In Noticias

Investigadores del Centro de Computación de Alto Rendimiento de la Universidad de Stuttgart (HLRS) y del Instituto Fraunhofer, en Alemania, han usado tecnologías de supercomputación y visualización para desarrollar un gemelo digital de la ciudad alemana de Herrenberg. Además de datos físicos, incluye las emociones de los ciudadanos, con el objetivo de optimizar la planificación urbana y diseñar ciudades más sostenibles y habitables.

El equipo de investigación del Centro de Computación de Alto Rendimiento de la Universidad de Stuttgart y del Instituto Fraunhofer -formado por Fabian Dembski, Uwe Wössner, Mike Letzgus, Michael Ruddat y Claudia Yamu- ha publicado en la revista ‘Sustainability‘ un informe detallado que describe los métodos y resultados del proyecto de gemelo digital de Herrenberg, bajo el título ‘Gemelos Digitales Urbanos para Smart Cities y Ciudadanos: El caso de estudio de Herrenberg, Alemania’. Un trabajo del que se han ocupado estos investigadores durante los últimos años y que arroja datos valiosos para los encargados de la planificación de las ciudades y los políticos del estado federado de Baden-Württemberg, en el suroeste de Alemania.

En un contexto en el que las ciudades se han vuelto más grandes y habitadas, y la tecnología abre nuevas posibilidades para observar y simular los procesos dinámicos urbanos, nace el proyecto de gemelo digital de Herrenberg, una ciudad de 31.000 habitantes perteneciente al distrito de Böblingen de Baden-Württemberg.

Los investigadores al frente del proyecto han desarrollado nuevas aplicaciones de visualización 3D para apoyar la planificación urbana, y han adaptado el concepto de gemelo digital a las ciudades, usando tecnologías de computación de alto rendimiento (HPC) para analizar, integrar y visualizar datos que describen fenómenos urbanos con el objetivo de simular procesos dinámicos y complejos esenciales para la planificación de las ciudades.

La tecnología al servicio de la ciudad

Los gemelos digitales o digital twins hacen posible el análisis exhaustivo de la información, que en combinación con soluciones de big data, IoT e inteligencia artificial, permiten estudiar los datos para planificar escenarios futuros mediante simulaciones.

Son muchos los científicos e ingenieros que han creado gemelos digitales de objetos, edificios, servicios o sistemas. No obstante, los investigadores del HLRS y el Instituto Fraunhofer se encuentran entre los primeros en aplicar este concepto al modelado de entornos urbanos completos.

Su enfoque parte de la idea de que la vida urbana es el resultado de interacciones complejas, entre otros factores. A través de diferentes herramientas digitales, como sensores y una app, el equipo de investigación recopiló grandes conjuntos de datos sobre la calidad del aire, el tráfico, los flujos peatonales y las emociones de los habitantes, entre otras dimensiones de la vida en la ciudad. Al fusionar estos datos utilizando supercomputadores y visualizarlos mediante realidad virtual, resulta más fácil comprender las interacciones complejas (como, por ejemplo, cambios en los patrones de tráfico).

Para crear este modelo multidimensional de la ciudad alemana de Herrenberg, era necesario partir de un fundamento básico que luego pudiese exponerse con datos más detallados. Así, los investigadores utilizaron un concepto denominado sintaxis del espacio, que produce un esquema 2D de cuadrículas físicas en una ciudad, lo que ofrece un marco para llevar a cabo análisis espaciales, como predecir la trayectoria de los vehículos o el tráfico de peatones de un punto a otro.

Después, el equipo agregó los datos del sistema de información geográfica (GIS) y de los sistemas de control de tráfico para incorporar la topografía, la geometría de la carretera y los flujos de tráfico realistas en detalle, agregando otra capa de complejidad. Utilizando el software de mecánica de fluidos de código abierto, OpenFOAM, también se pudieron crear modelos realistas del movimiento del viento y las emisiones en la ciudad.

Emociones de los ciudadanos

Una de las principales novedades del gemelo digital de Herrenberg es la inclusión de las emociones de la ciudadanía, que desempeñan un papel importante en el éxito del diseño urbano. Así, al modelado físico de alta precisión descrito anteriormente, los investigadores de HLRS y Fraunhofer añadieron las respuestas emocionales a diferentes áreas de la ciudad. A través de una aplicación, los residentes proporcionaron datos cualitativos sobre si ciertas ubicaciones les parecían cómodas, feas, poco seguras, etc.

Mediante un escáner láser 3D, el equipo creó una visualización en tres dimensiones del centro de la ciudad alemana, para después integrar los datos aportados por los ciudadanos en un modelo de realidad virtual inmersivo, facilitando una visión holística de la ciudad a los encargados de la gestión urbana.

En este sentido, la computación de alto rendimiento es necesaria para este trabajo debido a los grandes conjuntos de datos involucrados, así como para la integración de herramientas, experiencias y la convergencia de conjuntos de habilidades y tecnologías dispares.

Planificar el futuro de las ciudades

Los investigadores han compartido su gemelo digital con los responsables políticos de la ciudad de Herrenberg. Asimismo, han presentado una versión móvil del mismo a través de realidad virtual en varios eventos, para alentar a la participación ciudadana en la planificación de la ciudad. Se trata de un formato que atrae tanto a la ciudadanía como a los responsables de la gestión urbana, pues permite una vista inmersiva de la ciudad que ayuda a evaluar mejor el diseño de las urbes.

Para el Dr. Fabian Dembski, que trabaja en la intersección entre arquitectura, planificación urbana y ciencia computacional, “las ciudades funcionan como organismos vivos que crecen y cambian con el paso del tiempo, por lo que las decisiones sobre planificación urbana pueden mejorar o degradar la salud de las urbes”. Y para comprender las ciudades y su espacialidad, la tercera dimensión ha resultado una herramienta muy útil.

Inteligencia artificial aplicada a las smart cities

De acuerdo con HLRS, el equipo también investigará en un futuro cercano cómo podría usarse la inteligencia artificial para representar mejor los factores que afectan a la forma en que los residentes experimentan emocionalmente sus ciudades de origen.

Dembski explica que está previsto comenzar a incluir fenómenos más dinámicos y de mayor escala en el modelo, como migración regional, efectos de la gentrificación y el crecimiento, patrones de asentamiento, sociales y económicos, así como de resiliencia.

Teniendo en cuenta la complejidad de la tarea, la utilización de la inteligencia artificial podría ser de ayuda, aunque sin olvidar el valor humano. “Las herramientas digitales pueden ayudarnos a imaginar una forma más equitativa y completa de diseñar ciudades del futuro, pero el factor humano es insustituible”, concluye el investigador.

Fuente de la noticia: https://www.esmartcity.es/2020/05/27/gemelo-digital-ciudad-alemana-herrenberg-contribuye-planificacion-urbana-sostenible

Recent Posts

Dejar un comentario

Contact Us

We're not around right now. But you can send us an email and we'll get back to you, asap.

Not readable? Change text. captcha txt
0

Start typing and press Enter to search

X