Глава 11
Умные города для умных горожан
Сначала мы формируем города, а затем – они нас.
Ян Гейл
Авторы: Алекс Лайтман и Бретт Кинг
По данным Информационно-справочного бюро по вопросам народонаселения, на Земле за всю историю человечества успело появиться на свет в общей сложности около 110 млрд представителей нашего вида. Большинство из них никогда не жили в городских условиях, а в по-настоящему «умных» городах не жил еще никто, включая представителей современного поколения людей. Если исключить из рассмотрения несколько последних десятилетий, то крупнейшим социальным сдвигом в истории можно считать урбанизацию – перемещение населения из сельской местности в города. Этот процесс коренным образом повлиял на политику и характер конфликтов, развитие религии и культуры, на мириады других аспектов человеческой жизнедеятельности.
Первым городом был, по-видимому, Ур, находившийся на территории современного Ирака; численность его населения в 2000 году до н. э. достигала около 60 000. Первым городом-метрополией стал основанный в 753 году до н. э. Рим, население которого ко II веку н. э. перевалило за миллион. Рим обеспечивал горожан такими удобствами, как водопровод с чистой водой, поступавшей по акведукам, массовые публичные развлечения на открытых форумах и торговые ряды (самые крупные были четырехэтажными и насчитывали 150 лавок). Крупнейшим городом доиндустриальной эпохи теперь считают кхмерский Ангкор, находившийся на территории современной Камбоджи. Тщательно продуманная городская инфраструктура охватывала площадь не менее 1000 квадратных километров вокруг расположенного в центральной части всемирно известного храмового комплекса. Ангкор был столицей Кхмерской империи, процветавшей в IX–XV веках н. э., но даже в самые лучшие времена его население не превышало 0,1 % от общего числа людей на планете.
Самым древним из поныне обитаемых городов мира является Дамаск, столица Сирии, непрерывно существующий (по данным радиоуглеродного анализа) примерно с 9000 года до н. э., но крупным поселением ставший значительно позже – около 1700 года до н. э., когда город вошел в состав древнеегипетской провинции Амурру.
Крупные города, подобные Риму, были редкостью. В западной цивилизации сопоставимые с античным Римом по площади, экономическому развитию и численности населения города появились лишь через 16 столетий после его падения. И лишь совсем недавно, через 2000 веков после появления человека как биологического вида, большая часть человечества получила возможность пожинать плоды удобств жизни в крупных городах и городских агломерациях.
Как граждане мира эпохи дополненной реальности вы (или ваши дети), вероятно, будете иметь возможность выбирать для себя, своих родных и близких любой город по своему вкусу. Мы будем оценивать города по таким критериям, как умная транспортная инфраструктура (то есть непрерывное поступление информации о наличии свободных парковочных мест, маршрутах без пробок и т. п.), экологическая чистота (энергообеспечение преимущественно за счет возобновляемых источников) и информационно-технологическое обеспечение. В настоящей главе представлена концепция многослойного городского комплекса, в котором граждане – как местные жители, так и приезжие – имеют возможность использовать новейшие достижения, связанные с дополненной реальностью, роботизацией, искусственным интеллектом, беспилотными транспортными средствами и летательными аппаратами, для связи, совершенствования, ускорения, обеспечения безопасности и монетизации своей повседневной деятельности и взаимоотношений в недостижимых одними лишь человеческими усилиями масштабах.
Почему мы селимся в городах?
XIX век был эпохой империй; XX век – эпохой национальных государств. XXI век станет эпохой городов.
Веллингтон Э. Уэбб, бывший мэр Денвера, штат Колорадо
До начала Промышленной революции подавляющее большинство людей проживало в сельской местности. В 1800 году городское население составляло лишь 3 % от общей численности человечества. В 1900 году уже существовало 12 мегаполисов с населением больше миллиона, но значительное большинство людей по-прежнему обитало за городской чертой. На сегодняшний день доля городского населения превысила 50 %, а в развитых странах находится на уровне 70 %. Прогнозируется, что к 2050 году рубеж в 70 % городского населения будет перейден уже и в глобальных масштабах.
В XIX и начале XX века стремительный рост городов наблюдался в основном в Европе и Северной Америке, и обусловлена эта тенденция была прежде всего созданием новых отраслей промышленности и их потребностью в рабочей силе на фоне сокращения занятости в сельском хозяйстве. После этого бурного всплеска процесс замедлился, и стали все отчетливее проявляться негативные последствия излишней урбанизации – перенаселенность и эпидемиологическое неблагополучие. На сегодняшний день, однако, показатели смертности в крупных городах ниже, чем в сельской местности, в основном благодаря беспрепятственному доступу горожан к более качественной медицинской помощи и наличию большего количества больниц.
Сегодня мегаполисы высокоразвитых стран, такие как Лондон и Нью-Йорк, в своем росте остановились, зато стремительно увеличивается население таких городов, как Лагос, Мумбаи (бывший Бомбей) и Колката (бывшая Калькутта). В мире насчитывается около 40 городов с населением свыше 5 млн человек, то есть относящихся к категории «мегаполисов» согласно общепринятой классификации. Около 80 % этих гигантов приходится на бедные и развивающиеся страны, и главная причина такой картины – постоянный приток людей в поисках заработка.
Пространный перечень благ, привлекающих в города все новые «наслоения» жителей, включает:
1. Обеспечение общественной безопасности силами правоохранительных органов, пожарных, скорой помощи и иных экстренных служб, прибывающих в считаные минуты по нашему вызову, а иногда и способных точно и безошибочно определить наше местонахождение по звонку с мобильного телефона.
2. Охват инновационными технологиями – в среднем в 17 раз более полный, чем в сельской местности.
3. Возможность приобретения мириад продуктов и услуг, включая фильмы, стоимость производства каждого из которых может доходить до сотен миллионов долларов, а просмотр в кинотеатре обходится нам в 5-20 долларов, и высокотехнологичные продукты, такие как наручные часы Apple, начиная с первого дня их выхода на мировые рынки.
4. Доступность качественного образования, бесплатных школ, широкого спектра специализированных центров обучения прикладным профессиям.
5. Установление связей с тысячами людей, объединенных общими деловыми, культурно-развлекательными и познавательными интересами.
6. Национальные кухни сотен народов мира с опытными поварами, кулинарами и кондитерами, аутентичными ингредиентами и приправами, позволяющие годами и десятилетиями жить, ни разу не повторившись в выборе меню (если есть такое желание).
7. Тысячи разнообразных вакансий, богатые возможности для малого и индивидуального предпринимательства, сотни профессий на выбор. При поиске работы горожанину предлагаются десятки мест по его специальности, а также возможности для переквалификации или переподготовки для освоения новых профессий.
8. Возможность добираться на работу или к месту проведения досуга пешком, на велосипеде, такси или общественном транспорте, что избавляет от необходимости иметь водительские права и собственный автомобиль. В большинстве крупных городов люди все больше пользуются машинами, вызываемыми по смартфонам через такие мобильные сервисы, как Uber или Lyft.
9. Близость аэропортов, открывающая возможность добираться до любого уголка земного шара максимум за сутки, а во многие пункты назначения – за считаные часы.
