در دنیای امروز، با پیشرفت فناوری و توسعه شهرنشینی، مفهوم شهرک های هوشمند به عنوان یک راهکار نوین برای بهبود کیفیت زندگی شهروندان و بهینه‌سازی مصرف منابع مطرح شده است. با توجه به افزایش جمعیت در شهرها، نیاز به سیستم‌های هوشمند در مدیریت ترافیک، انرژی، آب و فضای سبز احساس می‌شود. در این مقاله، به بررسی مزایا و معایب شهرک‌های هوشمند، تعریف انواع مسکن‌های هوشمند داخلی و خارجی و نگاهی به آینده این شهرک‌ها خواهیم پرداخت. این بررسی با هدف بهبود زندگی شهروندان و پیشرفت اجتماعی و اقتصادی در آینده ارائه می‌شود.
شهرک های هوشمند چه هستند؟
اگرچه هیچ تعریف مورد توافق جهانی از شهرک های هوشمند وجود ندارد، کارشناسان معمولاً این شهرک‌ها را شهرهایی توصیف می‌کنند که حسگرهای به هم پیوسته، اینترنت اشیا (IoT)، اتوماسیون، جمع‌آوری و تجزیه‌و‌تحلیل داده‌ها (سیستم‌های داده) و فناوری اطلاعات و ارتباطات (ICT) را در خود جای داده اند. شهرک های هوشمند آینده، از فناوری برای تسهیل خدماتی مانند حملونقل، آب کافی، دفع زباله، خدمات شهری و کشف جرم استفاده خواهند کرد. هدف این شهرها علاوه بر بهبود کارایی، بهبود برابری و کیفیت زندگی برای ساکنان آینده زمین است.
تاریخچه شهرک های هوشمند به دهه ۱۹۸۰ برمی‌گردد که مفهوم اولیه آن توسط محققان دانشگاه ماساچوست ایجاد شد. از آن زمان تا به امروز، این مفهوم به سرعت در حال گسترش و توسعه است و بسیاری از شهرها در سراسر جهان به فناوری‌های هوشمند روی آورده‌اند تا به مشکلات شهری و محیط زیستی و همچنین بهبود کیفیت زندگی شهروندان پرداخته و بهره‌وری از منابع را افزایش دهند. از جمله شهرک های هوشمند معروف می‌توان به شهرهای هوشمند لندن، سن فرانسیسکو، هلسینکی، سنگاپور و توکیو اشاره کرد که هر یک با استفاده از فناوری‌های نوین، توانسته‌اند بهبود قابل‌توجهی در زندگی شهروندان خود ایجاد کنند.
چرا شهرک های هوشمند به وجود آمده‌اند؟
جمعیت افرادی که به شهرها مهاجرت می‌کنند، روزبه‌روز در حال بالا رفتن است. مدیران و مسئولان در سطح جهانی، در تلاش برای جلوگیری از فروپاشی مناطق شهری در حال رشد سریع، شهرهای سراسر دنیا را با رویکردی هوشمندانه برای نحوه سازمان‌دهی و برنامه‌ریزی ترافیک، تأمین انرژی و سیستم‌های اداری خود توسعه می‌دهند. فناوری مناسب برای ایجاد این «شهرک های هوشمند» بسیار مهم است و می‌بایست راه‌حل‌های گوناگون و نوآورانه‌ای برای ساخت آن‌ها اتخاذ شود.
