智慧城市，共創(chuàng)美好未來(lái)

世界人口很可能在未來(lái) 12 個(gè)月內(nèi)達(dá)到 80 億，距離上一次突破 70 億大關(guān)僅僅過(guò)了11 年。隨著越來(lái)越多的人現(xiàn)在居住在城市中心，我們?cè)絹?lái)越需要讓我們的城市變得更智能。

新加坡南洋理工大學(xué) (NTU Singapore) 將自己置于這項(xiàng)研究的最前沿，因?yàn)檫@些需求對(duì)新加坡來(lái)說(shuō)尤為迫切。這是一個(gè)城市國(guó)家，其老齡化人口完全居住在城市環(huán)境中。新加坡的原材料也依賴其他國(guó)家，容易受到氣候變化導(dǎo)致的海平面上升的影響。因此，新加坡人強(qiáng)調(diào)他們?cè)谪?cái)富、人力資本和創(chuàng)新方面所擁有的東西，以努力實(shí)現(xiàn)可持續(xù)和“智能”的未來(lái)也就不足為奇了。

但是，是什么讓城市變得智能？智慧城市的口號(hào)是監(jiān)控、分析和響應(yīng)。“智慧城市將使用人工智能 (AI)、無(wú)線通信、基于云的大數(shù)據(jù)和分析以及物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)來(lái)幫助提高政府運(yùn)作的生產(chǎn)力、效率和質(zhì)量，”南洋理工大學(xué)戰(zhàn)略和合作伙伴關(guān)系負(fù)責(zé)人Kwok Yan Lam 解釋說(shuō)。

建立信任

NTU 的校園已經(jīng)讓人們一窺這些未來(lái)主義大都市的面貌。它點(diǎn)綴著大量無(wú)線智能傳感器，監(jiān)控當(dāng)?shù)丨h(huán)境的各個(gè)方面，使其成為最新智慧城市技術(shù)的試驗(yàn)臺(tái)。與整個(gè)城市相比，校園提供了一個(gè)更可控、更不繁忙的環(huán)境，可以安全地試驗(yàn)這些項(xiàng)目。甚至有一條測(cè)試無(wú)人駕駛汽車的軌道，已經(jīng)安全地展示了一輛能夠搭載 80 名乘客的自動(dòng)電動(dòng)巴士。

NTU 成功定位為“智慧校園”和解決現(xiàn)實(shí)世界問(wèn)題的技術(shù)試驗(yàn)平臺(tái)的關(guān)鍵在于其協(xié)作方法以及吸引行業(yè)和政府合作伙伴的能力。例如，自動(dòng)駕駛巴士是與沃爾沃合作開(kāi)發(fā)的。

“NTU 在與工業(yè)界合作方面做得非常好，”NTU 創(chuàng)新與創(chuàng)業(yè)副總裁 Louis Phee 說(shuō)?！拔覀冋J(rèn)為這是一種三方關(guān)系：南大、公司和政府，它們提供額外的資金來(lái)發(fā)展項(xiàng)目?！?/p>

再舉一個(gè)例子，該大學(xué)一直在與新加坡城市重建局合作開(kāi)發(fā)智慧城市規(guī)劃輔助系統(tǒng)的人工智能。人工智能自動(dòng)從相關(guān)的城市規(guī)劃案例中提取信息，以幫助處理新的開(kāi)發(fā)申請(qǐng)。

但是，如果人工智能可以支持關(guān)鍵領(lǐng)域的決策，并且到處都有傳感器監(jiān)控環(huán)境，那么城市的用戶可能會(huì)擔(dān)心網(wǎng)絡(luò)安全和數(shù)據(jù)隱私。Lam 正在研究一個(gè)被稱為數(shù)字信任的研究領(lǐng)域?！霸谥腔鄢鞘兄校W(wǎng)絡(luò)攻擊和隱私泄露的風(fēng)險(xiǎn)更大，”他說(shuō)?！爸挥型ㄟ^(guò)適當(dāng)?shù)娘L(fēng)險(xiǎn)管理，我們才能幫助人們建立對(duì)最終用戶的信任；人民。”因此，這將是智慧城市的另一個(gè)關(guān)鍵考慮因素。