10. Возможность экономить за счет масштабов, минимизировать расходы на энергию, транспорт, продукты питания, оборудование и услуги, покупать товары по оптовым ценам, пользоваться преимуществами, открываемыми конкуренцией между продавцами на насыщенных рынках, экономить, подключаясь к схемам долевой покупки или аренды дорогостоящей собственности для ее совместного использования, в том числе при помощи специальных мобильных приложений.
11. Доступность городских парков и садов, музеев и картинных галерей, театров и прочих культурно-развлекательных объектов.
Но давайте разберемся, что делает город по-настоящему умным.
Выстраивание по-настоящему умных городов
До открытия в 2010 году при префектуре Рио-де-Жанейро Центра оперативного управления от горожанина требовалась немыслимое терпение, чтобы просто достучаться до городских властей с какой-либо проблемой наподобие неработающего уличного освещения, засорившейся ливневой канализации или переполненных мусорных баков. Обращающегося без конца переадресовывали из ведомства в ведомство и из отдела в отдел. Теперь достаточно оставить заявку на сайте или по многоканальному телефону. Центр наконец нанес весь город на единую интерактивную карту.
Джулия Майклс, журналист из Рио-де-Жанейро
Имеется множество руководств, помогающих определить, насколько «умно» функционирует город, с учетом таких факторов, как показатели занятости, озеленения и экологического благополучия; доступность общественного транспорта, наличие велодорожек и т. д. – всего, что снижает транспортную нагрузку; процент зданий, оснащенных автоматизированными системами энергосбережения; наличие в городе высокотехнологичных производств и инновационных проектов; наконец, открытость и эффективность системы городского управления.
Более детальное определение умного города должно, безусловно, предусматривать наличие еще и следующих элементов городской инфраструктуры:
● Использование в черте городской застройки информационно-коммуникационных технологий (ИКТ), позволяющих оптимизировать работу городских служб, минимизировать энергопотребление и потери в энергосетях при активном участии заинтересованных граждан.
● Конкретные сектора, уже затрагиваемые технологическими преобразованиями подобного рода, включают общегородские службы, систему управления дорожным движением, энергетику, здравоохранение и службы мониторинга загрязнения воздушной и водной среды.
«Интеллект» умных городов проявляется не только в своевременном предложении нужных людям услуг, но и в оперативности реакции систем городского управления на чрезвычайные ситуации и природные катаклизмы, а также в рациональности повседневного использования ресурсов. В условиях усиления последствий глобального изменения климата, которые сказываются на все большем числе крупных городов, способность городского хозяйства как высокотехнологичной экосистемы адекватно и своевременно реагировать на погодные аномалии становится ключевым признаком города, построенного «с умом». Однако слишком уж сильно искушение для правительства любого крупного города уделить первоочередное внимание поддержке проектов создания каких-нибудь «центров передовых инновационных технологий» или строительства пары-тройки «интеллектуальных, экологически чистых жилых комплексов», а по завершении их реализации объявить себя «умным городом». По-настоящему умный город придется перепроектировать и перестраивать с фундамента, закладывая в самую основу городской среды использование новых технологий, которые кардинально улучшат жизнь горожан, предложат удобные возможности для трудоустройства, проезда и проживания при одновременном снижении вредной нагрузки на окружающую среду – вплоть до полного отказа от использования сжигаемого топлива. В Нью-Йорке, например, сейчас полным ходом идет планирование укрепления береговой линии острова Манхэттен на случай повышения уровня моря или повторения катастрофических штормов наподобие того, который был вызван ураганом «Сэнди», когда оказалась затопленной и на месяцы выведенной из строя вся южная часть нью-йоркского метро. По-настоящему умные города будут оперативно реагировать на подобного рода угрозы стихии.
Умно организованное сотрудничество городских властей и жителей
Продуманное использование ИКТ в условиях мегаполиса позволяет сделать более зримыми для горожан работу и достижения правительства их города (равно как и его недоработки и ошибки), включая прогресс в достижении заявленной цели создания в городе умной инфраструктуры. И напротив, непрозрачность способна расстроить все планы подобного рода. Лидерам правительств любого уровня во всем мире, однако, свойственно порочное стремление скрывать от глаз вверенных их заботам граждан свои реальные дела из-за боязни обвинений в коррупции и профнепригодности.
Рисунок 11.1. Метеостанция посольства США в Пекине оборудована системой мониторинга атмосферных загрязнений и публикует данные о текущем уровне опасности в режиме реального времени на Twitter-аккаунте @BeijingAir
В 2008 году все знали, что воздух в Пекине «ужасно» загрязнен, но судить о масштабах проблемы было невозможно по причине отсутствия или недостоверности официальных данных. Тогда на крыше посольства США в Пекине оборудовали метеостанцию с системой автоматического мониторинга качества воздуха, которая стала каждый час публиковать полученные данные о загрязнении атмосферы на ленте @BeijingAir. После этого стало ясно, что за молчанием пекинских городских властей (связанным то ли с нежеланием говорить, то ли с запретом на распространение соответствующей информации из соображений «национальной безопасности») скрывалась попросту неспособность правительства справиться с нарастающей проблемой.
Поначалу правительство КНР направляло США ноты протеста и всячески давило на посольство, требуя прекратить публикацию данных и утверждая, что «подобные измерения незаконны»… Но в конце концов китайское правительство не просто отказалось от претензий, но и само приступило к реализации эффективной программы мониторинга атмосферных загрязнений. К началу 2013 года в 70 с лишним городах страны было развернуто около 500 станций мониторинга РМ2.5, а ближе к концу года, в довершение полного пересмотра своей позиции, правительство КНР выделило миллиарды долларов на реализацию программы очистки воздушной среды и ввело обязательный контроль над соблюдением предельно допустимых концентраций вредных веществ в атмосфере во всех крупных городах.
Из статьи «Точка зрения: Как посольство США боролось за чистоту воздуха в Пекине через Twitter»
Правительства и корпоративная бюрократия могут также намеренно препятствовать превращению их вотчин в умные города, устраивая избыточные бюрократические препоны и утаивая данные о реальном положении дел. В такой ситуации большую помощь городу способны оказывать группы гражданских активистов, в том числе в социальных сетях, вскрывающие злоупотребления властей на местах. Именно так были преданы гласности сведения о том, что в госучреждениях Одессы украинские чиновники установили стандартный размер взятки на уровне 7000 долларов США за выдачу иностранным компаниям разрешения на аренду помещений, таможенную очистку импортного оборудования и т. п. Лишь после того, как вызванные поборами задержки стали препятствовать реализации планов главы областной администрации Михаила Саакашвили по превращению Одессы в умный город, он уволил практически всех замешанных во взяточничестве чиновников и нанял новых, одновременно оптимизировав структуру управления.
Участие граждан в делах города через социальные сети и мобильные приложения – обязательное условие доведения города «до ума»; фактически ведущие эксперты по умному градостроительству, такие как Марк Дейкин, вообще считают само существование умных городов невозможным без выполнения этого условия. Создаются все новые мобильные приложения, позволяющие гражданам сообщать о преступлениях, проявлениях расизма, о требующих ремонта участках дорожного покрытия, о коррупции, не говоря уже о наводнениях, селях, пожарах и других стихийных бедствиях и чрезвычайных ситуациях. Поскольку потоки входящих сообщений, поступающих через социальные сети вроде Twitter, нарастают угрожающими темпами, Международный комитет Красного Креста и другие гуманитарные организации разработали умные инструменты фильтрации и интерпретации получаемых от граждан сведений. Twitter совместно с Геологической службой США (USGS) и Стэнфордским университетом наладили программу мониторинга сообщений о подземных толчках в режиме реального времени и установили их корреляции с данными сейсмостанций USGS.
