Una città può essere considerata composta da due dimensioni: la dimensione fisica, che incorpora la sua geografia e infrastruttura, e la dimensione sociale, che incorpora i suoi cittadini e la sua cultura. Questo è stato il modo delle città da quando ci sono state persone che le chiamavano casa. Tuttavia, mentre ci addentriamo nel secondo quarto del 21° secolo, c'è il riconoscimento globale di una terza dimensione: la dimensione digitale.
Molte attività che costituiscono il tessuto di una città (pianificazione urbana, transazioni finanziarie, scambi sociali, aggiornamenti in tempo reale sui trasporti e altro) ora avvengono nel mondo digitale. Quindi non dovrebbe sorprendere che ora ci sia un movimento globale per armonizzare e democratizzare questi eventi virtuali creando piattaforme digitali interoperabili in cui i decisori e gli altri stakeholder possono monitorare, simulare, prevedere e pianificare lo stato presente e futuro della loro città. Queste piattaforme sono diventate note come Urban Digital Twins e forniscono un'interfaccia critica e uno strumento organizzativo per le tecnologie delle città intelligenti.
Ma prima di arrivare ai gemelli digitali "urbani", discutiamo brevemente da dove nasce il concetto di "gemello digitale". Sappiamo tutti che la progettazione di un prodotto, che si tratti di un motore a reazione o di una scarpa sportiva, avviene in un ambiente digitale. Ma più che essere semplicemente uno schizzo 3D di un oggetto, i prodotti sono anche modellati in ambienti 3D che consentono al progettista di testare come si comporterà il prodotto in condizioni simulate del mondo reale. Con gli enormi balzi in avanti nella potenza di elaborazione e nella larghezza di banda visti nel decennio precedente, abbiamo ora ampliato il concetto di "gemelli digitali" fino al livello della città. In effetti, i gemelli digitali urbani stanno già trasformando il modo in cui le città vengono pianificate, costruite e gestite. Esempi funzionanti ora compaiono in città in tutto il mondo, tra cui Helsinki, Dublino, Singapore, Sydney, Wellington e altre ancora.
Gemelli digitali su scala urbana
I gemelli digitali urbani includono modelli 3D statici point-in-time di oggetti fisici di una città insieme a modelli predittivi dinamici del loro comportamento che sono guidati da input in tempo reale da sensori in tutta la città. Tali sensori e modelli rappresentano nella "dimensione digitale" i cambiamenti nella "dimensione fisica" della città, come i livelli dell'acqua dei suoi fiumi, la velocità del vento, quanto sono pieni i suoi bidoni della spazzatura o le posizioni dei trasporti in tempo reale, così come la "dimensione sociale" della città, come quanto è affollata una carrozza ferroviaria, che tipo di attività ospita un edificio o quali importanti eventi culturali si stanno svolgendo. Più di un semplice strumento per i gestori delle città, i gemelli digitali urbani ben progettati comprenderanno molti sistemi diversi che insieme formano un ecosistema di dati diversificato, interoperabile, accessibile, inclusivo e sicuro all'interno del quale molti diversi attori possono ottenere informazioni che migliorano le decisioni.
Tuttavia, i gemelli digitali urbani non sono un "problema risolto". Insieme a maggiori investimenti in ricerca e sviluppo, la visione richiede metodologie e standard concordati, nuovi impegni per la condivisione dei dati, la privacy e l'etica, normative lungimiranti e lo sviluppo di una solida comunità globale che sia tanto devota al commercio quanto alla tecnologia.
I poteri della posizione: vertice virtuale degli Urban Digital Twins
Questi sono stati alcuni dei temi affrontati al summit virtuale Location Powers: Urban Digital Twins, tenutosi dal 12 al 14 gennaio 2021. Il summit ha riunito esperti del settore, della ricerca e del governo provenienti da tutto il mondo per una discussione interattiva che ha valutato lo "stato dell'arte" attuale e prodotto raccomandazioni per la futura ricerca tecnologica, l'innovazione e lo sviluppo di standard a supporto dei gemelli digitali urbani che aderiscano ai principi dei dati FAIR di reperibilità, accessibilità, interoperabilità e riutilizzabilità.
Tenutosi sia in fusi orari orientali che occidentali, relatori e partecipanti provenivano da diversi campi di competenza, tra cui: geografia urbana; pianificazione; governance; ingegneria civile; BIM; geospaziale; progettazione, modellazione e funzionamento di infrastrutture fisiche; scienza dei dati; apprendimento automatico e intelligenza artificiale; cloud/edge/fog computing; e altro ancora. I relatori hanno presentato progetti esistenti, esperienze, best practice e promettenti ricerche sui gemelli digitali urbani, tra cui applicazioni nei trasporti, servizi di pubblica utilità, energia, salute e altro ancora.
