شهرهای هوشمند با هدف مدیریت کارآمد شهرنشینی، مصرف انرژی، حفظ محیط زیست، بهبود استانداردهای اقتصادی زندگی شهروندان و توانمندسازی آنها برای استفاده موثر از فناوری اطلاعات و ارتباطات ایجاد می شوند. در شهرهای هوشمند، فناوری اطلاعات و ارتباطات نقشی حیاتی را در سیاست گذاری، تصمیم گیری و پیاده سازی خدمات نهایی ایفا می کند. هدف اصلی این مقاله بررسی نقش هوش مصنوعی، یادگیری ماشین و یادگیری تقویتی عمیق در تکامل شهرهای هوشمند است. شهرنشینی سریع و پیشرفت در فناوری های اطلاعات هر دو مهمترین پدیده ای هستند که امروزه بر روی برنامه ریزی و حاکمیت امنیت شهری تاثیر می گذارند. ساخت شهرهای هوشمند از طریق اتصالات دیجیتال زندگی با کیفیت بهتر و آسان تری را برای اکثر مردم به ارمغان می آورد و منجر به افزایش کارآیی و دسترسی در شهرها می شود. در این مقاله
هوش مصنوعی (AI) در حال حاضر در بسیاری از جنبه های زندگی ما نقش دارد، از جمله در شهرهای هوشمند. شهر هوشمند یک مفهوم است که به استفاده از فناوری های پیشرفته برای بهبود کیفیت زندگی شهروندان و بهره وری بیشتر در مصرف منابع اشاره دارد. هوش مصنوعی یکی از فناوری های کلیدی است که می تواند در ایجاد شهرهای هوشمند نقش داشته باشد.
هوش مصنوعی
خیلی از افراد هنوز هم با شنیدن واژه هوش مصنوعی به ربات ها فکر می کنند و تصور می کنند که منظور از هوش مصنوعی همان ربات های بی احساسی هستند که برای انجام راحت تر کارها طراحی شدهاند و قرار است در آینده جای انسان ها را بگیرند. مسئول این نوع تفکر به احتمال زیاد فیلم های علمی و تخیلی است اما واقعیت با آنچه که تصور می شود تفاوت دارد. هوش مصنوعی به انگلیسی Artificial intelligence که به طور مخفف آن را AI نیز می نامند، در واقع تکنولوژی است که به نحوی قابلیت تفکر دارد. البته این قابلیت تفکر با چیزی که ما به عنوان تفکر انسانی میشناسیم تا حد زیادی تفاوت دارد، اما در حقیقت سعی دارد تا از آن تقلید کند.
هدف هوش مصنوعی در شهر
شهر هوشمند، تجهیز شهر به ویژگی های پیشرفته برای زندگی، پیاده روی، خرید و لذت از زندگی راحت تر و ایمن تر در محیط شهری است. در واقع با پیشرفت شهرها و هوشمندی آنها، چالش های بسیاری نظیر مدیریت شهری، ازدحام ترافیک، نظارت امنیتی، مدیریت پارکینگ و موارد دیگر روبه رو می شود که هوش مصنوعی در شهر هوشمند، می تواند به ارائه راهکار های پایدار برای شهروندان کمک کند. شهرهای هوشمند، با افزایش سریع رشد شهری، حتی برای کشورهای پیشرفته یک مسئله نگران کننده است. با افزایش تقاضا و عرضه بر اساس منابع و خدمات، این سیستم به عنوان یکی از سیستمهای پیچیده در سراسر جهان در حال رشد است.
در این دوره مدرن، دستگاه های هوشمند در ساخت زیرساختهای حیاتی یک شهر هوشمند بسیار مورد نیاز هستند. افزایش جمعیت، باعث افزایش چالشها در مدیریت شهرهای هوشمند شده است. این نوع چالش ها میتوانند با اجرای پیشرفت های فنی در ساکنان مهار شوند. با این حال، نیاز به شهر هوشمند و تحولات پیرامون آن باید علاوه بر مزایای محیط زندگی، خدمات انسانی را نیز در نظر بگیرد. علاوه بر این، حفظ یک محیط سالم نیاز به ارتقا سیستم اطلاعاتی هوشمند با فناوری اینترنت اشیا فعال دارد. در ساخت یک شهر هوشمند، روند کار باید نوعی تعاملی باشد، بنابراین یک بستر مبتنی بر اینترنت اشیا لازم است.