Новые интеллектуальные инструменты для умных городов быстро сделают городское управление, равно как и процессы градостроительного проектирования и планирования, более прозрачными и эффективными. Разработанная Управлением перспективных исследовательских проектов (DARPA) Министерства обороны США концепция «Инфраструктуры для совместного принятия решений в области оперативного планирования» (DICOP) использует моделирование причинно-следственных связей и построение диаграмм взаимных влияний для представления наиболее вероятных последствий различных сценариев распределения ресурсов для оптимального оперативного планирования. Средства трехмерной визуализации и динамического моделирования помогают городским управленцам и планировщикам составлять детальное представление обо всем комплексе взаимосвязей и проводить логический сценарный анализ, прежде чем принимать решения по вопросам вроде следующего: «Что лучше, построить на этом месте новую многоярусную автостоянку или расширить улицу и пустить по ней городской транспорт?»
Умные дорожно-транспортные системы
Самая быстрая и ощутимая отдача от инвестиций в технологии умного города будет заключаться в резком сокращении времени, проводимого в автомобилях, и выбросов углекислого газа, а также в сбережении нервов и денег. Интеллектуальные системы регулирования дорожного движения позволят автоматизировать и оптимизировать режимы управления светофорами, выбирать и рекомендовать водителям маршруты объезда уличных пробок и в целом оптимизировать транспортные потоки. Первая такая комплексная система управления дорожным движением в масштабах мегаполиса уже реализована в столице Нидерландов в рамках программы Amsterdam Smart City (ASC) – «Умный город Амстердам». Система называется TrafficLink и позволяет диспетчерам отслеживать в режиме реального времени транспортные потоки в масштабах города и передавать информацию о дорожной ситуации на придорожные табло и установленные в подключенных автомашинах дисплеи. Со времени ее внедрения простои в пробках в Амстердаме сократились на 10 %.
В австралийском Мельбурне серьезным препятствием на пути развития умной транспортной инфраструктуры являются… существующие железнодорожные переезды с автоматическими шлагбаумами. На некоторых из таких переездов движение по главным городским транспортным артериям, ведущим с окраин в направлении центра, оказывается перекрыто шлагбаумами в течение 70–80 % времени, из-за чего люди едут на работу и с работы гораздо дольше, чем могли бы.
Рисунок 11.2. Highways Agency Smart Motorways control centre (источник: Highways Agency)
Согласно имеющимся оценкам, устранение этих препятствий принесло бы шестикратную отдачу от вложенных в совершенствование дорожно-транспортной инфраструктуры средств. Без полной перестройки работы всех транспортных систем, включая системы автоматизированного управления потоками уличного движения и загрузкой магистралей, и без их согласования с железнодорожной и транзитной инфраструктурой умного города не получится.
С помощью сенсорных датчиков, размещенных на крытых паркингах и уличных автостоянках, кроссплатформенные системы мобильной парковки вроде Mobypark ищут свободные места для водителей через веб-сервис и мобильное приложение и успешно находят их на всей территории Нидерландов и других стран, где оказываются подобные услуги. В среднем на поиск места для парковки у водителя уходит около 20 минут; система Mobypark позволяет снизить этот показатель вдвое.
Еще одна новая технология, которой воспользовались во многих умных городах, – совместные поездки на такси, так называемый «райдшеринг». Эта услуга позволяет очень быстро найти попутчиков для оплаты такси вскладчину Такие компании, как Uber, позволяют за считаные секунды выявить оснащенные GPS-навигаторами автомобили водителей-участников, движущиеся по нужному маршруту неподалеку и удовлетворяющие критериям запроса; наличие у пользователей смартфонов позволяет заказывать машины откуда угодно, а социальные сети способствуют установлению доверительных и ответственных взаимоотношений между пассажирами и водителями. Кроме того, «райдшеринг» экономит время за счет устранения необходимости искать место для парковки и выруливать со стоянки или ждать такси, стоя на обочине.
Рано или поздно перестраивать инфраструктуру городов под роботизированные автономные транспортные средства все равно придется. По мере распространения практики совместного владения автомобилями парковочных мест будет требоваться все меньше, но возрастет спрос на услуги стоянок, оборудованных зарядными устройствами, работающими от солнечных батарей. В главе 8 мы уже спрогнозировали скорое введение ограничений на въезд автомобилей, управляемых человеком, в крупные города (или высокой платы за это) – хотя бы по соображениям безопасности, поскольку роботизированные автомобили как минимум на порядок реже устраивают ДТП, а город часто несет ответственность за их последствия, в том числе и за травмы, полученные в общественном транспорте. В университетских городках и на территориях крупных промышленных зон автомашины уступят место самоходным «капсулам», доставляющим людей к ближайшим остановкам общественного транспорта. Автономные системы последнего будут постепенно переводиться на работу от солнечной энергии, чтобы уменьшить загрязнение воздуха продуктами сгорания углеводородного топлива.
Рисунок 11.3. Умное шоссе с системой беспроводной подзарядки аккумуляторов, испытываемое в Великобритании (источник: Highways England)
Дорожные экосистемы придется полностью перестраивать под нужды автономных беспилотных электромобилей. Вполне вероятно, что в будущем они станут главной формой транспорта, и можно предположить, что со временем будет разработано дорожное полотно с функцией непрерывной беспроводной подзарядки аккумуляторов или даже умное дорожное покрытие. По крайней мере, уже сейчас одна американская компания в штате Айдахо занимается проектированием электромобильных дорог, работающих на солнечной энергии и имеющих системы динамического интеллектуального управления движением – в частности, с помощью дорожных знаков и разметки. А британская Highways England объявила о начале испытаний дорожного полотна с полосой для беспроводной подзарядки аккумуляторов на ходу.
Автобусное и железнодорожное сообщение будет все более автоматизироваться за счет внедрения искусственного интеллекта и динамического управления расписаниями и маршрутами. Поскольку роботизированные электроавтобусы, троллейбусы, трамваи и электрички не будут подвержены действию таких факторов, как усталость водителя, вагоновожатого или машиниста, и не будут требовать оплаты сверхурочных по повышенной ставке; они могут эксплуатироваться, по сути, круглосуточно, по мере надобности. Автономные электрифицированные транспортные системы и средства передвижения к тому же значительно дешевле в плане эксплуатации и технического обслуживания. Из статей расходов будут устранены оплата труда водителей, а также разница в стоимости между дорогостоящим ремонтом или заменой двигателей и трансмиссии – и относительно дешевым обслуживанием электроприводов.
Умные транспортные сети крупных мегаполисов будут работать подобно единому живому организму. Задачей маленьких автономных электрокаров, перемещающихся по кампусам и торговым зонам, станет доставка пассажиров к стоянкам арендуемых вскладчину умных электромобилей или станциям и остановкам общественного транспорта. Вся система перевозок пассажиров городским транспортом будет оптимизирована для максимального удовлетворения спроса, с учетом массовых мероприятий, погодных условий и иных обстоятельств, которые будут учитываться в режиме реального времени искусственным интеллектом, выполняющим функции диспетчера. Пышным цветом расцветут таксопарки электромобилей, поскольку перемещаться по городу на собственном автомобиле с двигателем внутреннего сгорания станет слишком дорого, не модно и не престижно.
