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Ciudad inteligente

Posible escenario de movilidad inteligente y sostenible

Una ciudad inteligente es un área urbana que utiliza tecnología digital para recopilar datos y operar/prestar servicios. [1] [2] Los datos se pueden recopilar de ciudadanos, dispositivos, edificios, cámaras. Las aplicaciones incluyen sistemas de tráfico y transporte , [3] centrales eléctricas , servicios públicos , silvicultura urbana , [4] redes de suministro de agua , eliminación de residuos , investigaciones criminales , sistemas de información , escuelas , bibliotecas , hospitales y otros servicios comunitarios . [5] [6] Las ciudades inteligentes se caracterizan por las formas en que sus gobiernos locales monitorean, analizan, planifican y gobiernan la ciudad. En una ciudad inteligente, el intercambio de datos se extiende a empresas, ciudadanos y otros terceros que pueden obtener beneficios del uso de esos datos. [7] [8] Las tres mayores fuentes de gasto asociadas con las ciudades inteligentes a partir de 2022 fueron la vigilancia visual, el transporte público y la iluminación exterior. [9]

Las ciudades inteligentes integran tecnologías de la información y la comunicación (TIC) y dispositivos conectados a la red de Internet de las cosas (IoT) para optimizar los servicios de la ciudad y conectar a los ciudadanos. [10] [11] Las TIC pueden utilizarse para mejorar la calidad, el rendimiento y la interactividad de los servicios urbanos, reducir los costes y el consumo de recursos y aumentar el contacto entre los ciudadanos y el gobierno. [12] Las aplicaciones de las ciudades inteligentes gestionan los flujos urbanos y permiten respuestas en tiempo real. [13] Una ciudad inteligente puede estar más preparada para responder a los desafíos que una que tenga una relación "transaccional" convencional con sus ciudadanos. [14] [15] Sin embargo, el término está abierto a muchas interpretaciones. [16] Muchas ciudades ya han adoptado algún tipo de tecnología de ciudad inteligente.

Las iniciativas de ciudades inteligentes han sido criticadas por estar impulsadas por corporaciones, [17] [18] estar mal adaptadas a las necesidades de los residentes, [19] [20] ser en gran medida infructuosas, [ cita requerida ] y ser un movimiento hacia la vigilancia totalitaria . [21]

Fondo

Históricamente, las ciudades funcionaron como centros de innovación, y la llegada de la era digital presentó oportunidades y desafíos para aplicar la tecnología para crear entornos urbanos que sean más eficientes, sostenibles y habitables. [22] [23] [24] [25] [ ¿cómo? ] [26]

La transición hacia ciudades inteligentes requiere una reestructuración integral de la gestión y las operaciones de las ciudades, una mayor participación ciudadana y métodos de prestación de servicios públicos. [25]

Las ciudades buscan mejorar su infraestructura y la prestación de servicios, para promover la inclusión social, la adopción de tecnología y el desarrollo económico. [26] [27] [28] [25]

La transformación hacia una ciudad inteligente implica modificaciones en los procesos de planificación, gestión y operación. [29] Estos datos pueden analizarse posteriormente para identificar áreas de mejora y optimizar los servicios urbanos.

Tecnologías de la información y la comunicación

El concepto de ciudades inteligentes surgió de la adopción por parte de las ciudades [30] de tecnologías de la información y las comunicaciones. [31] [32]

Las TIC presentan desafíos debido a las limitaciones financieras, los obstáculos técnicos y las preocupaciones en materia de privacidad y seguridad. Además, no son accesibles de manera uniforme en todas las comunidades, lo que contribuye a la brecha digital . [26]

Definición

No ha surgido una definición comúnmente aceptada de "ciudad inteligente". [22] [33] : 71  La evaluación de las iniciativas de ciudades inteligentes se vuelve difícil sin un acuerdo sobre los parámetros. También obstaculiza la capacidad de comparar proyectos e identificar las mejores prácticas. [34] [35] [29]