رشد شهرها، مشکلات فزاینده
تخمین زده می‌شود که جمعیت جهان تا سال ۲۰۵۰ به ۹.۷ میلیارد نفر برسد که ۶۸ درصد این جمعیت در مناطق شهری زندگی می‌کنند. برای اطمینان از همزیستی آینده افرادی که در چنین مناطق پرجمعیتی زندگی می‌کنند، چالش های متعددی وجود دارد که کسانی که مسئولیت شهرهای مدرن را بر عهده دارند باید به آن‌ها رسیدگی کنند. با توجه به افزایش روزافزون مردمی که در فضاهای شلوغ و پرجمعیت سکونت دارند، چگونه می‌توانیم مطمئن شویم که هوای تمیز داریم و چطور تعداد زباله‌ها را کاهش دهیم؟ چگونه می‌توانیم رفت‌وآمد را برای میلیون‌ها نفر تسهیل کنیم؟ و چگونه می‌توانیم اطمینان حاصل کنیم که ساختارهای اداری منظمی برای این تعداد افراد وجود دارد و مراقبت‌های بهداشتی همگانی را چطور تأمین کنیم؟
شهرک های هوشمند چگونه خواهند بود؟
برای کارشناسان، شهرک هوشمند نشان‌دهنده ادغام فناوری‌های اطلاعات و داده‌ها در سیستم‌های زیرساختی موجود و جدید، با هدف توانمند ساختن ساکنان مناطق شهری به‌رغم افزایش تراکم جمعیت، به طور پایدار، کارآمد و در هماهنگی اجتماعی است. اما شهرهای آینده دقیقاً چگونه خواهند بود؟ و در حال حاضر، چه فناوری‌هایی زندگی شهری را هوشمندتر می‌کنند؟
بر این اساس، سیستم‌های حرکتی سازگار با محیط‌زیست مانند موتورهای الکتریکی، اپلیکیشن‌های حرکتی هوشمند و خودروهای خودران از عناصر حیاتی یک شهر هوشمند هستند. در آینده، تمام ترافیک یک شهر ممکن است در یک اکوسیستم عظیم و متصل به هم ادغام شود که شامل ماشین‌های کنترل‌شده با هوش مصنوعی، قطارها و تاکسی‌های پرنده، و همچنین دوچرخه‌های کرایه‌ای و اسکوترهای الکترونیکی است. شهر دارمشتات آلمان، اولین قدم را در این راستا برداشته است. این شرکت سنسورهایی را در سرتاسر شهر نصب کرده تا داده‌های کیفیت هوا را جمع‌آوری کنند که در یک مرکز محاسباتی شهری به‌صورت بلادرنگ پردازش می‌شوند. از نتایج این داده‌ها برای بهبود جریان ترافیک و در نتیجه، کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای استفاده می‌شود.
مزایا و معایب شهرک های هوشمند
شهرک های هوشمند به عنوان یکی از جدیدترین رویه‌های توسعه شهری، با هدف ایجاد یک محیط زندگی هوشمند و پایدار پیشروی می‌کنند. اما مزایای شهرک هوشمند چیست؟
مزایای شهرک های هوشمند
یکی از مزایای ساخت شهرک های هوشمند، بهبود کیفیت زندگی شهروندان است. با استفاده از فناوری‌های پیشرفته، امکاناتی مانند حملونقل عمومی، مدارس، بیمارستان‌ها و فضاهای سبز بهبود می‌یابند. کاهش آلودگی هوا نیز از دیگر مزایایی است که می‌تواند زندگی شهروندان را بهبود بخشد.
مزیت دیگر شهرک های هوشمند، بهبود محیط زیست است. با استفاده از سنسورها و داده‌کاوی، این شهرک‌ها می‌توانند پسماند را بهینه‌سازی کرده و فرآیند بازیافت را بهتر انجام دهند. به علاوه، با استفاده از اینترنت اشیا و سیستم‌های هوشمند، می‌توان به کاهش مصرف انرژی و افزایش کارایی در مصرف انرژی در ساختمان‌ها و سایر امکانات شهری دست یافت.
معایب شهرک های هوشمند
یکی از معایب مهم در اجرای شهرک های هوشمند، هزینه‌های بالای پیاده‌سازی و نگهداری این فناوری‌ها است. علاوه بر این، مشکلات امنیتی و حفظ حریم خصوصی از جمله چالش‌هایی هستند که باید در نظر گرفته شوند. همچنین، نیاز به آموزش و آگاهی شهروندان برای استفاده بهینه از این فناوری‌ها نیز از دیگر معایب است. دیگر موانع ممکن است شامل مسائل حفاظت از حریم خصوصی شهروندان، امنیت اطلاعات، مسائل قانونی و مسائل فنی مرتبط با ارتباطات و اطلاعات باشد. برای پیاده‌سازی صحیح ایده شهرک های هوشمند، لازم است تمام این موانع و چالش‌ها به دقت مدیریت شوند و راهکارهای مناسب برای هر یک از آن‌ها پیشنهاد شود تا بتوان به دستیابی به یک شهر هوشمند و پایدار نزدیک‌تر شد.