Рисунок 11.4. Автономные модульные транспортные системы, подобные капсулам Next, придут на смену привычным видам общественного городского транспорта (источник: NEXT Future Transportation)
Звучит как фантастика? Через 20 лет, по нашим прогнозам, все это станет обязательным требованием граждан, желающих переселиться в новые умные города, к их транспортной инфраструктуре, – по причине не только удобства, но и дешевизны таких систем, поскольку затраты на их эксплуатацию будут многократно ниже эксплуатационных расходов, характерных для современных видов городского транспорта.
Умные электросети и энергосистемы
Умная энергетика охватывает широкий спектр технологий, инноваций и инициатив, включая усовершенствованные системы распределения и учета потребления электроэнергии, а также кардинальное улучшение теплоизоляции жилых и офисных зданий. Важнейшим для жителей умных городов фактором станет возможность получения энергии из возобновляемых источников (ЭВИ), и тому есть ряд веских причин:
1. Снижение уровня загрязнения воздуха и воды и, как следствие, улучшение здоровья населения и повышение урожайности.
2. Удешевление энергии (себестоимость солнечной и других видов ЭВИ неуклонно снижается).
3. Бесперебойность энергоснабжения даже в случае выхода из строя региональных энергосетей (например, из-за перегрузок, природных катаклизмов или терактов).
Плюсы использования возобновляемых источников энергии для здоровья населения очевидны: тысячи людей избавятся от риска заболеваний, нередко смертельных, спровоцированных загрязнением окружающей среды. В предыдущих главах мы уже отмечали, что за последнее десятилетие эффективность получения ЭВИ существенно повысилась, а по себестоимости она стала сопоставимой с электроэнергией, вырабатываемой традиционными ТЭЦ. На переднем крае технологий солнечной и ветровой генерации электроэнергии – Германия, где за счет ввода в эксплуатацию экологически чистых электростанций уже удалось добиться значительного снижения уровня загрязненности атмосферы. Правда, после землетрясения и цунами в Японии в 2011 году правительство Германии приняло решение закрыть большинство действовавших в стране атомных электростанций, что привело к новому всплеску выбросов CO2 возвращенными в эксплуатацию угольными ТЭЦ и свело практически к нулю предыдущие достижения.
Серьезным препятствием на пути повсеместного перехода на экологически чистые источники остается проблема хранения запасов избыточной энергии, которые можно использовать в те периоды, когда ни солнце не светит, ни ветры не дуют. Прорабатывается несколько взаимодополняющих решений этого вопроса, включая использование электрохимических накопителей (например, применение избытка энергии для производства аммиака, который впоследствии может использоваться в качестве жидкого топлива, не содержащего углерода и, стало быть, не приводящего к загрязнению атмосферы углекислым газом, дающим парниковый эффект), батарей и т. д. Компания Tesla, например, вкладывает огромные средства в проект «Гигафабрики» в штате Невада, а параллельным курсом аналогичные разработки сверхъемких аккумуляторных батарей ведутся повсеместно.
Прямо сейчас мы отслеживаем около 60 проектов создания усовершенствованных батарей. Они ведутся по всему миру, и некоторые выглядят весьма многообещающими в долгосрочной перспективе. Каждому мы присваиваем рейтинг по пятибалльной шкале, где пятерка означает, что нужно налаживать с ними партнерские деловые отношения, а единица— полную дрянь.
Илон Маск, глава Tesla, из интервью Tech Insider, 10 ноября 2015 года
Неудивительно, пожалуй, что в последние годы одним из лидеров по разработкам эффективных накопителей энергии стала Япония. После аварии на «Фукусиме» и последовавшего закрытия всех АЭС производство электроэнергии в стране снизилось на 20 %, и японцам волей-неволей пришлось оперативно восполнять дефицит за счет массового развертывания электростанций на солнечных батареях и изыскания способов накопления и хранения запасов энергии на случай пасмурной погоды. В этих целях компания Mitsubishi Electric наладила серийный выпуск аккумуляторно-батарейных систем мощностью 30 МВт и 50 МВт, причем правительство выделило компании на реализацию двух этих проектов бюджетные средства в размере, эквивалентном 257 млн долларов. Глава компании SunEdison Ахмад Чатила считает накопители критически важным элементом, вокруг которого будет строиться вся солнечная энергетика будущего.
Самая главная технология, которую мы можем и должны разработать незамедлительно, – накопители [энергии].
Ахмад Чатила, председатель правления SunEdison
Другими потенциально важными разработками в области умной энергетики являются:
● распределенные электрогенерирующие сети (устойчивые к воздействию терактов и природных катаклизмов);
● системы генерации и накопления электроэнергии на топливных батареях;
● компактные ториевые реакторы – размером со стандартный грузовой контейнер и производительностью порядка 300 МВт·час (одного такого генератора будет хватать на обеспечение потребностей 45 000 домохозяйств);
● оснащение высотных и правительственных зданий прозрачными солнечными батареями (так называемое «фотоэлектрическое остекление»);
● строительство приливных электростанций в приморских городах.
Умное здравоохранение
Как уже говорилось в главе 5, новейшие разработки в области мобильного мониторинга состояния здоровья, так называемые технологии mHealth, включают нательные датчики и алгоритмы мониторинга основных показателей жизнедеятельности и состояния организма. В той же главе мы подробно обсудили потребительские аспекты использования мобильной медтехники. В умных городах откроется возможность, собирая в режиме реального времени данные о состоянии здоровья горожан, извлекать из этого огромные преимущества и в общегородских масштабах, в частности экономить на дорогостоящей медицинской помощи за счет профилактики первичных заболеваний.
Поддержка разработки и внедрения технологий mHealth в условиях крупных городов будет тем важнее, чем шире будут распространяться заболевания, обусловленные излишним благополучием. В таких странах, как США и ОАЭ, уже наблюдается резкий всплеск распространения инсулиннезависимого сахарного диабета вследствие переедания и нездорового образа жизни, в результате чего пропорциональными темпами растут расходы на его лечение и оплату больничных.
Наибольшую из потенциальных проблем представляет государственная политика в области здравоохранения. В США, например, доступ в эту сферу открыт лишь крупным фармацевтическим компаниям и медицинским учреждениям, прошедшим строгий отбор через сито проверки соответствия требованиям лицензирования, установленным федеральной надзорной службой FDA. Технологиям mHealth и умным городам, однако, придется каким-то образом вырваться за рамки этой парадигмы, препятствующей эффективному онлайновому мониторингу здоровья граждан. Вместо стимулирования лечения заболеваний и недомоганий по мере проявления их симптомов зарождающаяся индустрия технологий сохранения здоровья использует новейшие разработки, такие как генотипирование, биометрический мониторинг, микрогидродинамика и дистанционная лабораторная диагностика, в сочетании с индивидуализированной оценкой рисков для предупреждения заболеваний и стимулирования здорового образа жизни. Совокупность этих технологий позволяет минимизировать вероятность наступления критических состояний, требующих дорогостоящих медицинских вмешательств. Новые информационно-технологические системы охраны здоровья потенциально противоречат интересам медицины как отрасли, ориентированной на симптоматическое лечение, а в предупреждении заболеваний делающей упор не на профилактику их развития, а в лучшем случае на раннюю диагностику патологий.
