- Met geospatiale data kun je steden efficiënter laten functioneren
- Hiermee creëer je een 3D-versie van de hele planeet
- Digital twins: een gamechanger voor stadsplanning
- De samensmelting van fysieke en digitale infrastructuren
Nu de wereldbevolking in snel tempo blijft groeien staan steden voor grote uitdagingen. Zo moeten zij steeds met deze voortdurende groei mee kunnen schakelen. En naar verwachting zal dit probleem de komende jaren alleen maar erger worden. De Verenigde Naties voorspellen bijvoorbeeld dat maar liefst 70 procent van de wereldbevolking in 2050 in steden zal wonen — nu is dat nog 50 procent. Het feit dat stedelijke problemen als luchtvervuiling, verkeersproblematiek en sociaal-economische ongelijkheid de laatste jaren steeds meer verergeren, vertelt ons dat onze huidige steden gewoon niet zijn ontworpen om zoveel mensen te huisvesten. Om deze snelle bevolkingsgroei bij te kunnen benen, moeten we opnieuw nadenken over hoe we onze steden ontwerpen en managen. Daarbij is het ook van belang dat we meer aandacht besteden aan duurzaamheidskwesties die, naarmate de tijd verstrijkt, steeds kritieker zullen worden.
Een veelbelovende oplossing die stedenbouwkundigen hierbij zou kunnen helpen is digital twin-technologie. Digital twins zijn virtuele replica’s van fysieke systemen, processen en producten die kunnen worden gebruikt om real-world scenario’s te simuleren en te testen. In het geval van stadsplanning kunnen digital twins ingezet worden om een beter inzicht te krijgen in de uitdagingen waar steden en gemeenschappen mee te maken hebben. Door met digital twins realtime simulaties van beleidsscenario’s uit te voeren, kunnen stedenbouwkundigen potentiële problemen identificeren voordat deze zich daadwerkelijk voordoen en strategieën ontwikkelen om deze problemen te minimaliseren. Digital twins kunnen bovendien een belangrijke rol spelen bij het ontwerpen en managen van duurzame stedelijke infrastructuur. Door verschillende ontwerpen voor gebouwen, transportsystemen en energiesystemen te simuleren en te testen, kunnen planners identificeren wat de meest efficiënte en duurzame opties zijn om de ecologische voetafdruk van steden te verkleinen en hun energieverbruik terug te dringen, waardoor een duurzamere en meer leefbare stedelijke omgeving mogelijk wordt.
Met geospatiale data kun je steden efficiënter laten functioneren
De in Californië gevestigde startup Hayden AI heeft een digital twin-oplossing voor smart cities ontwikkeld met de naam GeminAI. De tool maakt gebruik van AI-aangedreven camera’s om allerlei soorten geospatiale gegevens vast te leggen. De camera’s zijn geïnstalleerd op openbare voertuigen als (school)bussen, straatvegers en handhavingsvoertuigen, en scannen hele wegsegmenten. Met deze beelden kunnen hele gebieden in een virtuele omgeving nagebootst worden. Daarnaast biedt deze data — die in overeenstemming met de wereldwijde privacyregelgeving verzameld wordt — belangrijke inzichten in infrastructuur, voorzieningen, voertuigen en voetgangers. Stedenbouwkundigen kunnen digital twins gebruiken om nieuwe ontwerpen eerst in een virtuele omgeving te simuleren en met mogelijke uitkomsten te experimenteren voordat de constructie van start gaat. Andere mogelijke toepassingen van deze technologie zijn onder andere het analyseren van de efficiëntie van OV-voertuigen, het voorspellen van onderhoudswerkzaamheden van openbare infrastructuur, het onderzoeken van verkeerspatronen van voetgangers, en het managen van het gebruik van stedelijke assets. Het platform kan daarnaast gebruikt worden om bijvoorbeeld busbaanovertredingen te visualiseren, wat op zijn beurt trends en patronen kan onthullen die in bepaalde gebieden aanwezig kunnen zijn. Het platform kan ook andere parameters registreren, zoals bussnelheden, reistijden en kooldioxide-emissies. Hiermee krijgen stedenbouwkundigen en vervoersbedrijven waardevolle realtime inzichten in de werking en prestaties van vervoersbussen en kunnen ze verkeersstromen zo optimaliseren dat deze de stad helpen verduurzamen.
Hiermee creëer je een 3D-versie van de hele planeet
De in de VS gevestigde leverancier van geospatiale oplossingen, Maxar Technologies, onthulde onlangs zijn “krachtige, geotypische 3D-weergave van de hele planeet”, Synth3D. Deze digital twin, die in samenwerking met Blackshark.ai is ontwikkeld, is bedoeld voor gebruik in slimme steden maar ook voor simulaties, virtual reality en metaverse-applicaties. Synth3D stelt ontwikkelaars in staat om verschillende real-world locaties in een virtuele 3D-omgeving levensecht na te bootsen. Synth3D is gebaseerd op de Vivid imagery basemap van Maxar, die zeer nauwkeurige, high-resolution beelden van de aarde mogelijk maakt. Vervolgens paste Blackshark.ai zijn gepatenteerde generative AI op deze afbeeldingen toe om meer dan 1,4 miljard gebouwen te extraheren en hier 3D-modellen van te maken. De geotypische texturen die op de gebouwen zijn aangebracht zorgen ervoor dat de modellen er levensecht uitzien. Bovendien is de hoogte van het gebouw en de gevel een nauwkeurige weerspiegeling van regionale archetypen, ook al zien sommige gebouwen er iets anders uit dan in de echte wereld. “Synth3D is gecreëerd op basis van de Vivid-basemap van Maxar en de gepatenteerde technologie van Blackshark.ai en zal de manier waarop VR-omgevingen in allerlei sectoren ontworpen worden en hoe we ermee interacteren volledig veranderen”, vertelt Dan Nord, senior vice president en general manager enterprise earth intelligence bij Maxar.