能源、水和廢物

任何智慧城市都必須具備可持續(xù)性?！昂?jiǎn)單來(lái)說(shuō)，你想在不損害后代的情況下滿足當(dāng)今人們的需求，”南洋理工大學(xué)可持續(xù)發(fā)展辦公室執(zhí)行主任 Madhavi Srinivasan 說(shuō)。

新加坡人不需要看得太遠(yuǎn)，就能看到過(guò)度現(xiàn)代生活的后果。向南 8 英里是 Semakau 垃圾填埋場(chǎng)，每天從該市接收超過(guò) 2000 噸焚燒灰和垃圾。它由開(kāi)墾的土地組成，形成一個(gè)廢物坑島，沙子、巖石和粘土的墻壁覆蓋著聚乙烯膜，以防止有毒物質(zhì)泄漏。最終，到大約 2035 年，這個(gè)垃圾填埋島將擁有 2800 萬(wàn)立方米的垃圾。

但 Semakau 也為更可持續(xù)的未來(lái)帶來(lái)了希望。填滿的坑被埋在土壤中，并用棕櫚樹(shù)和其他植物重新種植。該島也是 REIDS 的所在地：新加坡的可再生能源整合示范項(xiàng)目 。這個(gè) NTU 項(xiàng)目是一個(gè)相互連接的電網(wǎng)系統(tǒng)，每個(gè)電網(wǎng)都測(cè)試不同的可再生能源技術(shù)。例如，REIDS 包含太陽(yáng)能電池板、風(fēng)力渦輪機(jī)和潮汐發(fā)電機(jī)。

REIDS是東南亞最大的微型電網(wǎng)，在這個(gè)地區(qū)，它們可能特別重要。亞洲許多與世隔絕的農(nóng)村和島嶼社區(qū)都沒(méi)有電網(wǎng)，依賴柴油驅(qū)動(dòng)的電力。微電網(wǎng)提供了一條有效結(jié)合每個(gè)社區(qū)可能擁有的不同自然資源的途徑。重要的不僅僅是能源生產(chǎn)技術(shù)。南洋理工大學(xué)正在積極研究配套的基礎(chǔ)設(shè)施，以實(shí)現(xiàn)這種多樣化的能源技術(shù)的整合，并再次與工業(yè)界的國(guó)際合作伙伴合作。例如，索尼(Sony)和三星(Samsung)正在開(kāi)發(fā)存儲(chǔ)能源的方法，而法國(guó)電力生產(chǎn)商EDF (électricité de France)正在幫助研究微電網(wǎng)的互聯(lián)和控制。勞斯萊斯正在研發(fā)生物燃料和氫燃料電池。

城市開(kāi)采

而矛盾的是，這種向更清潔的發(fā)電和儲(chǔ)存的轉(zhuǎn)變本身就開(kāi)始對(duì)環(huán)境產(chǎn)生負(fù)面影響。Srinivasan 的研究背景是開(kāi)發(fā)用于驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車的鋰、鋅和鋁基電池?！拔乙庾R(shí)到我生產(chǎn)的所有電池都放在我的實(shí)驗(yàn)室里，而且這些電池都含有一些有毒元素，”Srinivasan 回憶道?！八晕蚁胫牢覀兡茏鲂┦裁??！?/p>

向解決方案邁出的一步是新加坡 CEA 循環(huán)經(jīng)濟(jì)研究聯(lián)盟 (SCARCE)，這是 NTU 與法國(guó)替代能源和原子能委員會(huì) (CEA) 之間的一個(gè)聯(lián)合項(xiàng)目，旨在嘗試“城市開(kāi)采”這種電子垃圾。我的話是對(duì)的：如果能夠開(kāi)發(fā)出正確的提取技術(shù)，可以從電子垃圾中回收多達(dá) 60 種元素周期表中的元素。

“我認(rèn)為南大正在盡其所能推廣所有這些不同的智慧城市技術(shù)，因?yàn)樗鼈儗?duì)新加坡來(lái)說(shuō)非常珍貴，”Phee 說(shuō)?！暗覀冞~向可持續(xù)發(fā)展的步驟當(dāng)然也可以在其他國(guó)家采用。因?yàn)槿绻覀兘裉觳蛔鳇c(diǎn)什么，20年后就太晚了?！?/p>

本文來(lái)源：Nanyang Technological University, Singapore

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