Как цифровите близнаци отразяват настоящето — и картографират бъдещето — на нашите градове
Барселона се пробва да сътвори собствен дигитален близнак. След като елементарните въпроси са подредени - по какъв начин да събираме данни в действително време от датчици из града, по какъв начин да накараме компютъра да ги схваща, по какъв начин да проучваме и предвиждаме трафика и потреблението на сила с машинно образование и изкуствен интелект - каква е общата цел?
„ Да се изгради пророк “, споделя Хорди Сирера Гонзалес, шеф на Обществото на знанието към Градския съвет на Барселона и човек, лишен от упоритост. „ Като на античните гърци: място, където можете да попитате всичко, което можете да си визиите, и е допустимо да намерите някакъв отговор. “
Проектът за цифров близнак на Барселона ще употребява мощта на суперкомпютъра на града. Последната му версия, MareNostrum 5, показана през декември, има способността да прави 314 милиона милиарда калкулации в секунда. Той живее в неосветения параклис Torre Girona, в кампуса на Политехническия университет в Барселона. Докато в миналото човек можеше да се моли на Бог за отговор, в този момент отива при компютър.
През последните години цифровото градостроителство се трансформира в законна част от градското обмисляне. Барселона, Кеймбридж и Хелзинки са измежду редица европейски градове, които изследват по какъв начин техните копия могат да се окажат потребни, с цел да създадат построената им среда по-отчетлива, по-бърза, по-чиста и по-екологична.
Това, което съществува в действителния живот, се трансформира в повторно в цифровото пространство: основаване на библиотека от предишното, взор от орлов взор към сегашното и, евентуално, визия за бъдещето.
Един от най-забележителните планове се случва в Украйна, където софтуерната компания Skeiron от 2022 година насам картографира паметниците на страната, застрашени от бомбардировки.
Проектът #SaveUkrainianHeritage записа 60 здания, от катедралата „ Света София “ в Киев и Националния университет в Черновци — и двата обекта на международното завещание на ЮНЕСКО — до дървени църкви в цялата страна, нещо, което съоснователят на Skeiron Юрий Преподобни загатва с горделивост. Те са хиляди. „ Някои са единствено 20 или 30 квадратни метра “, споделя той. „ Но украинските църкви резервират украинската еднаквост. “
С лазерни измервания, снимка с дрон и фотограметрия – изкуството на съединяването на фотоси дружно – Преподобни и неговият екип могат да основат доста детайлни 3D модели.
Те даже съумяха да пресъздадат екстериора на трагичния спектакъл в Мариупол, опустошен в първите дни на войната в Украйна, откакто желаеха фотоси и фрагменти с дрон.
Друг план, в Помпей, беше употребявайки сходни цифрови техники за хващане на еволюцията на разкопките в 3D модел. Проектът Pompeii I. 14, управителен от Tulane University и Indiana State University, обгръща процеса на разкопаване на здания в границите на един блок от Pompeii, Insula 14, и го трансформира в цифрово показване. Използвайки лазерни измервания, iPad Pro, потребителски дрон и ръчни камери, пространството може да бъде измерено с акуратност до няколко милиметра. Това, което се предава назад по течението, е образен запис на това по какъв начин една стая се трансформира в продължение на хиляди години, като се разкриват отломките, вулканичните изригвания и пластовете живот, които са съществували преди този момент.
„ Така че можем безусловно да превъртим обратно време посредством унищожаване на пластове, с цел да покаже какво се е правело на това място преди изригването на Помпей “, споделя Стив Олдрич, който е бил професор по география в Държавния университет на Индиана, когато е работил по плана. Този екип от Помпей би могъл на доктрина да се върне чак до времето преди началото на човешкото заселване на мястото, след което да покаже процеса на създаване на града.
Концепцията за цифровия близнак стартира в предцифровата ера. НАСА употребява техниката - тогава наречена огледално отразяване - с цел да избави галактическия транспортен съд Аполо 13. Преди задачата астронавтите са били обучавани на земята благодарение на симулатори. По-късно, в космоса, когато кислородните резервоари избухнаха, осакатявайки галактическия транспортен съд, същите тези симулатори бяха приспособени да отразяват вредите и да тестват техники за избавяне.