Городским властям, однако, придется бороться с противодействием со стороны блюстителей неприкосновенности частной жизни и персональных данных, без чего не удастся принять законы, обеспечивающие повсеместное внедрение и расцвет технологий охраны здоровья граждан. Сопротивление сторонников сохранения статус-кво, а именно централизованного утверждения схем медикаментозной терапии и оказания медицинской помощи на базе медучреждений, по самой своей природе препятствует переходу городов к «умной» жизни в столь важной сфере, как охрана здоровья граждан.
Системы здравоохранения умных городов будущего будут строиться медиками совместно с производителями медтехники и датчиков и обязательно будут дополнены обширными интеллектуальными базами данных о состоянии здоровья горожан – иначе перспективы снижения заболеваемости и, как следствие, нагрузки на систему здравоохранения будут туманными. Что касается лечения заболеваний, то тут, несомненно, на первый план будут постепенно выдвигаться такие технологии, как генная терапия и индивидуальный подбор лекарств, но главным искусством будет умение побуждать жителей к отказу от вредных привычек и переходу к здоровому образу жизни для минимизации проблем со здоровьем и потребности в медицинской помощи. Такой подход позволит существенно сократить затраты на здравоохранение.
При этом сценарии программа реформы системы здравоохранения, запущенная Бараком Обамой, не будет более тревожить налогоплательщиков, потому что перестанет быть обременительной для бюджета в результате ее многократного удешевления. Если хотите, назовем такую систему «Социализм 2.0». Ее главной характеристикой будет общедоступная социальная помощь без избыточной нагрузки на государственный бюджет.
Умная охрана окружающей среды
Загрязнение воздушной и водной среды – традиционный бич современных мегаполисов. В таких городах, как Джакарта, Пекин или Мехико, десятки тысяч жителей заболевают исключительно по причине неблагополучной экологической ситуации. Например, проведенное в 2004 году в Джакарте эпидемиологическое исследование показало, что 46 % заболеваемости местных жителей приходятся на болезни дыхательных путей, вызванные загрязнением воздуха, что дает прибавку в четыре дня нетрудоспособности на человека в год. Кроме того, около 50 000 индонезийцев ежегодно умирают от желудочно-кишечных инфекций, распространяющихся через воду. В планетарном же масштабе грязная вода ежегодно уносит жизни свыше 2 млн детей, и большая часть этой страшной статистики приходится на крупные городские агломерации Африки и Азии.
Умные сенсорные датчики нового поколения, включая нательные с подключением к мобильным устройствам, помогут городам осуществлять мониторинг уровней загрязнения и снижать издержки на оказание медицинской помощи и выплаты социальных пособий пострадавшим. Во многих городах Китая показатель концентрации в атмосфере вредных примесей регулярно превышает 700 частей на миллион (ppm), при том что допустимым считается загрязнение атмосферы в интервале от 0 до 50 ppm, а уровни от 201 ppm классифицируются как «крайне неблагоприятные для здоровья и требующие оповещения населения». То есть регулярное превышение предельно допустимой концентрации вредных веществ в атмосфере китайских городов – по сути, «норма» для страны. А издержки ложатся на плечи горожан, расплачивающихся как физическим здоровьем, так и психологическим комфортом.
Умные города будут вести непрерывный мониторинг атмосферных загрязнений и принимать превентивные меры по возвращению их в безопасные пределы. На случай преднамеренной фальсификации данных правительственными структурами или коммунальщиками граждане должны иметь в своем распоряжении собственные газоанализаторы и возможность публиковать истинные данные о выявленных загрязнениях в социальных сетях и на сайтах общественных наблюдательных организаций. Подключение датчиков загрязнения воздуха к смартфонам позволит коллективными усилиями составлять карты атмосферных загрязнений для всеобщего бесплатного ознакомления. Важно, что на подобных картах будет отображаться не только общая экологическая ситуация в городе, но и ее детализация по районам, поскольку загрязнение воздуха – явление очень динамичное и географически неоднородное.
Самыми многообещающими в плане очистки атмосферы городов от вредных примесей выглядят технологии локализованной абсорбции или изоляции углекислого газа. В Бостоне приступили к испытаниям искусственных деревьев – уловителей CO2, использующих технологию «качелей влажности» (Humidity Swing) для его вывода из атмосферы. Прорабатываются и более радикальные и масштабные инновационные решения проблемы избытка углекислого газа в воздухе, такие как проект Carbon Engineering, проходящий испытания в канадском Калгари и предусматривающий массовое применение сорбционных фильтров – поглотителей CO2 прямого действия. В нидерландском Роттердаме инженер-конструктор, архитектор и художник Дан Росгард недавно построил величайший за всю человеческую историю воздухоочиститель – семиметровую башню, пропускающую через фильтры – поглотители вредных примесей более 30 000 кубометров воздуха в час. Отфильтрованная сажа затем прессуется в «камешки», которые вставляются в перстни, брелоки и прочую сувенирную продукцию, призванную окупить проект и собрать средства на постройку новых воздухоочистителей-гигантов. Группа исследователей из Университета имени Джорджа Вашингтона пошла еще дальше и разработала технологию улавливания атмосферного CO2 и последующей его переработки в высокопрочные углеродные нанотрубки с широким спектром применения в строительстве и промышленности.
Появились также и новые недорогие решения в области очистных технологий. Бытовые водоочистительные установки нового поколения станут по карману большинству домохозяйств или группам подключенных к общему источнику воды соседей и позволят отфильтровывать большинство опасных химических и органических загрязнений, очищать воду от бактерий и паразитов. Умные города должны быть централизованно оборудованы подобными системами на случай загрязнения воды в результате техногенных или природных катастроф, равно как и по любым иным причинам. Прорывы намечаются и на этом направлении. В частности, танзанийский ученый Асквар Хилонга создал уникальный нанофильтр, очищающий воду от 99,9 % загрязнений и примесей, бактерий, микробов и вирусов.
В Танзании 70 % домохозяйств, а это 9 млн домов, не используют вообще никаких водоочистных фильтров. Это к вопросу о размере рынка. В одной Танзании – 9 млн домовладений. А теперь добавьте сюда Кению, Уганду, Эфиопию, всю субэкваториальную Африку, Индию и множество других подобных стран. Рынок сбыта – колоссальный.
Асквар Хилонга, из интервью агентству Reuters
Себестоимость одного фильтра – около 100 долларов США, и он на много лет вперед обеспечит потребности семьи в чистой питьевой воде, обладая производительностью в десятки литров в сутки.
Умные материалы и нанотехнологии позволят нам в ближайшие годы создавать все более эффективные и одновременно беспрецедентно дешевые системы очистки и фильтрации воздуха и воды. Популярной областью приложения сил у «миллениалов» и их потомков станет геоинженерия планеты, поскольку население земного шара уже начинает испытывать на себе все более ощутимые последствия климатических изменений, а «старая гвардия», защищающая интересы традиционных отраслей промышленности, сходит со сцены и утрачивает свое влияние.
