¿Sabías que el tráfico en el centro de Londres se mueve a la misma velocidad que los carros de caballos hace un siglo? ¿O que en Los Ángeles hay más coches que personas?
¿Cómo podría una ciudad que se mueve lentamente o que está llena de coches convertirse en inteligente?
Las ciudades inteligentes utilizan soluciones inteligentes para mejorar la infraestructura y el bienestar de sus ciudadanos. Puede estar compuesto por un sistema de sensores, cámaras de vídeo, redes y aplicaciones que recogen datos clave como la congestión del tráfico, los niveles de CO2, fugas de agua y comportamientos anormales. Luego convierten todos estos datos en valiosos conocimientos o incluso predicciones que pueden ayudar a detectar anomalías o ayudar a mejorar la vida de las personas.
Es el año 2020. ¿Qué tan inteligente es tu ciudad?
Los mayores desafíos a los que se enfrentan nuestras ciudades hoy en día son cada vez más evidentes.
- Estamos generando más residuos de los que podemos manejar.
- La congestión, la seguridad vial y la contaminación están limitando nuestra movilidad.
- Resolver los casos penales y encontrar a los delincuentes es cada vez más difícil.
- Estamos agotando nuestro precioso y finito recurso de agua potable limpia.
La construcción de una mayor y más amplia infraestructura no ayudará necesariamente a resolver estos problemas. Los gobiernos tienen que buscar formas alternativas, como el aprovechamiento de alguna innovación.
Una ciudad inteligente puede ser apoyada por un conjunto de sensores IoT y gateways IoT que alimentan de información a un centro de procesamiento de datos que puede ser distribuido a través de los centros de datos y la nube. El servidor entonces agrega y estructura los datos, y ejecuta diferentes tipos de algoritmos de IA sobre ellos. Estos dispositivos IoT independientes conectados a Internet pueden ser desplegados en una ciudad. Pueden recoger toneladas de datos de calidad con bajo consumo de energía y enviar todos estos datos de forma inalámbrica a una estación cercana que los envía a la nube o al servidor.
¡Cuatro sistemas IoT que las ciudades deben tener ahora!
Gestión de residuos
De acuerdo con un artículo del New York Times, la ciudad de Nueva York genera unas 12,000 toneladas de basura cada día. Y se cree que la ciudad recicla alrededor del 30% de esa basura, mientras que el resto termina siendo incinerado o arrojado en un vertedero.
¿Cómo podría una ciudad manejar 12,000 toneladas de basura diaria de manera más eficiente?
La primera estrategia para manejar tan grandes cantidades de residuos en las grandes ciudades es haciendo que la gente sea consciente de sus residuos. Una ciudad más pequeña pero más inteligente que tomó este enfoque fue la ciudad de Taipei, la capital de Taiwán.
El Departamento de Protección Ambiental de la ciudad de Taipei lanzó un programa de separación y reciclaje de residuos extremos. También instalaron máquinas iTrash, alrededor de la ciudad, que son un recolector inteligente de 24 horas que cobra por la basura doméstica y paga por el reciclaje. Esta máquina ha sido un éxito, porque atrajo a cientos de usuarios en los primeros días, recogiendo casi 2,000 kilogramos de basura y reciclando alrededor de 20,000 botellas y 8,000 latas.
Por ahora, Taipei está usando voluntarios y oficiales para ayudar a la gente a clasificar sus materiales reciclables correctamente. Pero otras ciudades inteligentes están tomando un enfoque diferente. Un ejemplo es una empresa polaca llamada Bin-e, que tiene como objetivo mejorar las tasas de reciclaje con un contenedor IoT inteligente. Este dispositivo utiliza sensores, reconocimiento de imágenes e inteligencia artificial para clasificar la basura e informar cuando los contenedores están llenos para asegurarse de que se vacían a tiempo.
Cuando se trata de la recogida de residuos, los camiones de basura pueden ser potenciados con sistemas IoT también. Ecube Labs de Corea del Sur desarrolló una solución en la que el contenedor se comunica con el camión recolector de basura. Si el cubo de basura está lleno, el camión lo recogerá, si está medio vacío, continuará.
Vigilancia de la ciudad
La videovigilancia en las ciudades no ha sido del todo bien recibida debido a la posible violación de los derechos de privacidad de los ciudadanos. Pero la gente ha descubierto que puede ser realmente beneficioso para la seguridad y la mejora de la ciudad si se utiliza correctamente. La vigilancia en toda la ciudad puede ser útil para identificar bloqueos de carreteras, actividad criminal u otro comportamiento anormal. Países como China, India y Rusia, ya están construyendo sistemas de vigilancia a gran escala en sus ciudades clave.
Pero con múltiples transmisiones de video de vigilancia en toda la ciudad que llegan al mismo tiempo a un solo centro de monitoreo, identificar algo relevante en la pantalla, puede ser como encontrar una aguja en un pajar. Y cuanto más grande es la ciudad, más ojos humanos se necesitan para sentarse detrás de las pantallas.
Una ciudad inteligente puede aprovechar los sistemas IoT, la computación de borde, las redes de alta velocidad y los algoritmos inteligentes de videoanálisis para ser plenamente consciente de la mayoría de las situaciones en tiempo real.
Primero, una red de cámaras de video conectadas a IoT puede enviar mucho video crudo de alta calidad a través de una red de alta velocidad como la 5G. Todo el preprocesamiento y almacenamiento de estos datos puede ser realizado por computadoras de borde que también pueden ejecutar análisis de visión computarizada. Todos los datos estructurados y preseleccionados pueden ahora ser subidos a un centro de monitoreo para análisis humano.