با کمک شبکه ای از چیزهای هوشمند مانند سنسورها، دوربین ها و محرک ها، جمع آوری داده ها بسیار امکان پذیر است. با این حال، ذخیره سازی داده ها، تجزیه و تحلیل داده ها و تجسم داده های جمع آوری شده نیز بخشی از فرآیند است. در اینجا، استفاده از الگوریتم های مبتنی بر هوش مصنوعی همراه با یادگیری ماشین می تواند معیاری برای حل مسئله برای ایجاد یک محیط پایدار باشد. یادگیری ماشینی با کمک تجزیه و تحلیل داده های طولانی مدت در بهبود عملکرد کلی خدمات شهرهای هوشمند بسیار مفید خواهد بود.
نیاز شهرهای هوشمند به هوش مصنوعی و یادگیری ماشینی
برنامه های مبتنی بر هوش مصنوعی و فناوری داده های بزرگ برای بهبود طیف عظیمی از رویدادها در شهرهای هوشمند مورد استفاده قرار میگیرد. از جمله دانش، ابزارهای یادگیری، بروزرسانی سریع برنامه درسی با دسترسی به طیف گسترده ای از اطلاعات علمی که با توجه به نیازهای اقتصادی و اجتماعی مورد استفاده قرار میگیرند. ما در این مقاله سعی داریم در مورد کاربردهای هوش مصنوعی در اداره شهر و چالش های روبرو در این زمینه صحبت کنیم.
کاربردهای هوش مصنوعی در شهرسازی
طبق داده های منتشر شده توسط سازمان ملل، جمعیت جهان تا پایان سال ۲۰۵۰ به حدود ۷/۹ میلیارد نفر خواهد رسید. پیش بینی می شود که تقریبا ۷۰ درصد از این جمعیت در شهرها زندگی خواهند کرد که بسیاری از آن ها، دارای جمعیتی بالغ ۱۰ میلیون نفر خواهد بود. با افزایش جمعیت، بشر در ارتباط با تأمین منابع و انرژی برای همه ساکنان زمین و در عین حال جلوگیری از تخریب محیط زیست، با چالش هایی روبرو خواهد شد.
یکی دیگر از چالش های مهم، سیاست های اجرایی و مدیریتی برای جلوگیری از بروز مشکلات بهداشتی، کاهش تراکم ترافیکی، کاهش ارتکاب جرم و غیره است.اما بسیاری از این مشکلات را می توان با استفاده از فناوری اینترنت اشیا مبتنی بر قابلیت هوش مصنوعی حل کرد.
استفاده از فناوری های پیشرفته با هدف تسهیل شرایط زندگی جدید برای ساکنان شهر ها می تواند زندگی روزمره آ ن ها را راحت تر و ایمن تر کند. این موضوع باعث ایجاد مفهوم شهرهای هوشمند شده است.ساختمانها و زندگی در آنها در طول دو دهه گذشته بسیار تغییر کرده است .در واقع میتوان گفت که به جز موارد محدود استثناها، ساختمان های کنونی از آن نوع زیستگاه ها نیستند که به حال حاضر تعلق داشته باشند. با توسعه در زمینه مصالح، فرآورده ها و روش های ساخت ابداعی، حرکت به سوی ساختمان هایی با کارایی بالاتر و صرفه اقتصادی بهتر و سازگار با محیط زیست امری ضروری است، زیرا ما در حال حاضر در آستانه نسل بعدی ساختمانها هستیم.
در واقع ساختمان هایی با درجات متعددی از تکنولوژی جدید که کاملا رفتار اکولوژیکی دارند و قادر هستند با بهره گیری هوشمندانه از مصالح سازگار و عملکرد مناسب، در برابر تغییرات مستقیم و غیرمستقیم پیرامون خود واکنش نشان دهند و خود را با شرایط مناسب تطبیق دهند. این نوآوریها وظایف جدیدی را برای طراحان و معماران ایجاد میکند که از قافله پر سرعت تکنولوژی عقب نمانده و آن ها را در طرحهای خود به کار گیرند.
در این مقاله به تاثیر هوش مصنوعی در شهرسازی می پردازیم.هوش مصنوعی در شهر هوشمند، نقش مهمی در ارتقاء هوشمندی و پایداری بیشتر شهر ایفا می کند. هدف هوش مصنوعی در شهر هوشمند، تجهیز شهر به ویژگی های پیشرفته برای زندگی، پیاده روی، خرید و لذت از زندگی راحت تر و ایمن تر در محیط شهری است.