Умные системы быстрого реагирования на чрезвычайные ситуации
Обеспечение безопасности граждан в случае возникновения чрезвычайных ситуаций – первоочередная задача систем управления умными городами. Под «силами быстрого реагирования» мы тут будем понимать пожарных, спасателей, бригады скорой и неотложной помощи, полицию, прочие экстренные и правоохранительные службы. От способности организовать скоординированный и незамедлительный ответ всех сил быстрого реагирования часто зависит жизнь тысяч людей как в период «первичного отклика» (в первые минуты и часы после возникновения ЧС), так и в период «восстановления» (исчисляемый днями и неделями).
Основными проблемами умных городов в случае чрезвычайных ситуаций могут стать:
● недостаточно скоординированное планирование;
● нарушение и выход из строя средств и каналов связи;
● неспособность наладить взаимодействие между ведомствами и службами (федеральными, региональными, местными).
То, что вышеперечисленные проблемы по-прежнему не решены, наглядно продемонстрировало в последние годы развитие событий при урагане «Катрина», землетрясении на Гаити, цунами в Индонезии и сотнях не столь масштабных катаклизмов. К счастью, информационно-коммуникационные технологии способны помочь умным городам и в этом отношении.
Скоординированное планирование предполагает слаженные действия различных ведомств – пожарной охраны, местной полиции, скорой помощи, больниц, городских и региональных властей, федеральных органов, – которым нужно выработать общую терминологию и согласованные планы действий в случае ЧС. Однако в каждом из таких ведомств принято представлять свой собственный уникальный комплексный план, выработанный в отрыве от остальных, «со своей колокольни». В результате при реальных ЧП реакция зачастую носит хаотический характер.
В прошлом немало проблем доставляло также отсутствие общих систем связи, поскольку каждая из групп быстрого реагирования была оснащена своим собственным комплектом аналогового оборудования. До недавнего времени, например, в Лос-Анджелесе местная полиция, полиция штата, дорожная полиция и пожарные в критических ситуациях просто не имели возможности связываться между собой и координировать свои действия, поскольку были оснащены несовместимыми комплектами раций, закупленными у разных производителей.
Неспособность ведомств согласовать свои действия дорого обходится при катастрофах. При урагане «Катрина» блокпосты дорожной полиции не пропустили в Новый Орлеан машины технических служб, вызванные городским полицейским управлением для проведения экстренных восстановительных работ на жизненно важных объектах инфраструктуры. После землетрясения 1999 года в Измите неподалеку от столицы Турции различные службы быстрого реагирования не просто не смогли согласовать свои действия, но и вступали в конфликты друг с другом из-за жизненно важных ресурсов, в частности автобусов и вертолетов. Итогом возникшей неразберихи стало непомерно высокое число жертв в результате неоказания пострадавшим своевременной помощи, превысившее 30 000 человек. Аналогичный хаос наблюдался в Австралии в «Черную субботу» 2009 года, когда различные экстренные службы иногда открыто противодействовали друг другу – например, перекрывая дороги, используемые другой службой для эвакуации людей; в результате погибло 173 человека, а сотни получили тяжелые ожоги и травмы.
Умные города помогут избежать подобных накладок, поскольку представители всех задействованных в ликвидации последствий ЧП структур будут оснащены умными мобильными устройствами с достаточным запасом отказоустойчивости на случай эпизодической потери связи; станут использовать общую для всех терминологию, совместно планировать действия на случай возникновения ЧС, регулярно проводить совместную подготовку и учения, ежедневно использовать те же системы, которые будут применяться и в период возможного кризиса. Примером умной системы управления городом в случае ЧС, используемой не только во время бедствий, но и в повседневной работе, служит центр управления информацией Рио-де-Жанейро (Rio Operations Center), расположенный в районе Сидади-Нова.
Рисунок 11.5. Центр оперативного управления городским хозяйством Рио-де-Жанейро (источник: IBM Smart Cities)
Система охватывает всю территорию большого Рио и его окрестностей, обеспечивает планирование согласованных действий в случае катастрофы и постоянную связь между полицейскими, военными и медицинскими подразделениями, энергетиками, дорожно-строительными службами и другими организациями, которые могут быть задействованы в ликвидации последствий нередких в той местности наводнений и селей, штормов и ураганов. В остальное время она координирует, например, организацию дорожного движения, обеспечение безопасности и работу городских служб – в частности, во время традиционного ежегодного карнавала.
Центр оперативного управления был построен при личной поддержке мэра города в преддверии Чемпионата мира по футболу 2014 года и летних Олимпийских игр 2016-го. Поскольку система эксплуатируется ежедневно, оперативные службы всего города знакомы друг с другом, и в случае чрезвычайной ситуации или природного катаклизма им не потребуются стандартные 4–8 часов на «притирку» и поиск общего языка. Отсюда и второй плюс: поскольку каждая группа знает предписанный ей «порядок действий и распределение ролей» в той или иной экстренной ситуации, то при получении сигнала об угрозе (например, штормового предупреждения) команды могут рассылаться участникам автоматически, без многочасовых согласований, проработок, утверждений и выпуска приказов и распоряжений в адрес десятков оперативных подразделений.
Реализованный в Рио комплексный подход к планированию обеспечивает еще и экономию за счет укрупнения масштабов и меньшего дублирования. Мэр города сказал об этом так: «Зачем водоканалу, телефонистам, водопроводчикам, дорожникам и другим службам перекапывать одну и ту же улицу пять раз? Давайте скоординируем их действия и обновим все коммуникации за один прием!» Торжество здравого смысла, однако!
Свой вклад в работу интегрированной системы управления городским хозяйством Рио вносит и сеть метеорологических датчиков, предупреждающих о приближении дождя и иных погодных изменениях. Кроме того, предусмотрено прогнозное моделирование развития ситуации с функцией оповещения городского руководства о потенциальных угрозах вместо извещения их об уже случившихся ЧП. Система может быть запрограммирована таким образом, чтобы исходящие штормовые предупреждения и иные экстренные оповещения отправлялись не только госслужбам, но и населению (по SMS, электронной почте или в виде всплывающих текстовых сообщений на смартфонах). Как уже упоминалось, система поддерживает также функции распределения задач и автоматической рассылки приказов с детальными инструкциями в соответствующие организации, а также последующего контроля их исполнения и приемки работ. Но и это еще не все. Система принимает текстовые сообщения и иную входящую информацию от населения, обрабатывает ее и выдает городским службам сведения о выявленных неполадках в работе городских систем и о критических ситуациях. Тем самым перед горожанами открывается широкий спектр возможностей для активного участия в обеспечении безопасности жизнедеятельности – собственной и своего района, – и одновременно им внушается чувство, что городские власти ценят их посильный вклад в благополучие города.
Дополненные города
Имеется множество способов форсированного повышения качества жизни обитателей умных городов за счет использования различных информационно-коммуникационных технологий, включая роботизированные беспилотные летательные аппараты (БПЛА, или дроны), а также сгенерированные компьютером элементы дополненной реальности (ДР), использование искусственного интеллекта для принятия решений в госуправлении и промышленности, и многое другое. Два примера потенциального применения таких технологий – ДР и БПЛА – разобраны ниже.