El análisis de video puede detectar anomalías como:
- Frecuentes vehículos que van en sentido contrario.
- Vehículos a alta velocidad alrededor de los peatones.
- Multitudes de personas corriendo.
- Criminales a través del reconocimiento facial.
Sistemas de Transporte Inteligente (ITS)
Estocolmo, Suecia, se llevó el premio principal de 2019 en los premios Global Smart City. La ciudad se centró en mejorar muchos aspectos entre ellos, su movilidad inteligente. Estocolmo promovió la movilidad sostenible produciendo y probando nuevos biocombustibles, transportes públicos electrificados, geocercas y promoviendo el transporte compartido a través de aplicaciones.
Sistemas de Transporte Inteligente (ITS) como el de Estocolmo mejora la movilidad al abordar de manera inteligente los tres desafíos principales: la congestión, la seguridad vial y la contaminación.
Para empezar a diseñar un sistema de este tipo, es importante recopilar datos sobre cómo funciona el transporte y el tráfico. Esto puede lograrse con sensores IoT que se despliegan en las intersecciones para contar los coches que pasan u otros parámetros. Estos sensores conectados a Internet pueden enviar todos los datos a una computadora de borde donde los datos son preprocesados localmente. Todos estos “datos estructurados” pueden ahora ser enviados a una computadora central, donde algoritmos inteligentes de ML pueden hacer algunas predicciones o conocimientos para ayudar a los arquitectos urbanos a diseñar mejores sistemas de carreteras.
El ITS también puede mejorar el transporte público con el uso de Sistemas de Información al Viajero (TIS), Contador Automático de Pasajeros (APC), Seguridad de Video Inteligente, Pago Electrónico de Tarifas (EFP), Despacho Asistido por Computadora (CAD), y sistemas de localización GPS.
Y por supuesto, los coches son a menudo la opción número uno entre los ciudadanos cuando se trata de la movilidad.
Para mejorar los sistemas de transporte dentro de las ciudades inteligentes, los coches tendrán que ser conscientes de sus alrededores. Un ejemplo de esto en la vida real son los autos autónomos que usan algoritmos de visión computarizada basados en inteligencia artificial. Estos coches pueden ser conscientes de la autopista, de otros coches, e incluso pueden leer las señales de tráfico. También podrán comunicarse con los semáforos y otros sistemas de gestión de tráfico (TMS).
Los sistemas de estacionamiento basados en IoT también pueden ser parte de un ITS. Los sistemas de estacionamiento inteligentes pueden ahorrarle a la gente toneladas de tiempo y también aliviar el tráfico pesado. Los datos recogidos de los sensores IoT colocados en el espacio de estacionamiento pueden ser enviados a una solución basada en la nube y luego dejar que las aplicaciones usen esos datos. Un conductor puede usar una aplicación de estacionamiento desde un teléfono inteligente o un dispositivo CarPlay, que apuntará hacia el espacio de estacionamiento libre.
Tratamiento del agua
Las ciudades son a menudo ineficientes en la forma en que tratan y transportan su agua. La mayoría de las veces la infraestructura pierde la valiosa agua corriente y las tuberías de suministro de agua potable suelen estar deterioradas y viejas.
Uno de los ejemplos de esta mala gestión del agua es el caso de Flint, Michigan. Las medidas de reducción de costos dieron paso a una crisis por agua potable contaminada. El agua de Flint, previamente analizada por la EPA y Virginia Tech indicó niveles de riesgo altos de plomo y toxinas en el agua de los residentes.
En otros casos, no es la contaminación sino la escasez de agua. El caso que conmocionó al mundo es la extrema sequía que empujó a Ciudad del Cabo, Sudáfrica, a una de las peores crisis de agua de la historia. Por supuesto, la falta de lluvias es algo que no puede ser controlado por los humanos o la tecnología. Pero la ciudad de Ciudad del Cabo podría haber tomado una diversificación más eficaz de la gestión del agua, en lugar de depender completamente de las precipitaciones.
Este tipo de problemas puede evitarse con una gestión adecuada y algo de tecnología. Toda la infraestructura de agua puede ser monitoreada usando dispositivos IoT de detección. Estos dispositivos, a veces ubicados en entornos difíciles, pueden medir, recopilar y enviar datos a un centro de datos o a un servicio de la nube.
Los funcionarios encargados de la gestión del agua pueden entonces utilizar algoritmos inteligentes de aprendizaje de máquinas para predecir las tendencias o aprender valiosos conocimientos.
Barcelona, España, es un buen ejemplo de una ciudad inteligente que utiliza el agua correctamente. La ciudad está usando sistemas de sensores IoT para gestionar el agua en fuentes y sistemas de irrigación a través de parques y barrios de la ciudad. El sistema inteligente puede recopilar datos de predicción de temperatura, humedad y precipitaciones y obtener conocimientos. La ciudad puede ahora ahorrar más del 25% de agua porque el riego se realiza sólo cuando es necesario.
Palabras finales
Una ciudad inteligente no se trata sólo de tecnología de punta. Comienza con sus ciudadanos.
Los ciudadanos necesitan adoptar una nueva forma de pensar y nuevos estilos de vida. El gobierno correcto en una ciudad es también crítico para convertirse en inteligente. El gobierno puede ayudar a promover cosas como el ciclismo, el ahorro de agua, el reciclaje, etc.
Y, por supuesto, la tecnología adecuada ya está aquí para convertirse en inteligente a gran escala. Sensores IoT y cámaras para recoger información de cualquier lugar de la ciudad, computación de borde y 5G para un rápido procesamiento, y análisis de datos IA/ML para el descubrimiento y las predicciones.