تعریف انواع مسکن های هوشمند داخلی و خارجی
مسکن‌های هوشمند داخلی دارای سیستم‌های هوشمندی هستند که درون ساختمان نصب می‌شوند تا کارایی و امنیت ساختمان را بهبود بخشیده و زندگی ساکنان را راحت‌تر کنند. این امکانات شامل سیستم هوشمندی برای روشنایی، گرما، تهویه مطبوع، امنیت و کنترل خانه از راه دور می‌شود. به عنوان مثال، می‌توان با استفاده از یک دستگاه هوشمند، در هنگام خارج شدن از خانه، به دوربین‌های مداربسته دسترسی داشت یا سیستم گرمایشی را از راه دور روشن یا خاموش کرد. یک مثال دیگر از مسکن‌های هوشمند داخلی، استفاده از لوازم خانگی هوشمند است. در حال حاضر، دستگاه‌های برقی و الکترونیکی ساخته شده‌اند که با یک کلیک روی صفحه گوشی خود یا با یک دستور به دستیار هوشمند آن می‌توانید وسیله را روشن، خاموش یا تنظیمات آن را بهینه کنید.
مسکن های هوشمند خارجی و امکانات آن‌ها
مسکن‌های هوشمند خارجی شامل فناوری‌های هوشمندی هستند که در ساختمان‌ها و سطح شهر نصب می‌شوند تا زندگی شهروندان را بهبود بخشیده و پایداری محیط زیست را تامین کنند. این امکانات شامل سیستم‌های هوشمند برای مدیریت ترافیک، مصرف انرژی، مدیریت پسماند، نظارت بر کیفیت هوا و ارتباطات شهری می‌شود. به عنوان مثال، سیستم‌های هوشمند می‌توانند به شهرداری کمک کنند تا ترافیک شهری را بهینه کنند یا مصرف انرژی ساختمان‌های عمومی را کاهش دهند.
تفاوت بین مسکن های هوشمند داخلی و خارجی
تفاوت اصلی بین مسکن‌های هوشمند داخلی و خارجی در محل استفاده و اهداف آن‌ها است. مسکن‌های هوشمند داخلی بیشتر بر راحتی و امنیت ساکنان تمرکز دارند و درون ساختمان نصب می‌شوند، درحالیکه مسکن‌های هوشمند خارجی بر بهبود زندگی شهروندان و پایداری محیط زیست تمرکز دارند و در سطح شهر نصب می‌شوند.
نمونه‌هایی از شهرک های هوشمند در دنیا
در حال حاضر، بسیاری از شهرهای جهان، بخشی از فناوری‌های شهر هوشمند آینده را پیاده‌سازی کرده‌اند. در این بخش، ۳ کلانشهر جهانی که در خط مقدم فناوری شهرک های هوشمند قرار دارند را برای نمونه آورده‌ایم:
سنگاپور
سنگاپور سفر هوشمند خود را در سال ۱۹۸۰ با یک طرح کامپیوتری ملی آغاز کرد که در آن عملکردهای دولتی را خودکار و کامپیوتری کرد و بیش از ۴۶۰۰ کارمند فناوری اطلاعات (IT) را آموزش داد. از آن زمان، دولت شهر از برنامه‌های ملی هوشمند برای موارد زیر بهره برده است:
- انجام ۹۹% خدمات دولتی به صورت آنلاین
- اتصال ۹۵% از خانه‌ها و شرکت‌ها به پهنای باند پرسرعت ملی
- راه‌اندازی ناوگان وسایل نقلیه خودران برای حملونقل سالمندان
ارائه هویت دیجیتال ملی
بالغ بر ۹۷% از شهروندان و ساکنان دائمی سنگاپور از فناوری Singpass استفاده می‌کنند. به کمک فناوری اتصال ملی شهروندان، حتی کسانی که گوشی هوشمند ندارند، قادر هستند از خدمات سازمان‌های ملی و شرکت‌ها استفاده کنند. این خدمات به شرح زیر هستند:
- برنامه تشخیص چهره و احراز هویت دو مرحله‌ای
- کارت شناسایی دیجیتال با بارکد قابل اسکن
- کیف پول محرمانه برای اسناد دولتی دیجیتال
- صندوق ورودی جهت دریافت اعلان‌های دولتی برای کاهش فیشینگ
- ذخیره‌سازی داده‌های شخصی برای پر کردن خودکار فرم‌های دولتی و تجاری دیجیتال
- امضای دیجیتالی
لندن
سیاست‌گذاری شهروند محور، یکی از اجزای کلیدی شهرک های هوشمند است و شهر لندن قصد دارد در این زمینه بهترین باشد. برای این منظور، اقدامات زیر در این شهر انجام شده‌اند:
- میزبان ۴۶۰۰۰ شرکت فناوری است.
- تا سال ۲۰۳۰، قرار است وضعیت تولید کربن را به صفر برساند.