در واقع با پیشرفت شهرها و هوشمندی آنها، چالش های بسیاری نظیر مدیریت شهری، ازدحام ترافیک، نظارت امنیتی، مدیریت پارکینگ و موارد دیگر روبه رو می شود که هوش مصنوعی در شهر هوشمند، می تواند به ارائه راهکارهای پایدار برای شهروندان کمک کند. هوش مصنوعی در شهر هوشمند در صورت استفاده در فضای درست و مناسب می تواند به تغییر در زندگی ساکنان شهر منجر شود. در شهرها چندین حوزه وجود دارد که استفاده از هوش مصنوعی می تواند موجب بهبود عملکرد و کارآیی سیستم شود.
تاثیر هوش مصنوعی در طراحی شهری
شهر هوشمند کاربردهای بسیاری برای فناوری اینترنت اشیا مبتنی بر قابلیت هوش مصنوعی دارد؛ از ایجاد محیط زیستی سالم تر گرفته تا تقویت حمل و نقل عمومی و ایمنی. در این بخش به بعضی از این موارد اشاره می کنیم.
مدیریت هوشمند ترافیک, دوربین های امنیتی و نظارتی پیشرفته هوش مصنوعی دوربین ها و سنسورها را به یک چشم تبدیل می کند می توانند راه حل های هوشمند ترافیکی برای اطمینان از این که ساکنان یک شهر هوشمند از نقطه ای به نقطه دیگر در شهر تا حد امکان با خیال راحت و به طریقی کارآمد جا به جا شوند، استفاده می کنند. موجب می شود سطح امنیت منطقه ارتقاء یابد. این دوربین ها با فناوری تشخیص چهره، افراد را شناسایی کرده و فعالیت های مشکوک در مناطق ممنوعه را ردیابی می کنند. لس آنجلس یکی از پر ازدحام ترین شهرهای جهان است که راه حل های هوشمند ترافیکی را برای کنترل جریان ترافیک به کار گرفته است. در این شهر در سطح جاده ها، سنسورها و دوربین های تلویزیونی مدار بسته نصب شده است که اطالعات به روز رسانی شده در مورد جریان ترافیک را به صورت لحظه به لحظه به سیستم مدیریت ترافیک. در شهرهای هوشمند ، حمل و نقل پاک و کارآمد کالا و خدمات برای مردم ضروری است. بسیاری از شهرها به امید بهینه سازی جابه جایی، به فناوری های هوشمند و استفاده از هوش مصنوعی در شهر هوشمند روی آورده اند تا از ازدحام ترافیک کاسته و به روزرسانی های واقعی را در اختیار کاربران قرار دهند.
پارکینگ وسایل نقلیه و سیستم مدیریت ترافیک
یافتن جای پارک یا پارکینگ به ویژه در روزهای تعطیل یک چالش مهم به شمار می رود. با وجود سنسور هایی که در قسمت های مربوط به پارک خودرو در خیابان در سطح زمین در نظر گرفته شده اند، راه حل های پارکینگی هوشمند می توانند تعیین کنند که آیا جاهای پارک آزاد یا اشغال شده اند و نقشه پارکینگ را در لحظه ایجاد کنند. این امر همچنین باعث می شود مدت زمان انتظار رانندگان برای یافتن فضای خالی کاهش یابد که به کاهش تراکم ترافیکی و آلودگی نیز کمک می کند.
هوش مصنوعی در شهر هوشمند برای مدیریت ترافیک نیز مورد استفاده قرار می گیرد. سیستم های حسگر ترافیک با پشتیبانی هوش مصنوعی می توانند از دوربین ها برای جمع آوری داده های لحظه ای وسایل نقلیه در جاده استفاده کرده و آنها را به یک مرکز کنترل بفرستند، این مرکز کنترل داده های نقاط دیگر را نیز جمع آوری می کند و زمان سیگنال ها را به گونه ای تنظیم می کند که ترافیک روان وسایل نقلیه تضمین شود.
حمل و نقل هوشمند شامل بخش عمومی نیز می شود و به لطف استفاده از هوش مصنوعی در شهر هوشمند، فرصت های زیادی برای بهبود حمل و نقل عمومی وجود دارد. اکنون سرویس های آنلاین تاکسی نیز از هوش مصنوعی برای ارائه خدمات بهتر به مشتریان خود استفاده می کنند.