Digital twins: een gamechanger voor stadsplanning
Het Orlando Economic Partnership (OEP), een economische en gemeenschaps-ontwikkelingsorganisatie die actief is in de regio Orlando, heeft onlangs plannen aangekondigd om een 3D-model van de grootstedelijke regio van de stad te ontwikkelen — alle 103,6 vierkante kilometer ervan. Het model, dat door het gamingbedrijf Unity wordt ontwikkeld, beslaat een gebied dat zich uitstrekt van het centrum van de stad tot aan Space Coast aan de oostelijke rand van Central Florida. De bedoeling is om het model te gaan gebruiken als onderdeel van de bredere strategie om van Orlando een tech-hub te maken. De stad wil dit bereiken door te laten zien wat het potentiële investeerders te bieden heeft. “Het wordt een ronde kamer met LED-schermen die ongeveer 180 graden draaien”, aldus Tim Giuliani, president en CEO van OEP. “Dan plannen we in het midden het holografische beeld, waar de digital twin van de regio tot leven komt”. Naast virtuele rondleidingen wil de stad Orlando digital twin-technologie ook gebruiken om de impact van geplande investeringen op de gebouwde omgeving en de inwoners te evalueren. Soortgelijke projecten zijn ook in verschillende andere steden in de Verenigde Staten in ontwikkeling. Zo hebben New York, Los Angeles, Las Vegas en Phoenix zich allemaal aangemeld voor de Clean Cities Clean Future-campagne van het softwarebedrijf Cityzenith en ontwikkelen ze digital twins die worden gebruikt om de uitstoot van gebouwen te helpen verminderen.
“Het immersieve, augmented en 3D digital twin-metaverseplatform van Tonomus zal digitale en fysieke NEOM-architecturen veilig en naadloos samenvoegen om onze digitale ervaringen naar een hoger plan te tillen en de kwaliteit van leven te verbeteren”.
Su Le, CEO cognitive solutions bij Tonomus
De samensmelting van fysieke en digitale infrastructuren
Natuurlijk experimenteren niet alleen Amerikaanse steden met digital twin-technologie. Zo staat het Midden-Oosten bijvoorbeeld bekend als een pionier als het gaat om de adoptie van opkomende technologieën als AI, big data, blockchain en slimme mobiliteit. Het is dan ook geen verrassing dat er in het Midden-Oosten flink in digital twin-technologie geïnvesteerd wordt. Zo heeft Tonomus, het bedrijf achter Saudi-Arabië’s NEOM, ’s werelds eerste cognitieve stad, al meer dan een miljard dollar geïnvesteerd in de ontwikkeling van een infrastructuur van hyper-connected en autonome oplossingen, waarin digital twin-technologie een sleutelrol speelt. “Het immersieve, augmented en 3D digital twin-metaverseplatform van Tonomus staat in deze visie centraal. Dit platform zal digitale en fysieke NEOM-architecturen veilig en naadloos samenvoegen om onze digitale ervaringen naar een hoger plan te tillen en de kwaliteit van leven te verbeteren”, vertelt Su Le, chief digital strategy officer en CEO van cognitieve oplossingen bij Tonomus. Naast toepassingen in design en constructie moet de technologie burgers bovendien ‘gamified’ onderwijs gaan bieden, toegang tot talent-op-aanvraag mogelijk maken en de gezondheidszorg transformeren. De technologie moet steden bovendien in staat stellen om in realtime op extreme weersomstandigheden te reageren en de impact van toekomstige klimaatgerelateerde noodsituaties op gemeenschappen te voorspellen. Ook zouden steden het platform volgens Tonomus kunnen gebruiken om verschillende applicaties en diensten in een virtuele omgeving te testen voordat deze in het echt ontwikkeld worden. “Het stelt ons in staat om — door middel van goedkope haalbaarheidsstudies en pilots in de metaverse — fysieke bouw- en andere risicofactoren te minimaliseren voordat met de bouw wordt begonnen”, voegt Le toe.
Een laatste overweging
De snelle groei van de wereldbevolking zet onze steden steeds meer onder druk, zo blijkt uit de toenemende prevalentie van stedelijke problemen als luchtverontreiniging, verkeersproblematiek en sociaal-economische ongelijkheid. De verwachting is bovendien dat deze problematiek de komende jaren alleen maar zal toenemen, waardoor we gedwongen worden om opnieuw na te denken over hoe we onze steden ontwerpen en managen. Digital twin-technologie zou hierbij een handje kunnen helpen. Zo kan deze technologie stedenbouwkundigen helpen verschillende ontwerpen voor gebouwen, transportsystemen en energiesystemen te simuleren en testen en de meest efficiënte en duurzame te identificeren. Hierdoor kunnen zij een efficiëntere bijdrage leveren aan het creëren van leefbaardere en duurzamere stedelijke omgevingen.
