هوش مصنوعی و برنامه ریزی شهری: فناوری به عنوان ابزاری برای طراحی شهری

artificial intelligence and urban planning technology as a tool for city design

مهندس مارال شایق | سه شنبه, 30 بهمن,1403

همگرایی هوش مصنوعی و برنامه ریزی شهری نوید امیدوارکننده ای برای ایجاد شهرهای هوشمندتر، کارآمدتر و پایدارتر است. این همگرایی مستلزم ادغام فناوری‌های پیشرفته ای است که می‌توانند تصمیم‌گیری را در مسیر درست قرار دهند، تخصیص منابع را افزایش دهند، روندهای به روز را پیش‌بینی کنند، شهروندان را درگیر کنند و موارد دیگر. در این محدوده، که در آن هوش مصنوعی به عنوان ابزاری برای پیشرفت جنبه‌های مختلف شهری در نظر گرفته می‌شود، توسعه برنامه‌های کاربردی، نرم‌افزارها و سایر سیستم‌های فن‌آوری متناسب با برنامه‌ریزی شهری افزایش داشته است. در ادامه، برخی از مطالعات و فناوری‌های جهانی را از ساختار شناسی واژگان شهری گرفته تا مشارکت جامعه، بررسی کرده‌ایم.

طراحی شهری و ساختار شناسی واژگان

مفهوم "موجودی که از خالق پیشی می گیرد" هرگز به اندازه طراحی شهری و هوش مصنوعی به واقعیت نزدیک نبوده است. اخیراً، گروهی از برنامه ریزان شهری و دانشمندان دانشگاه چینهوا در چین، یک سیستم برنامه ریزی شهری مبتنی بر هوش مصنوعی را توسعه داده اند که قادر است در ایجاد پروژه ها از برنامه ریزان شهری انسانی بهتر عمل کند. این گروه در مطالعه خود که در مجله Nature Computational Science منتشر شده است، عوامل مورد استفاده برای تعریف یک طرح شهری ایده آل را تحت ایدۀ "شهر 15 دقیقه ای" مورد بحث قرار داده اند. محققان با استفاده از پروژه‌های قبلیِ طراحی‌شده توسط انسان و عواملی که گمان می رود ویژگی‌های مثبتی مانند پارک‌ها، مسیرهای دوچرخه‌سواری و فضاهای تفریحی باشند، این سیستم را آموزش دادند. هنگام آزمایش سیستم در یک محیط شبکه 3×3، آنها دریافتند که طرح های تولید شده توسط سیستم به خوبی یا حتی بهتر از برنامه های ایجاد شده توسط متخصصان است و همه اینها در کسری از ثانیه انجام می شود.

در راستای همین تفکر، شرکت Digital Blue Foam، که یک شرکت فناوری مستقر در سنگاپور است، نرم افزار Urban Insights  را معرفی کرده که ابزاری برای نمونه سازی سریع شهری است. این نرم افزار با جذب داده‌ها از منابع باز متنوع کار می‌کند و تیم‌های پروژه را قادر می‌سازد تا سناریوهای شهری را تولید کنند و کیفیت مکان‌های مختلف را مقایسه کنند.این شرکت با کارشناسانی مانند کارلوس مورنو، که مبتکر ایدۀ "شهر 15 دقیقه ای" است و موسساتی مانند دانشگاه علوم کاربردی برن برای اطمینان از تجزیه و تحلیل دقیق و علمی پروژه های خود همکاری می کند.