Deakin y Al Waer enumeran cuatro factores que contribuyen a la definición de una ciudad inteligente: [36]

Deakin define la ciudad inteligente como aquella que utiliza las TIC para satisfacer las demandas del mercado (los ciudadanos de la ciudad), basándose en la participación de la comunidad. [37] Los estudios de proyectos de ciudades inteligentes pueden utilizarse como una alternativa a definiciones amplias difíciles de definir para aclarar qué son las ciudades inteligentes. [22] [38]

Definiciones tempranas

Las disparidades notables entre las definiciones de ciudad inteligente incluyen el enfoque relativo en las ventajas económicas versus los beneficios ambientales o sociales y las opciones tecnológicas específicas. [26]

Las definiciones de ciudad inteligente incluyen:

Investigación

Los principales problemas que rodean la investigación sobre ciudades inteligentes incluyen: [42]

Motivaciones

Crecimiento poblacional

Una motivación importante para las ciudades inteligentes es el crecimiento poblacional previsto. La ONU prevé que la población mundial alcance entre 9.600 y 13.200 millones de personas en 2100, y que las ciudades absorberán el 80% de este crecimiento. [43]

La tragedia de los comunes

Un objetivo importante de las iniciativas de ciudades inteligentes es utilizar las TIC para abordar el problema de la tragedia de los bienes comunes . [ ¿Cómo? ] Este fenómeno ocurre cuando los individuos que actúan en su propio interés agotan un recurso comunitario. Por ejemplo, mientras que cada conductor individual en una ciudad ahorra tiempo y flexibilidad al conducir, el exceso de conducción resultante de la comunidad causa congestión de tráfico y problemas ambientales . Esta situación empeora cuando los servicios de transporte público reciben poca atención debido al uso de vehículos personales. [44]

Historia

Los predecesores filosóficos de las ciudades inteligentes se pueden encontrar en obras utópicas como Nueva Atlántida (1626). [ 45] Otro fue el concepto de Ciudades Jardín de Ebenezer Howard de 1898. [42] Estas eran ciudades densas y de tamaño limitado fundadas en áreas rurales por grupos privados, que combinaban los beneficios de la ciudad y el campo. [46] Otras concepciones incluyen las de Edward Bellamy , Frank Lloyd Wright y Le Corbusier . [42] [46] Los críticos de las ciudades inteligentes establecen paralelismos entre las debilidades de estas visiones utópicas y las debilidades de las ciudades inteligentes actuales. [42]

El concepto de "ciudades inteligentes" surgió de la reciente adopción por parte de las ciudades globales de tecnologías de la información y las comunicaciones para uso urbano, que pueden utilizarse para mejorar la eficiencia, la sostenibilidad y la habitabilidad en entornos urbanos. [30] [31] [32] Algunas de las primeras intervenciones en la planificación urbana incluyen el uso del análisis estadístico computacional por parte de la Oficina de Análisis Comunitario en Los Ángeles a fines de los años 1960 [47] y el establecimiento por parte de Singapur de la Junta Nacional de Computación en 1981. [48]

El concepto de ciudad inteligente experimentó un gran auge alrededor de 2005. Las empresas tecnológicas buscaron crear sistemas de información para mejorar la eficiencia operativa de las ciudades. [49] [50] [51] [52]

Surgió un movimiento global que aboga por las ciudades inteligentes. [ cita requerida ]

IBM lanzó su iniciativa de marketing Smarter Planet en 2008, [53] que incluía el IBM Smarter Cities Challenge. En 2010, Cisco Systems , con 25 millones de dólares de la Fundación Clinton , estableció su programa Connected Urban Development en asociación con San Francisco, Ámsterdam y Seúl. En 2011, un Smart City Expo World Congress en Barcelona atrajo a 6000 personas de 50 países. La Comisión Europea estableció en 2012 el Smart Cities Marketplace, un centro centralizado para iniciativas urbanas en la Unión Europea . [54] El Presupuesto del Canciller de 2015 para el Reino Unido propuso invertir 140 millones de libras esterlinas en ciudades inteligentes e IoT. [55] Las competiciones de ciudades inteligentes fueron lanzadas en la década de 2010 por Bloomberg Philanthropies , la Fundación Rockefeller y el Departamento de Transporte de los Estados Unidos . [18] En 2016, AT&T lanzó una alianza con Cisco, Deloitte , Ericsson , General Electric , IBM, Intel y Qualcomm , con socios municipales en Atlanta, Georgia ; Chicago, Illinois ; y Dallas, Texas . [18]