Потенциал использования дополненной реальности в городских условиях
Главное преимущество технологий ДР в условиях умного города – возможность накладывать на реальные перспективы городских улиц искусственные образы и данные, помогающие пользователю лучше сориентироваться на местности, найти нужные торговые точки или варианты проезда, получить исторические справки об объектах, находящихся в поле зрения. В таком понимании технологии ДР оптимальны для использования в приложениях для путешественников, туристов и просто для любознательных пользователей, стремящихся к максимальному расширению своего кругозора и пониманию специфики объектов местной культуры.
Полезнейшее и весьма распространенное применение технологии ДР – приложения, которые помогают найти свободное место для парковки на городских улицах или припаркованную машину. Например, чтобы не плутать в поисках собственного автомобиля, нужно будет навести камеру смартфона на реальный мир и следовать по стрелкам, которые накладывает на него умное приложение, к месту парковки.
Рисунок 11.6. Наложение исторической фотографии на современный вид той же улицы на экране смартфона
Но особенно полезной будет ДР для гостей умного города, ведь далеко не всегда туристам известно, что именно стоит посетить и на что обратить внимание, а искать достопримечательности и иные интересные объекты бессистемно нравится далеко не каждому. Вот лишь несколько примеров мобильных приложений с использованием технологии ДР, помогающих решить эту проблему:
● Wikitude – интеллектуальный агрегатор результатов поиска по различным источникам, таким как Citysearch и Wikipedia, с последующим их наложением на картину реального мира. Позволяет вводить в ДР элементы информации, заданные пользователем, выбирать категории поиска (например, рестораны, красивые виды и т. п.), знакомиться с отзывами и фотографиями, оставленными на Flickr другими пользователями.
● Yelp Monocle – запускается через вкладку дополнительных приложений в нижней части экрана смартфона с Android. Держа аппарат вертикально и направляя его в нужную сторону, пользователь получает возможность ознакомиться с всплывающими названиями и кратким описанием расположенных по направлению движения объектов, а повернув его горизонтально – автоматически перевести устройство в режим карты, на которой будет проложен кратчайший маршрут к заинтересовавшему объекту.
● Metro AR Pro – мобильное приложение, автоматически определяющее город, в котором находится пользователь, и сообщающее о близлежащих станциях метро и остановках наземного общественного транспорта.
● WhatWasThere – мобильное приложение, показывающее, как то место, где вы находитесь, выглядело в прошлом.
● Поиск Google (и мобильное приложение Google Goggles) позволяет путешественнику простым нажатием кнопки «Поиск» запрашивать дополнительную информацию об интересующем объекте по его фотографии. Приложение загрузит на ваше устройство сведения о ценах, схемах проезда и прохода, историю места и прочие данные. Кроме того, оно еще и переведет для вас сфотографированную вывеску на иностранном языке.
В каждом крупном городе обычно имеется богатый выбор объектов культурно-исторического наследия, достопримечательностей и просто интересных мест, включая памятники и музеи, художественные галереи и выставки, архитектурные ансамбли и заповедники местного зодчества. Увы, относительно немногие даже из числа местных жителей в полной мере знакомы со всеми этими чудесами и артефактами. В музеях часто выставляется великое множество экспонатов в ущерб их описанию (при этом 95 % музейных фондов, а то и больше, все равно пылятся в запасниках). А ведь все эти предметы искусства и памятники истории можно было бы вернуть к жизни, прибегнув к технологии ДР: заставив портреты исторических деятелей рассказывать нам об их жизни и делах, а статуи – об их ваятелях. Даже скелеты динозавров и прочих доисторических животных могли бы оживать и развлекать посетителей палеонтологических музеев – от мала до велика, – и одновременно просвещать их.
В умных городах технологии ДР можно будет использовать и для просвещения граждан, и для сохранения живых культурных корней и традиций. От города для этого потребуется поддержка подобных усилий – например, посредством формирования партнерств с участием культурно-образовательных центров и производителей обучающих и познавательных видеоигр, использующих технологии виртуальной и дополненной реальности, информационные технологии и т. п., а также такое городское достояние, как музеи, художественные экспозиции под открытым небом, памятники и дворцы, культурные центры и места массового посещения. Цель всего этого – не только выработка профессиональных навыков и содействие внедрению инноваций, но также и претворение в жизнь концепции умного города. Возникновение устройств, поддерживающих по-настоящему синтетическую реальность, подобных интерактивным шлемам Meta или Magic Leap, определенно поможет умным городам в полной мере творчески распорядиться возможностями, которые открываются благодаря технологиям ДР.
Рисунок 11.7. National Geographic и торговый комплекс Seef Mall в Дубае решили погрузить покупателей в мир синтетической реальности (источник: National Geographic)
Беспилотники для умных городов
Будучи изначально разработанными для военных нужд, беспилотные летательные аппараты (БПЛА) с недавних пор все активнее используются в мирных целях. До 2014 года БПЛА выполняли почти исключительно военные задачи: занимались воздушной разведкой, доставкой боеприпасов к цели и скрытной перевозкой грузов. Федеральное управление гражданской авиации США (FAA) к тому времени выдало разрешения на использование беспилотников только десятку коммерческих компаний – и то лишь на проведение аэрофотосъемки на строго ограниченных участках. Ситуация кардинально изменилась в 2015 году, когда только за первое полугодие FAA выписало более 500 разрешений на использование БПЛА для инспекции сельхозугодий, охраны гражданских объектов, проверки состояния железнодорожных путей и трубопроводов и т. п.
Резко возросший спрос на БПЛА быстро привел и к росту предложения, и сегодня на рынке беспилотников сотнями плодятся начинающие компании, разрабатывающие и предлагающие доступные по цене альтернативы крайне дорогим БПЛА военного назначения, выпускавшимся аэрокосмическими корпорациями по госзаказу. Параллельно информационно-технологические стартапы занимаются разработкой передовых электронных систем управления, анализа и отображения данных для БПЛА, включая программное обеспечение с элементами искусственного интеллекта, позволяющее, помимо прочего, согласованно контролировать поведение множества дронов, находящихся в воздухе одновременно.
Международная ассоциация беспилотных транспортных систем полагает, что в ближайшие годы дроны получат в США, Европе и Азии повсеместное распространение, а основными их задачами станут мониторинг состояния полей и урожая, метеорологические наблюдения, геологоразведка, охрана государственных границ и полицейское патрулирование. В недавно опубликованном «Словаре дронов/БПЛА» перечислено целых 300 областей применения таких аппаратов.
Однако для устройства умного города первоочередной интерес представляют беспилотники нескольких определенных типов. Ниже перечислены их классы – не в качестве рекомендаций, а просто как примеры соотношения размера/функциональности, оптимальных для различных нужд умного города:
● Легкие электрические квадрокоптеры, такие как DJI Phantom 3, для патрулирования улиц, аэрофотосъемки и инспектирования инфраструктуры.
● Легкие электрические БПЛА наподобие Aeronavics SkyJib или Quadrocopter CineStar, грузоподъемность которых позволяет брать на борт профессиональные камеры для кино- и телесъемки (стоимость – в пределах 10 000 долларов за штуку).
