Smart spaces: come il digital twin aiuta a pianificare il futuro degli spazi in cui viviamo
A cura di Diego Antonelli, Research Scientist presso l’Innovation Center di NTT DATA e Saverio Azzato, Advanced Data Scientist
La tecnologia può offrirci gli strumenti per costruire un futuro migliore per le persone e per l’ambiente, a partire dalle città che abitiamo.
Le aree urbane, ad oggi, richiedono interventi su diverse tematiche, come la mobilità, l’accesso ai servizi e la sostenibilità (infatti, le città sono responsabili del 70% delle emissioni che vengono rilasciate nell’atmosfera). Con un’adeguata pianificazione basata su dati relativi alle abitudini dei cittadini ai servizi, alle emissioni e molto altro, è possibile rendere le città più efficienti, vivibili e sicure.
Tale pianificazione è resa possibile utilizzando il potere del digital twin, che permette di creare un “gemello digitale” che riproduce fedelmente uno o più oggetti, per costruire delle piattaforme attraverso cui progettare soluzioni e anticipare quali siano gli impatti della pianificazione o dei vari servizi gestiti dall'amministrazione pubblica e dagli enti locali sull’assetto urbano. Grazie al digital twin, infatti, è possibile analizzare dati che includono i punti di interesse sul territorio, la mobilità dei cittadini, il traffico e molte altre informazioni che possono essere raccolte da diverse sorgenti dati e dalla sensoristica disponibile sul territorio. Questo permette di simulare e valutare l’impatto di eventuali cambiamenti sullo scenario corrente, proiettando queste informazioni verso il futuro desiderato e veicolato dalle scelte di pianificazione proposte.
Tutto ciò permette di abilitare il concetto di “smart spaces”, che estende quello di smart city e che vede l’applicazione della tecnologia digital twin non solo alle aree urbane, ma anche a luoghi più piccoli, come singoli edifici, quartieri e parchi, o più estesi, arrivando a intere regioni o nazioni, per ottenere insight che possano aiutare a pianificare gli interventi sui territori, a vari livelli.
Come NTT DATA, stiamo studiando l’applicazione di questa tecnologia all’urbanistica e, nel contesto di una ricerca condotta in collaborazione con l’MIT, l’abbiamo applicata all’analisi della mobilità nella città di Dallas, i cui risultati sono stati presentati in un paper scientifico.
4 aree di applicazione del digital twin alla gestione del territorio
Il digital twin può essere un asset importante per istituzioni e amministrazioni locali, che possono sfruttarla per creare delle città migliori ed aumentare la qualità di vita dei cittadini, che possono così essere più in equilibrio con i propri spazi e le proprie abitudini quotidiane. Ecco 4 aree di applicazione da cui si può cominciare a progettare le città del futuro.
1 - Pianificazione urbana
Il punto di partenza di ogni progetto è la digitalizzazione della città, ovvero la creazione del “gemello digitale” del contesto cittadino. Quindi vengono raccolti in digitale dati che includono: punti di interesse (ristoranti, parchi, uffici, infrastrutture sanitarie, ...), dati sul traffico, incidenti e su come le persone si muovono all’interno della città. Insomma, tutto quello che può essere utile per proiettare in digitale il modo e le abitudini di chi si sposta quotidianamente nella città in esame. Questo è il primo passo fondamentale per modellare e poi simulare i cambiamenti che si vogliono realizzare e misurare quale impatto potrebbero avere.
2 - La pianificazione del trasporto pubblico
Un dominio applicativo del lavoro di progettazione urbana riguarda il trasporto pubblico. NTT DATA da tempo è anche a lavoro su una piattaforma in grado di pianificare e decidere come modificare la rete del trasporto pubblico urbano. Questo avviene sempre grazie alla tecnologia digital twin, che è in grado di mappare la situazione attuale e simulare l’applicazione di possibili modifiche ed il loro impatti. Provando a immaginare un cambio di tragitto da A a B, grazie a questo tool si può comprendere quale sarà l’impatto sul traffico, sulle persone che utilizzano quei mezzi specifici, stimando anche il personale necessario a supportare la modifica e perfino l’impatto ambientale.