Características

Las características clave que definen los entornos urbanos innovadores incluyen: [56]

Métodos

Tecnologías de la información y las comunicaciones

Se ha sugerido que una ciudad inteligente (u otra comunidad) utiliza tecnologías de la información para: [ cita requerida ]

  1. Hacer un uso más eficiente de la infraestructura física (carreteras, entorno construido y otros activos físicos) a través de la inteligencia artificial y el análisis de datos para apoyar un desarrollo económico, social y cultural fuerte y saludable. [17]
  2. Involucrarse eficazmente en la gobernanza local [64] mediante el uso de procesos de innovación abierta y participación electrónica , mejorando la inteligencia colectiva de las instituciones de la ciudad a través de la gobernanza electrónica [13] , con énfasis en la participación ciudadana y el codiseño . [65] [66]
  3. Aprender, adaptarse e innovar y, de ese modo, responder de forma más eficaz y rápida a las circunstancias cambiantes mejorando la inteligencia de la ciudad. [13] [67]

Evolucionan hacia una fuerte integración de todas las dimensiones de la inteligencia humana , la inteligencia colectiva y también la inteligencia artificial dentro de la ciudad . [68] : 112–113  [69] Según Mitchell, la inteligencia de las ciudades "reside en la combinación cada vez más efectiva de redes de telecomunicaciones digitales (los nervios), inteligencia ubicuamente incorporada (el cerebro), sensores y etiquetas (los órganos sensoriales) y software (el conocimiento y la competencia cognitiva)". [70]

Los componentes físicos de los sistemas de TI son cruciales para el desarrollo de ciudades inteligentes en sus primeras etapas. Se requiere una infraestructura cableada para respaldar la IoT y las tecnologías inalámbricas, fundamentales para una vida más interconectada. [71] Un entorno de ciudad cableada proporciona acceso general a una infraestructura física y digital que se actualiza continuamente. Luego, se puede implementar lo último en telecomunicaciones, robótica , IoT y diversas tecnologías conectadas para respaldar el capital humano y la productividad. [72] [73]

Formas de inteligencia

Bletchley Park se considera a menudo la primera comunidad inteligente.

La inteligencia en las ciudades inteligentes se ha demostrado de tres maneras: [ cita requerida ]

  1. Inteligencia de orquestación : [13] Las ciudades establecen instituciones y mecanismos de colaboración y resolución de problemas basados ​​en la comunidad, como en Bletchley Park , donde un equipo dirigido por Alan Turing descifró la clave nazi Enigma . Se ha dicho que este es el primer ejemplo de ciudad inteligente o comunidad inteligente. [74]
  2. Inteligencia para el empoderamiento : las ciudades ofrecen plataformas abiertas , instalaciones experimentales e infraestructura de ciudad inteligente para concentrar la innovación en ciertos distritos. Esto se puede ver en la Ciudad Científica Kista en Estocolmo y la Zona Ciberportal en Hong Kong. También se han establecido instalaciones similares en Melbourne y Kiev . [75]
  3. Inteligencia de instrumentación : la infraestructura de la ciudad se vuelve inteligente mediante la recopilación de datos en tiempo real , con análisis y modelos predictivos en todos los distritos de la ciudad. Existe mucha controversia en torno a esto, en particular en lo que respecta a los problemas de vigilancia en las ciudades inteligentes .