Как картографирането избавя историята на Украйна
Огледалните инженерни проблеми се развиват цифрово при започване на 2000-те години и през 2010 година Джон Викърс от НАСА за първи път кристализира термина „ дигитален близнак “ в един от отчетите за пътна карта на галактическата организация.
Те към този момент се употребяват за наблюдаване на системи в опазването на здравето, индустриални линии, авиационни мотори и продуктов дизайн. Но човешката упоритост значи, че в последна сметка породи въпросът: може ли тази технология да се приложи в градове?
Симулационната игра за създаване на град SimCity започва преди 35 години идващия месец. Работи по авансово програмирани логаритми. Ако поставите полицейски сектор в блок, престъпността понижава и парцелите наоколо стават по-ценни.
Предизвикателството за градоустройствените експерти е да открият главните фактори, които биха довели до запушване на избрана улица или един квартал да стане дисфункционален. Какви са разпоредбите или логаритмите за това, те не знаят. Но с данни и изчислителна мощ те могат да стартират да работят в противоположна посока.
„ Благодарение на AI можем да отговорим на въпроси за това какво ще се случи, без да знаем тъкмо закона, който ръководи системата, “ споделя Сирера. „ Но имате потребност от положителни данни. Без него не можете да обучите система с изкуствен интелект. “
От позиция на града, побратимяването значи пресъздаване на неговите активи – здания, пътища, дървета – или неговите процеси в дигитален формат и по-късно поддържане на непрестанно обновената връзка сред това цифрова версия и физическа, като плана в Помпей. Ако данните се качват съвсем в действително време, това ще го направи „ същински “ цифров близнак.
Първите, които започнаха да употребяват цифрови близнаци, са Хелзинки и Сингапур, които са основали 3D изображения на своите градове със съществуващи данни. Хелзинки моделира своята железопътна гара в 3D през 80-те години. Сегашната му мрежа включва блокови проекти и версии за проявление на покриви, които биха отговаряли на слънчеви панели, потребление на сила в постройката и даже прави своя градски пейзаж наличен за разработчиците на видеоигри. Актуализира се постоянно благодарение на градски бази данни и е отворен за гледане от обществеността.
Следващият стадий от развиването на близнак е разглеждане на това какво може да се направи с динамични данни онлайн — опит за хващане на придвижването на града, интерпретирайте го, по-късно моделирайте какво ще се случи по-късно. Това може да се направи със датчици, които могат да дешифрират образни данни или ползване на сила, или посредством прекачване на данни, като мобилни телефони, свързващи се с мачти.
Кеймбридж е град, измъчен от личните си триумф. Въпреки че има първокачествен университет, в основата на който са науките за живота и технологиите, той също има възходящо население, тапи и задача да понижи потреблението на коли с 20 %. Като допълнение към провокациите, през декември министърът на жилищното настаняване на Обединеното кралство Майкъл Гоув разгласи 150 000 нови жилища за региона на Кеймбридж, с цел да трансформира региона в Силиконовата котловина на Европа. Сегашното население на град Кеймбридж е единствено към 150 000 души. Къде може да помогне цифров близнак?
Трафикът е отправната точка за данните в града. Вече има серия от камери с ниска разграничителна дарба в целия град, които разграничават хората от камионите. Това се вкарва в табло за транспортни данни, което в този момент се създава. „ Така че можем да забележим, до момента в който прилагаме физически интервенции, как това трансформира преброяването и броя на хората, които вървят пешком, карат велосипед, употребяват скутери или карат “, споделя Даниел Кларк, началник на технологии и нововъведения за Greater Cambridge Partnership. Тези интервенции включват нови велосипедни пътеки - като Chisholm Trail от северната страна на Кеймбридж - или когато мостът Mill Road беше затворен за дълго време: по какъв начин би се отразило това на трафика в региона? Оказа се, че не е толкоз зле, колкото се опасявахте.
Част от казуса с създаването на близнак за градове е, че той включва локални управляващи, демократична отчетност и многопластови цели, което значи, че мнозина са заседнали в ранна фаза. Данните са налице, само че какъв е въпросът, на който желаете да отговорите? И верният въпрос ли е? Например, в случай че сте фокусирани върху намаляването на трафика, би трябвало ли да гледате повече от типовете превоз?
