Se puede decir que una ciudad está formada por dos dimensiones: la dimensión física, que incluye su geografía e infraestructura, y la dimensión social, que incluye a sus ciudadanos y su cultura. Así han sido las ciudades desde que existen personas que las consideran su hogar. Sin embargo, a medida que nos adentramos en el segundo cuarto del siglo XXI, existe un reconocimiento global de una tercera dimensión: la dimensión digital.
Muchas de las actividades que constituyen el tejido de una ciudad (planificación urbana, transacciones financieras, intercambios sociales, actualizaciones de tránsito en tiempo real, etc.) ocurren ahora en el mundo digital. Por eso no debería sorprender que exista un movimiento global para armonizar y democratizar estos acontecimientos virtuales mediante la creación de plataformas digitales interoperables donde los tomadores de decisiones y otras partes interesadas puedan monitorear, simular, predecir y planificar el estado presente y futuro de su ciudad. Estas plataformas se conocen como gemelos digitales urbanos y brindan una interfaz y una herramienta organizativa fundamentales para las tecnologías de ciudades inteligentes.
Pero antes de hablar de los gemelos digitales “urbanos”, analicemos brevemente el origen del concepto de “gemelo digital”. Todos sabemos que el diseño de un producto (ya sea un motor a reacción o una zapatilla deportiva) se lleva a cabo en un entorno digital. Pero los productos no son solo un boceto en 3D de un objeto, sino que también se modelan en entornos 3D que permiten al diseñador probar cómo se comportará el producto en condiciones simuladas del mundo real. Con los enormes avances en potencia de procesamiento y ancho de banda que se han producido en la última década, ahora hemos ampliado el concepto de “gemelos digitales” al nivel de las ciudades. De hecho, los gemelos digitales urbanos ya están transformando la forma en que se planifican, construyen y gestionan las ciudades. Ya existen ejemplos prácticos en ciudades de todo el mundo, como Helsinki, Dublín, Singapur, Sídney, Wellington y otras.
Gemelos digitales a escala urbana
Los gemelos digitales urbanos incluyen modelos 3D estáticos de los objetos físicos de una ciudad en un momento determinado, junto con modelos predictivos dinámicos de su comportamiento, impulsados por datos en tiempo real de sensores de toda la ciudad. Estos sensores y modelos representan en la "dimensión digital" los cambios en la "dimensión física" de la ciudad (como los niveles de agua de sus ríos, la velocidad del viento, el nivel de llenado de sus contenedores de basura o las posiciones del transporte público en tiempo real), así como la "dimensión social" de la ciudad (como el nivel de aglomeración de un vagón de tren, el tipo de negocio que alberga un edificio o los principales eventos culturales que se están celebrando). Más que una simple herramienta para los administradores de la ciudad, los gemelos digitales urbanos bien diseñados comprenderán muchos sistemas diferentes que juntos forman un ecosistema de datos diverso, interoperable, accesible, inclusivo y seguro dentro del cual muchos actores diferentes pueden obtener información que mejore las decisiones.
Sin embargo, los gemelos digitales urbanos no son un “problema resuelto”. Además de una mayor inversión en investigación y desarrollo, la visión exige metodologías y estándares consensuados, nuevos compromisos en materia de intercambio de datos, privacidad y ética, regulaciones con visión de futuro y el desarrollo de una comunidad global sólida que se dedique tanto a la artesanía como a la tecnología.
La cumbre virtual Location Powers: Urban Digital Twins
Estos fueron algunos de los temas abordados en la cumbre virtual Location Powers: Urban Digital Twins, celebrada del 12 al 14 de enero de 2021. La cumbre reunió a expertos de la industria, la investigación y el gobierno de todo el mundo en un debate interactivo que evaluó el estado del arte actual y produjo recomendaciones para la investigación tecnológica futura, la innovación y el desarrollo de estándares en apoyo de los gemelos digitales urbanos que se adhieren a los principios de datos FAIR de facilidad de búsqueda, accesibilidad, interoperabilidad y reutilización.
Los oradores y participantes, que se celebraron en zonas horarias favorables tanto para el este como para el oeste, procedían de diversos campos de especialización, entre ellos: geografía urbana, planificación, gobernanza, ingeniería civil, BIM, geoespacial, diseño, modelado y operación de infraestructura física, ciencia de datos, aprendizaje automático e inteligencia artificial, computación en la nube, en el borde y en la niebla, entre otros. Los oradores expusieron proyectos existentes, experiencias, mejores prácticas e investigaciones prometedoras en torno a los gemelos digitales urbanos, incluidas aplicaciones en transporte, servicios públicos, energía, salud y más.
Para hacer realidad la promesa de los gemelos digitales urbanos, los participantes de la cumbre acordaron que los gobiernos, los investigadores y la industria deben colaborar en tres prioridades generales que proporcionarán una base para el éxito de los gemelos digitales urbanos: investigación y desarrollo; desarrollo de normas; y participación comunitaria.