Ejemplos de inteligencia de instrumentación son los implementados en Amsterdam . [76] Esto se logra a través de: [13]

  1. Una infraestructura IP común que está abierta a los investigadores para desarrollar aplicaciones.
  2. Los medidores y dispositivos inalámbricos transmiten información en un momento determinado.
  3. Se están proporcionando medidores de energía inteligentes a varios hogares para que tomen conciencia del consumo de energía y reduzcan el uso de energía.
  4. Compactadores de basura con energía solar , estaciones de recarga para automóviles y lámparas de bajo consumo .

Uso de energía

Las ciudades inteligentes utilizan datos y tecnología para crear eficiencias, mejorar la sostenibilidad, crear desarrollo económico y mejorar los factores de calidad de vida de las personas que viven y trabajan en la ciudad. [ cita requerida ] Es posible que sea necesario integrar una variedad de conjuntos de datos diferentes para crear una infraestructura energética inteligente. [77] El empleo de tecnologías inteligentes permite la aplicación más eficiente de tecnologías energéticas integradas en la ciudad, lo que permite el desarrollo de áreas más autosuficientes o incluso distritos de energía positiva que producen más energía de la que consumen. [78] [ ¿cómo? ]

Una ciudad inteligente funciona gracias a "conexiones inteligentes" para diversos elementos, como el alumbrado público, los edificios inteligentes , los recursos energéticos distribuidos (DER), el análisis de datos y el transporte inteligente. Entre estos elementos, la energía es primordial; por eso las empresas de servicios públicos desempeñan un papel clave en las ciudades inteligentes. Las empresas eléctricas, en colaboración con funcionarios municipales, empresas tecnológicas y otras instituciones, se encuentran entre los principales actores que ayudaron a acelerar el crecimiento de las ciudades inteligentes de Estados Unidos. [79]

Según David K. Owens, ex vicepresidente ejecutivo del Edison Electric Institute , dos elementos clave que debe tener una ciudad inteligente son una plataforma de comunicaciones integrada y una "red eléctrica dinámica y resiliente". [80]

Las redes inteligentes son una tecnología importante en las ciudades inteligentes. La mayor flexibilidad de las redes inteligentes permite una mayor penetración de fuentes de energía renovables muy variables, como la energía solar y la energía eólica. [ cita requerida ]

Los sistemas de gestión de datos de energía (EDMS) pueden ayudar a ahorrar energía en las ciudades registrando datos y utilizándolos para aumentar la eficiencia. [81]

Gestión de datos

Para que una ciudad inteligente funcione, es necesario que gestione una enorme cantidad de datos recopilados a través de los dispositivos y sistemas integrados en su entorno. [82] Esto también es importante para el crecimiento y la seguridad de las ciudades. [83] Las ciudades inteligentes utilizan una variedad de tecnologías de recopilación, procesamiento y difusión de datos, junto con medidas de seguridad y privacidad de datos, en un intento de fomentar la innovación y mejorar la calidad de vida de los ciudadanos. [82] Esto puede relacionarse con temas como los servicios públicos, la salud, el transporte, el entretenimiento y los servicios gubernamentales. [82]

Las plataformas de gestión colaborativa de datos de sensores en línea son servicios de bases de datos en línea que permiten a los propietarios de sensores registrar y conectar sus dispositivos para introducir datos en una base de datos en línea para su almacenamiento y permiten a los desarrolladores conectarse a la base de datos y crear sus propias aplicaciones basadas en esos datos. [84] [85]

Las tarjetas electrónicas (conocidas como tarjetas inteligentes ) son otro componente común en los contextos de ciudades inteligentes. Estas tarjetas poseen un identificador único encriptado que permite al propietario iniciar sesión en una variedad de servicios proporcionados por el gobierno (o servicios electrónicos ) sin configurar múltiples cuentas. El identificador único permite a los gobiernos agregar datos sobre los ciudadanos y sus preferencias para mejorar la prestación de servicios y determinar los intereses comunes de los grupos. Esta tecnología se ha implementado en Southampton. [36]