مدیریت هوشمند پسماند و زباله
یکی از چالش های مدیریت شهری یافتن روشی صحیح برای مدیریت زباله تولید شده. افزایش جمعیت شهری مستلزم اتخاذ روش های هوشمند برای مدیریت پسماند است. استفاده از فناوری هوش مصنوعی برای بازیافت هوشمند زباله ها و مدیریت پسماند می تواند یک سیستم پایدار مدیریت پسماند را برای شهر فراهم کند. نمونه بارز این نوع سیستم مدیریت پسماند، بارسلونا است که دارای سنسورها و دستگاه هایی است که بر روی سطل های زباله نصب شده اند و اعلان هایی را به محض پر شدن سطل های زباله به مقامات ارسال Type here] می کنند تا کامیون های جمع آوری زباله را به محل ارسال کنند. آنها همچنین در بارسلونا سطل های جداگانه ای برای کاغذ، پلاستیک، شیشه و مواد زائد مواد غذایی در هر محل نصب می کنند..
روشنایی هوشمند
در طراحی شهر، چراغ های خیابانی ضروری هستند اما انرژی زیادی مصرف می کنند که با استفاده از روشنایی هوشمند می توان میزان آن را کاهش داد. علاوه بر این، تیر برق های چراغ روشنایی همچنین می توانند به سنسورهای اضافی مجهز شوند یا به عنوان نقاطی از شبکه WIFI استفاده شوند.
لامپ ها همچنین می توانند روشنایی را با توجه به وجود یا عدم وجود عابر پیاده، دوچرخه سوار یا اتومبیل تنظیم کنند. این شبکه به صورت لحظه به لحظه برای روشن نگه داشتن چراغ های مجاور یکدیگر استفاده می کند و یک دایره ایمن از نور را در اطراف یک سرنشین خودرو یا انسان ایجاد می کند.
مدیریت و برنامه ریزی بهتر
هدف نهایی شهرهای هوشمند ایجاد زندگی راحت و مناسب برای شهروندان است. بنابراین، زیرساخت های شهر هوشمند بدون وجود یک حاکمیت هوشمند، کامل نیست. حاکمیت هوشمندانه به معنای استفاده از فناوری اطلاعات و ارتباطات به منظور بهبود تصمیم گیری از طریق همکاری بهتر بین ذینفعان مختلف از جمله دولت و شهروندان است.
حکومت هوشمند می تواند از داده ها، مدارک و سایر منابع برای بهبود تصمیم گیری و مطابقت تصمیم گیره ها با نیازهای شهروندان استفاده کند. نتایج اجرای موفقیت آمیز مؤلفه های شهر هوشمند در سراسر جهان ثابت می کند که در صورت اجرای صحیح، شهرهای هوشمند نسبتاً از لحاظ اقتصادی کارآمد هستند. به وجود آمدن شهر های هوشمند نه تنها باعث ایجاد شغل می شود بلکه به نجات محیط زیست، کاهش هزینه های انرژی و درآمدزایی بیشتر نیز کمک می کند. با توسعه شهرها، تصاویر ماهواره ای و تصاویر هوایی دوبعدی یا سه بعدی از مناطق جغرافیایی به کمک روش های هوش مصنوعی و یادگیری ماشین می توانند برای نقشه برداری از کاربری زمین در طول زمان استفاده شوند و اطلاعات مهمی را برای شهرها ایجاد کنند.
در استفاده از هوش مصنوعی در شهر هوشمند برای مدیریت و برنامه ریزی شهری بهتر، الگوریتم های حاصل از یادگیری ماشین، تصاویر ماهواره ای را برای برنامه ریزی و توسعه شهر با هدف تنظیم شکل گیری بر اساس تغییر داده ها ، مناطق مستعد برای بالیا مانند سیل ، زلزله و طوفان را تجزیه و تحلیل می کنند و کنترل مداوم چنین داده هایی در زمان واقعی و همچنین تاریخی می توانند به حکمرانی بهتری منجر شوند.
مزایای هوش مصنوعی در شهر هوشمند
اخیرا هوش مصنوعی در طراحی شهرهایی که در اثر جنگ یا موارد دیگر، آسیب دیده اند، بسیار موثر است. در واقع بر مبنای خاطرات مردم، تجربیات و داستان های آنها، هوش مصنوعی می تواند فضایی جدید را ایجاد کند. با پیشرفت تکنولوژی، امکاناتی که در اختیار طراحان قرار می گیرد، بسیار زیاد است.