„ Ако разбирате склонността на хората в даден регион да работят от у дома, само че в действителност те не работите от у дома, това проблем със свързаността ли е? “ споделя Кларк за сюжета на Кеймбридж. „ Ако подобрим широколентовия достъп в тази област, това ще значи ли по-малко пътуващи хора? “
Entopy, основана покрай Кеймбридж, се ръководи от Toby Mills. Той построява платформи, които пресичат силози от информация и свързват разнообразни елементи от данни дружно. Онтология — философската идея, датираща от Аристотел, която пита: „ Каква е природата на едно нещо и каква е връзката му с друго? “ — се върна в езика на софтуерната общественост на цифровите близнаци.
„ На своя краен стадий [дигиталният близнак] би трябвало да бъде модернизиран, употребявайки моделиране, изкуствен интелект, машинно образование чак до визуализация на данни, виртуална и разширена действителност “, споделя Милс. „ Тук идва терминът онтология. Представете си, че се пробвате да получите 20, 30 или 40 разнообразни системи, които не са проектирани да работят дружно, с цел да се интегрират по метод, от който можете да получите значима просветеност. [Това] е много комплицирано нещо за правене. “
Там, където цифровите близнаци имат по-солиден прогрес, е когато има съответен въпрос, на който би трябвало да се отговори. Един от плановете на Entopy беше за огромно английско пристанище (което Милс отхвърля да назове), което вследствие на Brexit щеше да бъде подложено на доста нараснал стрес. Може ли трафикът му да бъде очакван?
Използвайки данни за времето, сезонни промени, видеонаблюдение, деяние онлайн и AI, екипът сътвори същински дигитален близнак, който разрешава на пристанището да се приготви за вариации в идващите. „ Те моделират размера на трафика, който се планува за интервал от към 15 дни “, споделя Милс. Прогнозите за времето са като цяло надеждни за почти същия интервал от време.
Друг образец от Entopy беше хранителен пазар с 25 концесии, търговски план и подобен, който се стреми да разбере държанието на хората. Използвана е композиция от данни от точките на продажба, видеонаблюдение и WiFi маяци, с цел да се открие кой е локален клиент, непрекъснат клиент, размерът на продажбите и къде хората обичат да „ живеят “ — да се мотаят — на пазара и дали пренаселеността се отрази на продажбите. Неговата визуализация беше карта с горещи точки. Резултатите от него: ръководство на опашка, ориентирана реклама към местна или туристическа публика и съветване на търговците на дребно по отношение на поръчката и приготвянето на храна. „ Това е част от инфраструктурата на пазара, която стартира да се поддава повече на градовете “, споделя Милс.
Разгъване Описание на видеоклип
Видеоклип на работата на Skeiron в картографирането на историческите църкви и монументи на Украйна
Сканиране на Бернардинския манастир в Лвов от Skeiron © Skeiron.com.UAИ двата образеца показват, че един близнак може да надвиши елементарното премерване какво става. С задоволително данни и схващане сред другите съставни елементи на системата и задоволителна изчислителна мощ, тя може да стартира да дава информация за това по какъв начин най-добре да действаме в бъдеще. Ако се случи X, тогава би трябвало да създадем Y. Ако би трябвало да построим нови жилища в северния квартал на града, би трябвало да преработим този пътен възел и тук ще е належащо ново учебно заведение.
Но има друга грижа. „ Ние живеем в доста комплицирани общества и от време на време в действителност имаме супер поляризирани отзиви за това какво би трябвало да се направи “, споделя Стефания Паолаци, политически консултант в Болоня, която работи по собствен личен план за цифров близнак. Проблемите с рестриктивните мерки на трафика, да вземем за пример, също са свързани със свободата. Болоня неотдавна вкара в целия град зона от 30 км/ч, което беше посрещнато с някои локални безредици. Един от методите за опълчване на несъгласията може да е бил да се покаже какво ще се случи, откакто политиката бъде призната, в наличен образен формат. „ Може да е инструмент за транспа