Las tecnologías cognitivas, como la inteligencia artificial y el aprendizaje automático , pueden entrenarse con los datos generados por los dispositivos urbanos conectados para identificar patrones. La eficacia y el impacto de determinadas decisiones políticas pueden cuantificarse mediante sistemas cognitivos que estudien las interacciones continuas de los seres humanos con su entorno urbano. [86]

Transporte

Los sistemas de bicicletas compartidas son un elemento importante en las ciudades inteligentes. [87]

También se están desarrollando sistemas de transporte inteligentes y sistemas de CCTV . [88]

Los bolardos retráctiles permiten restringir el acceso al interior de los centros urbanos (es decir, a los camiones de reparto que reabastecen las tiendas outlet). La apertura y el cierre de estas barreras se realiza tradicionalmente de forma manual, a través de un pase electrónico [89], pero también se puede realizar mediante cámaras ANPR conectadas al sistema de bolardos. [90]

Factores humanos

Según McKinsey, las iniciativas de ciudades inteligentes pueden tener impactos positivos mensurables en la calidad de vida de sus ciudadanos y visitantes. [91] El marco humano de una ciudad inteligente –su economía, redes de conocimiento y sistemas de apoyo humano– es un indicador importante de su éxito. [92]

Por ejemplo, las iniciativas de arte y cultura son áreas de enfoque comunes en la planificación de ciudades inteligentes. [93] [94] La innovación está asociada con la curiosidad intelectual y la creatividad, y varios proyectos han demostrado que los trabajadores del conocimiento participan en una mezcla diversa de actividades culturales y artísticas. [95] [96]

Dado que la movilidad es un área clave del desarrollo de ciudades inteligentes, es necesario crear una fuerza laboral capaz a través de iniciativas educativas. [92] [ aclaración necesaria ] La capacidad de aprendizaje de una ciudad incluye su sistema educativo, incluida la capacitación y el apoyo disponibles para la fuerza laboral, y su desarrollo e intercambio cultural. [97]

Numerosos programas de ciudades inteligentes también se centran en el desarrollo de infraestructura blanda, como el aumento del acceso a organizaciones voluntarias y zonas seguras designadas. [98] Este enfoque en el capital social y relacional significa que la diversidad, la inclusión y el acceso ubicuo a los servicios públicos se incorporan a la planificación urbana. [73]

El desarrollo de una economía del conocimiento también es fundamental para los proyectos de ciudades inteligentes. [99] Las ciudades inteligentes que buscan ser centros de actividad económica en sectores emergentes de tecnología y servicios destacan el valor de la innovación en el desarrollo de las ciudades. [73]

Otras tecnologías

Los dispositivos móviles (como teléfonos inteligentes y tabletas) son una tecnología clave que permite a los ciudadanos conectarse a los servicios de las ciudades inteligentes. [100] [101] [102]

Las ciudades inteligentes también dependen de los hogares inteligentes y, específicamente, de la tecnología que se utiliza en ellos . [103] [104] [105] [106] [107]

También se han establecido bibliotecas digitales en varias ciudades inteligentes. [108] [109] [110] [111] [112] [113]

Otras tecnologías y tendencias de apoyo incluyen el trabajo remoto , [114] [115] [116] la telesalud , [117] [118] la cadena de bloques , [119] [120] la tecnología de banca en línea , [121]

La "ciudad ubicua", un concepto de ciudad inteligente, proporciona acceso a los servicios públicos a través de cualquier dispositivo conectado. La ciudad-U es una extensión del concepto de ciudad digital debido a la facilidad en términos de accesibilidad a todas las infraestructuras. [122]

Crítica

Las críticas a las ciudades inteligentes incluyen: [17]

Iniciativas

Porcelana

El movimiento de ciudades inteligentes de China comenzó con un programa piloto lanzado en 2012 a través de su Ministerio de Vivienda y Desarrollo Urbano-Rural . [33] : 58–59  El Plan Nacional de Urbanización de Nuevo Tipo de China para 2014-2020 incluyó ciudades inteligentes. [33] : 59–60  Identificó seis aspectos importantes para el desarrollo de ciudades inteligentes: [33] : 60 