- امکان انجام ۸۰% از سفرها به شهرهای اطراف را با پای پیاده، دوچرخه یا وسایل نقلیه عمومی تا سال ۲۰۴۱ فراهم خواهد کرد.
- دسترسی همه ساکنان مسکن های هوشمند را به اینترنت و اینترانت با پهنای باند وسیع و سرعت بالا، به‌صورت هدفمند آزاد می‌کند.
شهر لندن در انگلستان، در مسیر رسیدن به شهرک هوشمند، از نوآوری‌های زیر بهره می‌برد:
- ساخت ۹ برج شبکه نسل آینده جهت هوشمندسازی مسکن
- فراهم کردن اینترنت با میانگین سرعت پهنای باند ۸۲.۷ مگابایت بر ثانیه
- ارائه برنامه‌هایی برای کمک به رانندگان در یافتن مسیرهای کم رفت‌وآمد با هدف کاهش آلودگی هواتعبیه ۱۰۴۰۰ شارژر خودروی الکتریکی (EV) در سطح شهر
و ارائه یک پلتفرم جامع اپن سورس برای دسترسی به تمام داده‌هایی که سنسورهای شهر جمع‌آوری کرده‌اند.
نیویورک
گروهی از رهبران مدنی و صنعتی، راه‌حل‌هایی را برای مسائل بزرگی مانند حملونقل، مسکن، ایمنی و برابری شغلی در نیویورک طراحی کرده‌اند. این تحولات شامل موارد زیر می‌شوند:
- ایجاد پنج مرکز اصلی اشتغال برای پیشبرد رشد اشتغالزایی و تکنولوژی
- افزایش بودجه سیستم حملونقل، گسترش خدمات و بهبود فرصت‌های پیاده‌روی و دوچرخه سواری
- شناسایی و رفع موانعی که افراد فقیر، افراد ناتوان و رنگین پوست را از مشارکت کامل به عنوان نیروی کار باز می‌دارد.
- ملزم کردن ساختمان‌های بزرگ به استفاده از فناوری‌های گوناگون جهت کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای، با هدف کاهش ۴۰ درصدی تا سال ۲۰۳۰ و ۸۰% تا سال ۲۰۵۰.
- ارتباط با کشورهای اطراف برای ایجاد مراکز نوآوری یکپارچه
پیشرفت‌های فناوری شهر نیویورک، تاکنون به مراحل زیر رسیده است:
- نصب ردیاب‌های هوشمند در اتوبوس‌های شهری جهت ردیابی به‌موقع و هماهنگی علائم ترافیکی
- تبدیل باجه‌های تلفن قدیمی به هات اسپات وای فای و ایستگاه‌های شارژ وسایل الکترونیکی
- بهبود فناوری موجود در کتابخانه‌ها برای تسهیل فرصت‌های کار از راه دور
- استفاده از سطل زباله و بازیافت با انرژی خورشیدی و مجهز به حسگرهایی که در صورت پر شدن، به پاکبان‌ها هشدار می‌دهد.
- استفاده از کنتورهای هوشمند آب در بیش از ۸۰۰۰۰۰ ساختمان برای ردیابی میزان استفاده و اطلاع کاربران از نشتی لوله‌ها
پیشنهاداتی برای پیاده‌سازی شهرک های هوشمند در شهرهای ایران
در حال حاضر، بسیاری از کشورهای دنیا به ساخت و تجهیز شهرک های هوشمند توجه ویژه ای دارند و از فناوری‌های اینترنت اشیاء (IoT)، هوش مصنوعی (AI) و داده کاوی (Data Mining) برای بهبود خدمات شهری و ارتقای سبک زندگی شهروندان بهره می‌برند. برای پیاده‌سازی شهرک های هوشمند در شهرهای ایران، ابتدا لازم است تمامی ارکان مرتبط با این پروژه مانند انرژی، حملونقل، محیط زیست، امنیت و خدمات شهری با هم هماهنگ شوند. در این راستا، باید یک سیستم مدیریت هوشمند برای کنترل و مدیریت تمامی این ارکان ایجاد شود. همچنین، نیاز است تا زیرساخت های فنی و فناوری مورد نیاز برای اجرای پروژه‌های هوشمند در این شهرها فراهم شود، از جمله اینترنت پرسرعت، سیستم‌های انرژی هوشمند، سیستم‌های حملونقل هوشمند و سیستم‌های امنیتی پیشرفته.