Per concretizzare la promessa dei gemelli digitali urbani, i partecipanti al summit hanno convenuto che governi, ricercatori e industria devono collaborare su tre priorità generali che costituiranno la base per il successo dei gemelli digitali urbani: ricerca e sviluppo; sviluppo di standard; e coinvolgimento della comunità.
| Ricerca & Sviluppo | I partecipanti hanno identificato diverse aree chiave che richiedono ricerca e sviluppo per aiutare i pianificatori e i professionisti a massimizzare il potenziale dei gemelli digitali urbani e rimuovere le barriere che attualmente ostacolano l'adozione e l'esecuzione. Tali aree includono: coltivazione di livelli di base dei gemelli digitali, inclusi quelli per modelli sotterranei e indoor; best practice per rendere i modelli dinamici e attuali, inclusa la semplificazione dell'integrazione di dati disparati da fonti eterogenee, come i sensori; co-creazione per coordinare la pianificazione utilizzando più gemelli digitali urbani; sviluppo di gemelli digitali per casi d'uso sociali, come mobilità, sanità pubblica e giustizia; collegamenti di modelli di dati; e condivisione dei dati con un occhio di riguardo per sicurezza e privacy. Le raccomandazioni e i risultati del Location Powers Summit saranno ora inseriti in Programma di innovazione dell'OGC, dove i membri dell'OGC si riuniscono per risolvere proprio questi tipi di sfide geospaziali tramite un processo agile e collaborativo. In effetti, l'Innovation Program ha maturato concetti tecnologici rilevanti, come città intelligenti, piattaforme urbane e approcci di sistema di sistemi, attraverso precedenti Testbed, Pilot e Iniziative, tra cui CAFFÈ ESPRESSO, Progetto pilota dell'architettura di riferimento per l'interoperabilità delle città intelligenti (SCIRA), The Piattaforma IoT 3D per il pilota delle città intelligentiE altro ancora. |
| Sviluppo degli standard | Da un punto di vista tecnico, gli standard aperti svolgono un ruolo fondamentale nei gemelli digitali urbani non solo per migliorare l'accessibilità e la funzionalità, ma anche per ridurre i costi e aumentare il valore. Inoltre, come qualsiasi concetto digitale, sono richiesti degli standard prima che i gemelli digitali urbani possano maturare. Il valore degli standard aperti per il governo, l'industria, il mondo accademico e la società in generale è un messaggio in cui OGC ha creduto fermamente e che ha promosso per i suoi oltre 25 anni di esistenza. In quanto tale, OGC offre una serie di standard aperti di utilizzo e beneficio per i gemelli digitali urbani: tra cui CityGML, IndoorGML, SensorThings, 3DTiles, i3S e il nostro nuovo basato su OpenAPI Standard API OGCTuttavia, è ancora presto per i gemelli digitali urbani e l'OGC sta lavorando attivamente per gettare le basi che consentiranno alla tecnologia di maturare. Due aree identificate dai partecipanti al summit come richiedenti ulteriore sviluppo o miglioramento degli standard sono gli standard per il collegamento dei modelli di dati e per l'acquisizione e la condivisione di set di dati specializzati come per energia, acqua, infrastrutture sotterranee e mobilità. Le conoscenze acquisite dalle discussioni tenutesi al Location Powers Summit confluiranno ora nel Processo di sviluppo degli standard OGC con l'obiettivo di migliorare gli standard di dati esistenti basati sul consenso o di svilupparne di nuovi. |
| Il coinvolgimento della comunità | I gemelli digitali urbani di successo richiedono una collaborazione continua tra più livelli di governo, il settore privato, i servizi pubblici, i proprietari di edifici, i gruppi della comunità, i cittadini e altro ancora. Proprio come gli standard, i gemelli digitali urbani funzioneranno solo se saranno progettati per accogliere punti di vista e casi d'uso diversi, e spesso imprevisti. Catturare e promuovere le best practice (così come le lezioni apprese) da tutto il mondo può aiutare a semplificare la creazione di gemelli digitali urbani, promuovendo al contempo nuovi casi d'uso che altrimenti potrebbero non essere ritenuti possibili. Alcuni esempi presentati durante il Location Powers Summit includevano: fornire "progetti" e best practice che possono aiutare a scalare i gemelli digitali urbani dal prototipo alla realtà; distribuire gemelli digitali energetici per assistere con gli obiettivi di neutralità carbonica delle città; utilizzare la visualizzazione e la gamification per generare interesse e domanda per i gemelli digitali urbani; e creare programmi di formazione e istruzione per sviluppare una forza lavoro di nuova generazione che sia fluente nella creazione e distribuzione di gemelli digitali urbani. La comunità OGC dispone già di meccanismi per questo tipo di condivisione delle conoscenze, poiché abbiamo orgogliosamente coltivato un "terreno neutrale" in cui diversi punti di vista e prospettive provenienti dall'industria, dal governo e dal mondo accademico possono condividere conoscenze ed esperienze e contribuire a costruire gli standard aperti e basati sul consenso per cui OGC è famoso. |
OGC, in quanto punto di riferimento per tutto ciò che riguarda la geolocalizzazione, si trova in una posizione unica per riunire esperti provenienti dai diversi settori applicativi tecnologici che costituiranno gli ecosistemi di dati del gemello digitale urbano. Dai fornitori di servizi cloud agli ingegneri del software, dai creatori di modelli predittivi ai produttori di sensori, fino agli utenti e ai responsabili delle decisioni, la comunità OGC può collaborare per creare e sperimentare standard aperti e basati sul consenso, best practice, architetture di riferimento e altro ancora, fornendo al contempo i forum necessari affinché i diversi stakeholder possano incontrarsi e fornire input e prospettive.
La promessa dei gemelli digitali urbani si allinea perfettamente con la visione di OGC di costruire il futuro della geolocalizzazione attraverso la comunità e la tecnologia, per il bene della società, e con la nostra missione di rendere le informazioni di geolocalizzazione reperibili, accessibili, interoperabili e riutilizzabili (FAIR). Venite a conoscerci, unitevi alla nostra comunità e contribuite a creare le basi per i gemelli digitali urbani che aiuteranno l'umanità a vivere in città più sicure, sostenibili, resilienti e attente alle esigenze dei loro abitanti.