● Беспилотные системы «средней весовой категории» для более обширного и детального обследования ситуации на местности, такие как Honeywell THawk, который какое-то время находился на вооружении армии и флота США и использовался для обезвреживания неразорвавшихся боеприпасов и воздушной разведки в «горячих точках»; в частности, именно при помощи THawk велся мониторинг событий на японской АЭС «Фукусима» после аварии 2011 года, вызванной землетрясением и цунами.
● Гибридные БПЛА, подобные российскому беспилотнику на воздушной подушке «Чирок», которые будут очень полезны, например, при спасательных операциях на воде в прибрежных городах; «Чирок» способен подниматься на высоту до 6000 м с полезной нагрузкой до 300 кг, что позволит с его помощью эвакуировать трех-четырех человек из зоны бедствия, а также доставлять достаточно крупное оборудование в морские и речные акватории или в равнинные местности, пригодные для горизонтальной посадки.
● Беспилотные системы средних размеров, с грузоподъемностью от 50 кг класса австрийского беспилотного вертолета Schiebel Camcopter S-100; первоначально разработаны специально для нужд силовиков и охраны; компактны (высота – 1,1 м); продолжительность полета в автономном режиме – до шести часов; дальность – 200 км; БПЛА подобного класса способен доставить срочный груз (например, медикаменты) или почту через весь город; система может летать как самостоятельно, так и в режиме дистанционного управления; камеры дневного и ночного видения обеспечивают полный панорамный обзор. В главе 4 подобный БПЛА упоминался в качестве примера летающей машины скорой помощи, способной доставить к месту ЧП дефибриллятор и комплект для оказания первой помощи пострадавшим.
Рисунок 11.8. Профессиональная телекамера с дистанционным управлением на вертолетном шасси Schiebel Camcopter S-100 (источник: Schiebel Corp.)
Сочетание в арсенале городских властей хотя бы двух-трех из вышеописанных классов БПЛА позволило бы умному городу:
● организовать доставку особо ценных или срочных грузов в пределах городской черты, независимо от дорожно-транспортной ситуации;
● проводить поисково-спасательные операции на суше и на море;
● обследовать техническое состояние жизненно важных элементов инфраструктуры, таких как нефте- и газопроводы;
● проводить круглосуточное патрулирование всего города правоохранителями;
● быстро доставлять необходимое оборудование спасателям, медикам и иным службам быстрого реагирования в условиях чрезвычайных ситуаций.
Центры по контролю и профилактике заболеваний США совместно с Microsoft Research запустили проект по сбору при помощи дронов переносящих инфекции комаров для проведения генетических исследований и выделения патогенов. В Белом доме полагают, что «такой подход потенциально способен послужить делу создания системы раннего предупреждения вспышек трансмиссивных болезней и помочь органам управления здравоохранением в прогнозировании влияния климатических изменений на здоровье населения». Совсем недавно нашлось и еще одно весьма полезное применение БПЛА – предсказание лесных и степных пожаров. Можно не сомневаться, что умные города будущего найдут еще множество полезных применений для беспилотников, которые будут не только верой и правдой служить горожанам, но и помогут созданию новых, перспективных моделей бизнеса и предпринимательства.
Хватит ли ИИ «ума» за чертой умного города?
Концепция умных городов основана на использовании современных информационных технологий и коммуникаций для всестороннего повышения уровней охраны здоровья, безопасности, образованности и занятости населения, создания дополнительных возможностей для отдыха и устойчивого укрепления благополучия горожан, причем при их активном участии. Новые технологии, такие как сети интеллектуальных датчиков, понятные без слов графические образы, смартфоны с экранами высокого разрешения, системы дополненной реальности, роботизированные БПЛА, интернет вещей, – все они предлагают новые каналы для совместного решения проблем и выработки взаимовыгодных комплексных мер. Научно-исследовательские центры, подобные Лаборатории городов при Массачусетском технологическом институте, являют собой примеры неисчерпаемых источников инноваций, а передовые города, такие как Амстердам, Копенгаген и Барселона, прокладывают новые пути к решению вопросов эффективного развития умных городов и предлагают всем учиться на их уроках и заимствовать оправдавшие себя практические решения.
Для преобразования мегаполисов в умные города будущего потребуется объединить новейшие инженерные достижения с ключевыми разработками в области цифровых технологий с помощью межмашинных коммуникаций и систем анализа данных в режиме реального времени. Но умные города не могут не опираться на должным образом выстроенную инфраструктуру волоконно-оптической и широкополосной беспроводной связи. Именно технологии высокоскоростной передачи данных позволяют развиваться умным городским сообществам, поддерживать связь между умными домами и транспортными системами, подключаться к системам мониторинга состояния нашего здоровья и электронным правительствам, проходить учебу онлайн, пользоваться благами умных энергосетей и т. д. В центре всего этого будет лежать самоуправляемая инфраструктура, гибко откликающаяся на наши потребности. Автоматизированным дронам, беспилотным машинам и роботам экстренных служб потребуются сети сенсорных датчиков, обеспечивающие контур обратной связи для правильной работы алгоритмов искусственного интеллекта, распоряжающихся этими ресурсами.
Искусственный разум послужит не только основой умных городов – он будет необходим еще и для обработки данных, поступающих со всевозможных датчиков в центры управления такими городами. Любое человеческое вмешательство в их работу будет только тормозить процесс принятия и реализации единственно верного решения. Вовлечение искусственного разума в управление городом не за горами – ждать осталось лет 20, не более. А уже через 20–30 лет мы станем свидетелями передачи в надежные руки искусственного интеллекта – естественно, запрограммированного на безусловное соблюдение действующих законов, – таких функций, как распределение ресурсов, формирование бюджета и принятие оптимальных решений на основе алгоритмов, за которые проголосовали граждане, без вмешательства «народных избранников». Ручной подсчет голосов, само собой, уйдет в прошлое, поскольку само голосование на выборах будут проводиться посредством персональных мобильных устройств, строго закрепленных за голосующими, что исключит малейшую возможность подтасовки. Но и это еще только начало.
В 50-летней перспективе, вполне возможно, партийная система исчезнет из мира политики, и все основные функции местного и государственного управления будут делегированы алгоритмам. Ведь выборная власть как таковая на сегодняшний день представляется в этом отношении весьма неэффективной. Только на федеральном уровне в тех же США, например, миллиарды долларов расходуются, по сути, на рекламу, проводятся сборы пожертвований, тысячи часов эфирного времени уходят на дебаты, анализ программ, представление позиций и т. п. Рано или поздно человечество поймет, что такая растрата средств на процедуру избрания формальных лидеров – вещь столь же неэффективная, как, скажем, автомобиль с двигателем внутреннего сгорания или поезд, управляемый машинистом вместо компьютера. Государственное управление – одна из областей, которые пока не затронуты подобного рода нововведениями, но и тут искусственный интеллект – наш главный помощник.
Увы, умные города сегодня скорее исключение, чем правило. Ежегодно миллионы людей страдают и умирают от таких негативных последствий жизни в перенаселенных мегаполисах, как загрязнение воды и воздуха, массовая коррупция, дорожно-транспортные происшествия, истощение природных ресурсов, убогое здравоохранение и беззащитность перед лицом учащающихся природных и техногенных катастроф. Умные города способны предложить людям альтернативную, лучшую и более безопасную реальность; а значит, они нужны – и срочно – не только для более полной физической и интеллектуальной самореализации человека, но и для поддержания жизнеспособности нашей планеты.