یکی از مجموعه‌هایی که به پیاده‌سازی فناوری هوشمند در ساختمان‌های جدید مشغولند، پلتفرم‌های تأمین مالی مردم‌پایه هستند. این پلتفرم‌ها امکانی را برای شهروندان فراهم می‌کنند که به عنوان سرمایه‌گذار در پروژه‌های شهرک های هوشمند شرکت کنند و در ازای آن، از سودآوری این پروژه‌ها بهره‌مند شوند. این روند باعث می‌شود که سرمایه‌گذاری در پروژه‌های هوشمند شهری جذاب‌تر و قابل دسترس‌تر شود و این بهبودات در نهایت به نفع تمام شهروندان و شهرها خواهد بود. به علاوه، برای ساخت مسکن‌های هوشمند نیز می‌توان از تکنولوژی‌های نوین، مانند سیستم‌های هوشمند ساختمان، سیستم‌های تهویه هوا و نورپردازی هوشمند استفاده کرد تا بهره‌وری انرژی و مدیریت بهینه منابع بهبود یابد.
شهرک های هوشمند در سال ۲۰۵۰ چگونه خواهند بود؟
تا سال ۱۹۰۰، از هر ۶ نفر، تنها ۱ نفر در مناطق شهری زندگی می‌کردند. تا سال ۲۰۵۰، این رقم به بیش از ۴ تا ۶ نفر خواهد رسید. به نظرتان، دنیا در ۳۰ سال آینده به چه شکلی خواهد بود؟ ماشین‌های پرنده؟ تسلط ربات‌ها به انسان؟ دنیا در حال پیشرفت است و تا سال ۲۰۵۰، یقیناً شاهد تحولات عظیمی در زندگی انسان خواهیم بود. شهرک های هوشمند آینده، سرسبزتر خواهند شد و با کاهش آلایندگی‌ها، هوای پاک‌تری خواهیم داشت. به علاوه، از مصالح ساختمانی هوشمند برای ساخت مسکن استفاده می‌شود که با شرایط آب‌وهوایی مختلف مطابقت دارند و آلودگی کمتری برای محیط زیست ایجاد می‌کنند. همچنین، فرهنگ این شهرها بسیار بالا خواهد رفت و بعید نیست که تا چند دهه آینده، میان انسان‌ها صلح پایداری برقرار شود.
جمع‌بندی
با توجه به مزایا و معایب شهرک های هوشمند، می‌توان چنین ادعا کرد که این شهرک‌ها توانسته‌اند کیفیت زندگی شهروندان را بهبود بخشیده و با پیشرفت فناوری‌ها، خدمات بهتری را ارائه دهند. همچنین، با توجه به تعریف و ویژگی‌های مسکن‌های هوشمند داخلی و خارجی، مشخص است که این نوع مسکن‌ها امکاناتی را فراهم می‌کنند که زندگی ساکنان را راحت‌تر و پایدارتر می‌سازند. در آینده، شهرک های هوشمند با تغییرات و نوآوری‌های بسیاری روبه‌رو خواهند شد. این امر به همکاری بین دولت، صنعت و جامعه نیاز دارد تا بتوان از این فناوری‌ها به بهترین نحو ممکن استفاده و رویای شهرک های هوشمند را به واقعیت تبدیل کرد.
سؤالات متداول شهرک های هوشمند آینده زندگی شهری
شهرک های هوشمند چگونه کار می‌کنند؟
شهرک های هوشمند از انواع نرم افزارها، رابط‌های کاربری و شبکه‌های ارتباطی در کنار اینترنت اشیا (IoT)، برای ارائه راه‌حل‌های دسترسی عمومی به زندگی هوشمند استفاده می‌کنند. از این طریق، همه جهان می‌توانند با یک دستگاه یا بدون هیچ وسیله‌ای در کسری از ثانیه با هم ارتباط برقرار کنند و همه امور خود را از راه دور انجام دهند.
کدام منطقه در دنیا بیشترین تعداد شهرک های هوشمند را دارد؟
در حال حاضر، سنگاپور با بیشترین درصد استفاده مردم از فناوری‌های هوشمند داخلی و خارجی، به عنوان هوشمندترین شهر جهان انتخاب شده است.
شهرک های هوشمند چگونه زندگی انسان را بهبود می‌بخشند؟
شهرک های هوشمند راهکارهای مفیدی برای حل چالش‌های اجتماعی، اقتصادی و زیست‌محیطی اندیشیده‌اند. فناوری اطلاعات در این مناطق، کاملاً می‌تواند مشکلاتی مثل تغییرات آب‌وهوایی، بحران انرژی یا نابرابری اجتماعی را از بین ببرد.