3 - Proiezione di eventi naturali
Una ricostruzione in digitale della città può essere molto utile, soprattutto in quest’epoca caratterizzata da grandi cambiamenti climatici, proprio per aiutare le città ad attrezzarsi nei confronti di possibili fenomeni atmosferici, spesso imprevedibili o atipici in determinate zone e quindi identificabili come potenziali fattori di rischio per le infrastrutture urbane e la sicurezza. Analizzando i dati raccolti sul territorio, è possibile stimare la probabilità del verificarsi di eventi naturali critici e il potenziale impatto (anche socio-economico) , per supportare la pianificazione di interventi in grado di rendere la città più sicura e resiliente e, di conseguenza, migliorare la vita dei cittadini.
4 - Gestione della sicurezza
Anche la sicurezza cittadina è un fenomeno analizzabile e replicabile nel contesto di smart cities tramite il Digital Twin. Partendo dalle metriche reali che fotografano la situazione di micro e macro criminalità, questo sistema garantisce la possibilità di ragionare su possibili interventi misurando, ancora una volta, i loro impatti a lungo termine.
Come avviene il recupero dei dati e la strutturazione della strategia operativa
Poiché il digital twin si basa interamente sull’utilizzo dei dati, questi e la loro raccolta rappresentano logicamente un elemento chiave affinché si possano fare previsioni realistiche e quindi utili.
Specificando che le fasi di raccolta dati sono localizzate e differenti per ogni caso d’esame, il punto di partenza è proprio rappresentato dal collezionare sorgenti dati diverse, identificando gli stakeholder chiave per recuperare le informazioni richieste.
La tecnologia digital twin agisce sia nella raccolta, sia nell’analisi dei dati. Da lì ricostruisce un insieme di informazioni di facile fruizione e di immediata comprensione. A questo poi aggiunge anche un’importante componente di previsione e definizione degli eventi futuri, di ciò che potrebbe accadere.
Entrando nello specifico, possiamo individuare tre fasi fondamentali nella progettazione di un digital twin:
- Fase di insight
Si monitorano lo stato corrente della città in questione e tutti quei dati utili a fotografare la situazione in partenza. Questo permette quindi di mettere in evidenza i punti di forza e i punti critici nella zona target, permettendo ai planner di ragionare su potenziali strategie di miglioramento e manutenzione del contesto corrente.
- Fase di simulazione
In questa fase si simulano gli interventi ideati nella fase precedente, valutandone l’impatto tramite KPI, ossia indici di misurazione di aspetti chiave diversi per la qualità dello scenario osservato. È così possibile prevedere l’impatto degli interventi che proposti.
- Fase di creazione del consenso
L’ultima fase è quella della creazione di consenso, prima internamente al gruppo di lavoro, poi alla comunità direttamente impattata dai cambiamenti proposti e che dovrà quindi comprenderli ed accettarli. L’utilizzo di un approccio basato su dati permette alle amministrazioni comunali di trasmettere più facilmente e con maggiore chiarezza le migliorie proposte, dando loro la possibilità di documentare le loro scelte sulla base di misurazioni e valutazioni prodotte in fase di simulazione.
Quindi, quali sono i vantaggi dell’applicazione del digital twin alla gestione del territorio?
Il digital twin offre l’opportunità di superare la resistenza al cambiamento. Da un lato, semplifica il lavoro dei pianificatori, migliorando l’esperienza rispetto agli strumenti attuali. Dall’altro, coinvolge i cittadini, consentendo loro di comprendere direttamente i razionali alla base delle proposte di pianificazione. Utilizzare piattaforme di questo tipo permette di presentare progetti ambiziosi, chiari e di lungo periodo, potendo garantire assoluta serietà e affidabilità.
Infatti, ogni proposta non si baserà su intuizioni personali o previsioni fantasiose, quanto su dati certi che permettono, di conseguenza, di avere previsioni e proiezioni di quanto potrebbe accadere in futuro altrettanto solide.
Infine, questa tecnologia permette di integrare e analizzare dati provenienti da diverse fonti, creando un quadro completo e dettagliato della città. Questo approccio rende più agevole la fase decisionale, soprattutto quando si tratta di scelte che possono influenzare la vita dei cittadini. Grazie al digital twin, le amministrazioni comunali possono basare le loro decisioni su informazioni concrete e misurabili, migliorando la qualità delle scelte e contribuendo a costruire città più efficienti e sicure.
La tecnologia, quindi, è un aspetto fondamentale per costruire delle città migliori, far comprendere ai cittadini in maniera più chiara e immediata i progetti delle amministrazioni comunali e così creare maggiore consenso, minimizzando costi e riducendo gli sforzi necessari a raggiungere gli obiettivi delle città.