A cidade pode ser pensada como um organismo vivo que requer entradas de energia, nutrientes, e água e exala resíduos. Tradicionalmente, engenheiros projetaram e administraram os sistemas que compraram energia e água para a cidade e removeram resíduos sólidos e líquidos. Os alimentos são distribuídos de forma menos centralizada, mas ainda organizado por grandes corporações.

Este modelo agora está sendo subvertido. A subversão é mais notável com a tendência de geração ad-hoc de energia por famílias individuais, o que já está causando dores de cabeça aos engenheiros responsáveis ​​pela estabilização da rede elétrica. No futuro, Contudo, a evolução orgânica e dinâmica da infraestrutura urbana, habilitado por novas tecnologias, precisará ser antecipado e planejado para, com o humano no centro. Os engenheiros precisarão trabalhar mais estreitamente do que nunca com arquitetos e planejadores urbanos. Nem sempre uma profissão estará no comando, deixando as outras profissões para preencher os espaços em branco. A integração estreita e rigorosa da engenharia, ciência de dados e arquitetura se tornarão obrigatórias.

O programa de Infraestrutura Urbana do Futuro do Smart Cities Research Institute (SCRI) é organizado em torno dos seguintes três fluxos de interseção:Sistemas Integrados de Infraestrutura (IIS), Urban Information Modeling (UIM) e Digital Fabrication and Procurement (DFP). Cada um se baseia no conhecimento e nas percepções das outras duas correntes, e, inerentemente, atravessa disciplinas.

1. Sistemas integrados de infraestrutura

O fluxo IIS representa os fluxos de energia e materiais para cidades e distritos urbanos - e também os fluxos dentro deles. Cidades, seus distritos e comunidades extra-urbanas tradicionalmente consomem eletricidade, água e comida além de seus limites, e expeliu calor residual, água e sólidos. Agora, a energia é gerada e armazenada em edifícios, a água é coletada e reutilizada, e os alimentos são cultivados localmente.

Como encorajamos esse processo anárquico e orgânico enquanto regulamentamos para prevenir desastres na saúde, segurança e energia? Se as pessoas forem convencidas a instalar o armazenamento de bateria, por que eles não são convencidos a beber água reciclada? Como podemos usar o big data do fluxo do UIM para coordenar uma miríade de produtores e consumidores individuais? Como podemos usar as novas técnicas de construção do fluxo do DFP para responder com flexibilidade às necessidades dos cidadãos?

2. Modelagem de informação urbana

O UIM abrange o mundo do big data com a aplicação de novos algoritmos e inteligência artificial a vastos conjuntos de dados. Seja na escala de edifícios individuais, distritos urbanos, ou a cidade inteira, a modelagem de informações em tempo real e o teste de diversos cenários podem levar à rápida tomada de decisões e a um planejamento altamente informado.

Dados sobre os fluxos de energia, Comida, água e materiais do fluxo IIS - bem como na mobilidade - devem ser aproveitados. Então, deve ser destilado para produzir relações e implicações inesperadas. Isso permite que as partes interessadas e os usuários finais tomem medidas que, de outra forma, não teriam ocorrido a eles até que fosse tarde demais.

Como podemos colocar o big data nas mãos dos cidadãos para que eles possam ser designers ativos, mas responsáveis ​​de suas próprias cidades? Por meio de modelagem e gerenciamento de informações, todos os aspectos do design, construção, gerenciar e demolir o ambiente construído no fluxo do DFP pode ser vinculado. Isso pode aumentar radicalmente a eficiência e reduzir a perda de tempo, esforço, e recursos em todo o setor de construção.

3. Fabricação e aquisição digital

O fluxo do DFP se envolve ativamente com os processos em rápida mudança por trás da aquisição e construção de cidades, recintos e edifícios. A automação está mudando a maneira como pensamos sobre a construção, exigindo estratégias de aquisição e processos de construção completamente novos e inovadores.

Como podemos utilizar tecnologias robóticas e adaptativas, estabelecido há muito tempo no chão de fábrica, fabricar e desmontar ambientes urbanos para atender às necessidades em constante mudança? Existem cruzamentos significativos entre cada um dos fluxos como pares. Juntos, as comunidades de pesquisa IIS e UIM podem se envolver na busca por novos modelos de sistemas ambientais. O UIM e o DFP podem se unir na integração de sistemas de construção. A aliança entre os pesquisadores do DFP e do IIS oferece novas tecnologias para a construção de integração de sistemas.

Atendendo às necessidades dos cidadãos urbanos

A pesquisa transdisciplinar sempre foi e sempre será um desafio. Por isso, em Swinburne, escolhemos as áreas onde publicamos, expertise reconhecida internacionalmente, e combinamos pesquisadores que podem trabalhar juntos para entregar projetos em que apenas a combinação de disciplinas terá sucesso.

Fico feliz em confessar que sou um novato completo no mundo do design urbano. Minha própria área de pesquisa é dinâmica de fluidos - o estudo de fluxos de fluidos. É um ramo da física matemática estudado por engenheiros e cientistas. Então, quando se trata de arquitetura, sou definitivamente um peixe fora d'água.

Contudo, Tive alguma experiência em reunir equipes de pesquisadores de disciplinas totalmente diferentes, e meus colegas SCRI que são especialistas em arquitetura e design foram maravilhosos em me educar. Minha tarefa é preencher a lacuna cultural entre meu mundo de engenheiros - os designers de tecnologia - e o mundo do design centrado no ser humano. Juntos, podemos ter novas ideias para infraestrutura futura. Nossos conceitos serão novos, mas rigorosos, bases baseadas em pesquisas e atenderão às necessidades humanas do cidadão urbano.