در حالی که این سیستم ها می توانند کپی دقیق شهرهای باستانی و آثار باستانی را بازسازی کنند، این سوال باقی می ماند که آیا باید شهری جدید را طراحی کنیم، شهری برای آینده طراحی کنیم یا شهری را طراحی کنیم که شبیه ساکنین فعلی آن است. هوش مصنوعی کمک می کند تا اطلاعات مفیدی برای کمک به طراحان شهری منتشر شود، به نحوی که طرح های جدید بر طراحی های موجود تکیه داشته باشد تا ایجاد طرح هایی از ابتدا.
بازسازی، نوعی مقاومت اجتماعی و فرهنگی است، بنابراین طرح های شهری بعدی باید بر مبنای کشف پتانسیل های یک شهر ویران شده باشد. در این حالت، این طرح ها می تواند نسبت به طرح های قبلی بهبود یابد و بیش از پیش منطبق بر نیازهای انسان ها باشد .در این تکنیک، تمامی اطلاعات از مرحله نقشه سازی و بررسی می تواند منطبق بر انتظارات افراد قرار گیرد.
به طور کلی هوش مصنوعی شهر هوشمند با استفاده از سیستم های پیشرفته امنیتی، نظارت بر ترافیک و مدیریت پسماند، می تواند نقش مهمی در برنامه ریزی شهری، توسعه و مدیریت شهری داشته باشد و جوامع را امن تر و زیست پذیرتر کرده و شهروندان زندگی راحت تر و لذت بخش تری را تجربه کنند. ادغام هوش مصنوعی در شهر هوشمند مزایای متعددی برای انسان و همچنین محیط زیست دارد. هوش مصنوعی در شهر هوشمند دارای مزایای مختلفی است.
چالش های هوش مصنوعی در شهر هوشمند
دستیابی به هوش مصنوعی در شهر هوشمند کار ساده ای نیست، زیرا چالش های متعددی در هوشمندسازی شهرها وجود دارد. عالوه بر کمبود بودجه، کمبود تکنولوژی و سایر مواردی که در زیر بحث میشود، توسعه چنین شهرهایی را دشوار می کند.
اغلب دستگاه ها، تجهیزات، سیستم ها و ماشین آلات نصب شده در شهر های هوشمند از فناوری سنسور برای جمع آوری و تجزیه و تحلیل اطلاعاتی مانند ساعات شلوغی، جمع آوری مقدار زیادی داده از دوربین های نظارتی و سایر سیستم های امنیتی، کیفیت هوا یا میزان جرم و جنایت استفاده می کنند. اجرای این سنسورها و پیاده سازی هوش مصنوعی در شهر هوشمند به یک زیرساخت پیچیده و پرهزینه احتیاج دارد .
امنیت و حریم خصوصی
چالش دیگر در استفاده از هوش مصنوعی در شهر هوشمند، امنیت و حریم خصوصی افراد ساکن در چنین شهرهایی است. از آنجا که داده های مربوط به نظارت بر افراد یا مشاهده فعالیت های آنها جمع آوری می شود، با افزایش استفاده از فناوری اینترنت اشیا و سنسور می تواند یک چالش تلقی شود.
علاوه بر این، تهدید به حملات سایبری یک مسئله مهم برای شهرهای هوشمند است. از این رو، برای جلوگیری از نگرانی در مورد استفاده از داده ها، شهرهای هوشمند باید شهروندان خود را درگیر کنند. آگاهی، آموزش و شفافیت در مورد جمع آوری داده ها بسیار مهم است تا جامعه احساس کند که آنها واقعاً در پایدارتر کردن شهر خود مشارکت دارند.
نتیجه گیری
طرح های بازسازی شهری می تواند شانسی برای تلفیق تکنولوژی های هوشمند و طراحی شهرهای آینده باشد .داشتن یک تکنولوژی هوشمند به آن معناست که شهرهای پس از جنگ می تواند به سمت آینده حرکت کند و از اطلاعات جمع آوری شده می توان برای ایجاد تغییرات معنادار در طرح های شهری استفاده کرد .تکنولوژی های هوشمند می تواند با درک عمیقی از نیازهای انسان، سبک زندگی، رفتار و فرهنگ به کار گرفته شود. در نهایت، موفقیت تکنولوژی های هوشمند در طراحی شهرهای پس از جنگ، نیاز به مشارکت جوامع محلی دارد.