En 2016, se habían puesto en marcha aproximadamente 500 proyectos de ciudades inteligentes. [33] : 59  En 2021, China ocupó el primer lugar en todas las categorías del International AI City Challenge: "según algunas estimaciones, China tiene la mitad de las ciudades inteligentes del mundo". [136]

Sociedades comerciales

Alibaba creó City Brain . [137] [138] Su primera implementación en el extranjero comenzó en 2018 en Kuala Lumpur , Malasia. [139] : 82 

Baidu desarrolló Apollo , una tecnología de conducción autónoma. [140] Tencent lanzó tecnología médica, [140] como WeChat Intelligent Healthcare, Tencent Doctorwork y AI Medical Innovation System (AIMIS) . [141]

A partir de 2024, los productos digitales "Safe City" fueron comercializados en el extranjero por empresas chinas como Dahua Technology , Huawei, ZTE y Hikvision . [139] : 80  La solución compacta Safe City de Huawei se centra en mejorar la seguridad. [142] [143] [144] En 2018, Serbia anunció un proyecto Safe City para Belgrado en conjunto con Huawei, utilizando mil cámaras con capacidades avanzadas de reconocimiento facial y de reconocimiento de matrículas. [139] : 82 

Estados Unidos

Estados Unidos ha destinado más de 160 millones de dólares a iniciativas de ciudades inteligentes. Los desafíos incluyen la congestión del tráfico , el crecimiento económico , la delincuencia, el cambio climático y los servicios públicos. [ cita requerida ]

Canadá

El movimiento de las "comunidades inteligentes" tomó forma como una estrategia para involucrar a más usuarios en las TI. [97] Los problemas principales incluían la congestión del tráfico, el hacinamiento en las escuelas y la contaminación del aire. [97]

Europa

Los miembros de la UE comenzaron a trabajar en el desarrollo de ciudades inteligentes e iniciativas de TIC a mediados de la década de 2010. El marco de la Agenda Digital para Europa hace hincapié en el aprovechamiento de las TIC. El presupuesto 2014-2015 del programa de Investigación e Innovación Horizonte 2020 incluyó aproximadamente 200 millones de euros para acelerar el desarrollo de ciudades inteligentes. [145] [146] : 337–355  [147]

A partir de 2024, Estonia habrá avanzado más en la digitalización de los servicios públicos.

África

La Comisión de la Unión Africana se comprometió a utilizar las TIC para promover el desarrollo urbano sostenible. [ cita requerida ]

Sudeste asiático

La Red de Ciudades Inteligentes de la ASEAN (ASCN) es una plataforma colaborativa para promover iniciativas de ciudades inteligentes en toda la ASEAN catalizando proyectos financiables y asegurando la financiación y el apoyo de los socios externos de la ASEAN. [ cita requerida ]

India

La Misión Ciudades Inteligentes es un programa de modernización y renovación urbana encabezado por el Ministerio de Desarrollo Urbano. [148]

Naciones Unidas

La Nueva Agenda Urbana enfatizó la importancia del desarrollo de ciudades inteligentes, estableciendo un compromiso fundamental para los 193 estados miembros de la ONU . [149] [150] [151]

Implementación

Las características más comunes de una "ciudad inteligente" son la infraestructura en red, el énfasis en el desarrollo urbano impulsado por las empresas, la inclusión social de diversos grupos de residentes y el énfasis en el medio ambiente. [22] [26]

Asociaciones

Las iniciativas de ciudades inteligentes requieren la colaboración y la participación de los organismos gubernamentales, las empresas, las organizaciones comunitarias, el mundo académico y los ciudadanos. La colaboración con las empresas y el mundo académico aporta conocimientos técnicos y capacidades de investigación. [152] [153] [154]

Las colaboraciones con organizaciones comunitarias pueden mejorar la equidad y la inclusión. [26]

Véase también

Referencias

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