| Investigación y Desarrollo | Los participantes identificaron varias áreas clave que requieren investigación y desarrollo para ayudar a los planificadores y profesionales a maximizar el potencial de los gemelos digitales urbanos, así como a eliminar las barreras que actualmente obstaculizan la adopción y la ejecución. Dichas áreas incluyen: el cultivo de capas base de gemelos digitales, incluidas las de modelos subterráneos y de interiores; las mejores prácticas para hacer que los modelos sean dinámicos y actuales, incluida la simplificación de la integración de datos dispares de fuentes heterogéneas, como sensores; la co-creación para coordinar la planificación utilizando múltiples gemelos digitales urbanos; el desarrollo de gemelos digitales para casos de uso social, como la movilidad, la salud pública y la justicia; los vínculos de modelos de datos; y el intercambio de datos teniendo en cuenta la seguridad y la privacidad. Las recomendaciones y los resultados de la Cumbre de Poderes de Ubicación ahora se incorporarán a la Programa de Innovación de OGC, donde los miembros de OGC se reúnen para resolver precisamente este tipo de desafíos geoespaciales a través de un proceso colaborativo y ágil. De hecho, el Programa de Innovación ha estado madurando conceptos tecnológicos relevantes, como ciudades inteligentes, plataformas urbanas y enfoques de sistema de sistemas, a través de bancos de pruebas, pilotos e iniciativas anteriores, incluidos ESPRESSO, Proyecto piloto de arquitectura de referencia de interoperabilidad de ciudades inteligentes (SCIRA), La Plataforma IoT 3D para ciudades inteligentes, y más. |
| Desarrollo de estándares | Desde un punto de vista técnico, los estándares abiertos desempeñan un papel fundamental en los gemelos digitales urbanos, no solo para mejorar la accesibilidad y la funcionalidad, sino también para reducir los costos y aumentar el valor. Además, como cualquier concepto digital, se requieren estándares antes de que los gemelos digitales urbanos puedan madurar. El valor de los estándares abiertos para el gobierno, la industria, la academia y la sociedad en general es un mensaje en el que OGC ha creído firmemente y promovido durante sus más de 25 años de existencia. Como tal, OGC ofrece un conjunto de estándares abiertos de uso y beneficio para los gemelos digitales urbanos: CityGML, IndoorGML, SensorThings, 3DTiles, i3S y nuestro nuevo sistema basado en OpenAPI Estándares API de OGCSin embargo, los gemelos digitales urbanos aún están en sus inicios y OGC está trabajando activamente para sentar las bases que permitirán que la tecnología madure. Dos áreas identificadas por los participantes de la cumbre como las que requieren un mayor desarrollo o mejora de los estándares son los estándares para vincular modelos de datos y para capturar y compartir conjuntos de datos especializados, como los de energía, agua, infraestructura subterránea y movilidad. El conocimiento adquirido en los debates celebrados en la Cumbre Location Powers ahora se incorporará a la Proceso de desarrollo de estándares OGC con el objetivo de mejorar los estándares de datos existentes o desarrollar nuevos estándares basados en el consenso. |
| Compromiso con la Comunidad | Para que los gemelos digitales urbanos tengan éxito es necesaria la colaboración constante entre los distintos niveles de gobierno, el sector privado, los servicios públicos, los propietarios de edificios, los grupos comunitarios, los ciudadanos y otros. Al igual que los estándares, los gemelos digitales urbanos solo funcionarán si están diseñados para dar cabida a puntos de vista y casos de uso diversos (y a menudo imprevistos). Captar y promover las mejores prácticas (así como las lecciones aprendidas) de todo el mundo puede ayudar a facilitar la creación de gemelos digitales urbanos y, al mismo tiempo, promover nuevos casos de uso que de otro modo no se sabrían si fueran posibles. Algunos ejemplos presentados durante la Cumbre Location Powers incluyeron: proporcionar "modelos" y mejores prácticas que puedan ayudar a escalar los gemelos digitales urbanos desde el prototipo hasta la realidad; implementar gemelos digitales energéticos para ayudar a las ciudades a alcanzar sus objetivos de neutralidad de carbono; usar la visualización y la gamificación para generar interés y demanda de gemelos digitales urbanos; y desarrollar programas de capacitación y educación para desarrollar una fuerza laboral de próxima generación que sea competente en la creación e implementación de gemelos digitales urbanos. La comunidad OGC ya cuenta con mecanismos para este tipo de intercambio de conocimientos, ya que hemos cultivado con orgullo un “terreno neutral” donde diferentes puntos de vista y perspectivas de la industria, el gobierno y la academia pueden compartir conocimientos y experiencias, y ayudar a construir los estándares abiertos y basados en el consenso por los que OGC es famoso. |
OGC, como el conector para todo lo relacionado con la ubicación, está en una posición única para reunir a expertos de las diferentes áreas de aplicación de tecnología que constituirán los ecosistemas de datos de gemelos digitales urbanos. Desde los proveedores de la nube hasta los ingenieros de software, los creadores de modelos predictivos, los creadores de sensores, los usuarios y los tomadores de decisiones, la comunidad OGC puede trabajar en conjunto para crear y poner a prueba estándares abiertos y basados en el consenso, mejores prácticas, arquitecturas de referencia y más, al tiempo que proporciona la foros necesarios para que las diferentes partes interesadas se reúnan y aporten sus aportes y perspectivas.
La promesa de los gemelos digitales urbanos se alinea bien con la visión de OGC de construir el futuro de la ubicación con la comunidad y la tecnología para el bien de la sociedad, y nuestra misión de hacer que la información de ubicación sea Encontrable, Accesible, Interoperable y Reutilizable (FAIR), de modo que Ven a conocernos y únete a nuestra comunidad. y ayudar a crear las bases para gemelos digitales urbanos que ayudarán a la humanidad a vivir en ciudades más seguras, más sostenibles, más resilientes y más receptivas a sus ocupantes.
