только начало технологий самовосстановления. Поскольку фирмы, занимающиеся архитектурой будущего, начинают печатать дома из пластика и углепластика, инженеры начинают заниматься самовосстановлением пластика, который может изменить игру на многих уровнях.

Пластик не только перспективен в сфере недвижимости на Земле; это также послужит удобным материалом в космосе. Инженеры НАСА разработали самовосстанавливающийся пластик, который может оказаться жизненно важным в космических полетах, предотвращая разрывы среды обитания и кораблей с рекордной скоростью.

Последствия самоисцеления материалов ошеломляют, предлагая нам упругие структуры как на Земле, так и в космосе.

Еще один прорыв, который стоит отметить, – это магия графена. Возможно, величайшее открытее века в области физики, графен состоит из двумерной сотовой решетки, в 200 раз более прочной, чем сталь, при толщине в один атом.

Хотя стоимость графена еще не снизилась, он открывает беспрецедентный набор возможностей: от стойких к атмосферным воздействиям и сверхпрочных покрытий для существующей инфраструктуры до увеличения продолжительности жизни в инфраструктуре. Некоторые даже предполагали использование графена при строительстве зданий высотой 30 километров.

И это ещё не всё.

Поскольку биоматериалы и новые полимеры скоро позволят будущей инфраструктуре восстанавливаться самостоятельно, нано- и микроматериалы вступают в новую эру умных, сверхпрочных и самозаряжающихся зданий. Революционная структурная гибкость, углеродные нанотрубки уже значительно увеличивают соотношение прочности и веса небоскребов.

Но представьте, могли бы мы спроектировать здания, которые могли бы  заряжать  себя … или, что еще лучше, производить энергию для целых городов, бесперебойно поставляя энергию в сеть.

Самостоятельные города

По мере появления экспоненциальных технологий в области энергетики и водоснабжения самозаряжающиеся города становятся сегодняшним испытательным полигоном для множества пилотов зеленой инфраструктуры, обещая будущее самодостаточных обществ.

В соответствии с новыми материалами одно горячее стремление окружает создание коммерчески доступных окон, генерирующих солнечную энергию.

За последние несколько лет несколько исследовательских групп впервые применили кремниевые наночастицы для захвата повседневного света, проходящего через наши окна. Маленькие солнечные элементы покрытия собирают эту энергию для готового использования.

Ученые из штата Мичиган, например, разработали новые «солнечные концентраторы». Эти солнечные концентраторы, способны накладываться поверх любого окна, используют невидимые длины волн света – вблизи инфракрасного и ультрафиолетового излучения –передавая их к тем солнечным элементам, которые встроены на краю каждой оконной панели.

Будучи полностью невидимыми, такие солнечные элементы могут генерировать энергию практически на любом экране, обращенном к солнцу, от электронных гаджетов до стеклянных дверей внутреннего дворика и небоскребов.

И помимо самозарядных окон бесчисленные будущие городские пилоты поставили перед собой амбициозные цели для панелей солнечных батарей и целей использования возобновляемых источников энергии.

Взять, к примеру, стратегический план Дубая на 2021 год. В рамках многолетней стратегии Дубая в области чистой энергии на 2050 год, выдвинутой премьер-министром ОАЭ шейхом Мухаммедом бин Рашидом Аль Мактумом в 2015 году, Дубай стремится постепенно получать 75 процентов своей энергии из чистых источников к 2050 году.

С планами запустить крупнейший в мире планетарный проект по солнечной энергии к 2030 году, имея проектную мощность в 5000 мегаватт, Дубай также стремится получить 25 процентов своих потребностей в энергии из солнечной энергии в следующем десятилетии.

И в Плане города 2021 Дубай стремится к:

• 3D печати 25 процентов своих зданий;
• Сделать 25 процентов транзита автоматизированным и без водителя;
• Установке сотен искусственных «деревьев», использующих солнечную энергию и обеспечивающих город бесплатным Wi-Fi, экранами отображения информации и портами для зарядки;
• Интеграции пассажирских беспилотников в системы общественного транспорта;
• Продвижению бесчисленного множества проектов, от подводных установок биологического опреснения до интеллектуальных счетчиков и сетей.

Дубай, мировой лидер в области экологически чистых технологий и возобновляемых источников энергии, является ярким примером того, как любой экологический контекст может привести к созданию процветающих и самодостаточных эко-электростанций.

Но Дубай не одинок, и другие быстро следуют его примеру .

Возглавив группу из 500 умных городских пилотов Китая, новый район Сюнань (недалеко от Пекина) стремится стать процветающей экономической зоной, работающей на 100% чистой электроэнергии.

И по состоянию на декабрь этого года 100 городов США находятся на пути к этой цели.

Города как живые организмы

По мере того, как появляются новые материалы для создания гибких и самовосстанавливающихся структур, технологии «зеленой» инфраструктуры выходят на конкурентный рынок.

Благодаря стремительному сокращению расходов, будущие города скоро окружат нас самозаряжающимися зданиями, зелеными городскими экосистемами и городскими резиденциями, которые производят гораздо больше, чем потребляют.

А поскольку сети связи 5G, разрастающиеся датчики и централизованные центры искусственного интеллекта контролируют и анализируют каждый аспект нашей городской среды, города быстро становятся интеллектуальными организмами, способными видеть и реагировать на наши данные в режиме реального времени.

Присоединяйся к нам

Цифровое онлайн-сообщество Estate:  мы создали цифровое сообщество и приглашаем смелых предпринимателей и активных городских жителей. Estate это пространство экспоненциальной эволюции наших городов для всех, кто хочет активно участвовать и играть на более высоком уровне. Нажмите здесь, чтобы узнать больше