همانطور که قبلا ذکر شد، استفاده از نمونه سازی شهری برای مطالعه تلفیق‌ها و راهکارهای مختلف، احتمالا یکی از امیدوارکننده ترین کاربردهای هوش مصنوعی در برنامه ریزی شهری است. در این راستا، توجه به فناوری "*دوقلوهای دیجیتال" ضروری است. این ابزار هوش مصنوعی شامل سه جزء اصلی است: تجسم، پیش‌بینی و تشخیص. این ابزار فرصتی برای شبیه سازی دیجیتالی و آزمایش تغییرات در چشم انداز شهری، قبل از اجرا فراهم می کند و پیش بینی می کند که چگونه تغییرات در یک ساختار، ممکن است بر محیط اطراف آن تأثیر بگذارد. این یک رویکرد دقیق برای برنامه ریزی شهری است که رکود را به حداقل می رساند و پیشرفت شهر را تضمین می کند. به عنوان نمونه‌های عملی شده از این دست میتوان به شرکت BuildMedia که در حال توسعه یک دوقلوی دیجیتالی از شهر ولینگتونِ نیوزلند است و شرکت چینی 51World که دوقلوی دیجیتالی شانگهای را ایجاد کرده است، اشاره کرد.

(*دوقلوی دیجیتال: یک مدل مجازی است که ویژگی ها، رفتار و عملکرد همتای فیزیکی خود را در زمان واقعی یا در طول زمان تکرار می کند)
 

تاب آوری و سازگاری با آب و هوا

همچنین هوش مصنوعی می تواند به شهرها در واکنش به عواقب تغییرات آب و هوایی کمک کند. مدل‌سازی پیش‌بینی‌کننده، ارزیابی ریسک و سیستم‌های هشدار اولیه ای که توسط هوش مصنوعی طراحی شده‌اند، به افزایش انعطاف‌پذیری در برابر رویدادهای شدید آب و هوایی کمک می‌کنند.

به عنوان مثال، نرم افزار Tree Canopy شرکت گوگل که با هوش مصنوعی طراحی شده است، ابزاری است که برای کمک به برنامه ریزی شهری از طریق کاهش تاثیر امواج گرمای شدید طراحی شده است. این ابزار که در جستجوگر تصاویر محیطیِ گوگل (Environmental Insights Explorer) ادغام شده ، هوش مصنوعی را با تصاویر هوایی شهرها ترکیب می کند. این ابزار دولت ها را قادر می سازد تا پوشش درختی را بشناسند و برنامه ریزی مؤثرتر برای درختکاری های جدید را تسهیل می کند.

علاوه بر این کاربرد، باید به محققان شرکتIBM  اشاره کرد که فرآیندی را برای شناسایی دقیق، نقشه برداری و اندازه گیری میزان کربنی که درختان در یک منطقه خاص می توانند ذخیره کنند، توسعه داده اند. این مطالعه گونه، شکل هندسی و حجم برگ را در نظر می گیرد. به عنوان مثال، محققان می‌توانند اندازه‌گیری کنند که درختان منهتن ۵۲ هزار تن کربن را در خود نگه می‌دارند، ویژگی‌های خاص اثربخشی گونه‌های خاص و جایی که انواع خاصی از درختان سودمندتر هستند را مشخص کنند و به ترکیب مؤثر پوشش گیاهی در مراکز شهری کمک کنند. .

برنامه ریزی زیرساخت

همانطور که در مثال قبلی مشاهده شد، نقشه برداری هوایی، اطلاعات ضروری را برای بهبود جنبه های مختلف شهری فراهم می کند و آن را به ابزاری ارزشمند برای تجزیه و تحلیل داده ها تبدیل می کند.

در همین راستا اداره برنامه ریزی ملی کلمبیا در سال 2021، یک پروژه آزمایشی پیشگامانه را اجرا کرد که نقشه برداری هوایی را با عارضه یاب‌های شهری ترکیب می کند تا به چالش سکونتگاه های غیررسمی در این کشور رسیدگی کند. این پروژه نشان داد که تقریباً 85 درصد از مناطق شناسایی شده توسط نقشه های الگوریتمی، با مناطق تأیید شده و مشخص شده توسط کارشناسان محلی مطابقت دارد. این سطح بالای دقت، برای شناسایی و اولویت بندی مناطقی که نیاز به سیاست های عمومی برای بهبود فضا دارند کافی بود. بر اساس نتایج امیدوارکننده پروژه اولیه، نرم افزار MAIIA (نرم افزار نقشه برداری خودکار سکونتگاه های غیررسمی با هوش مصنوعی) ایجاد شد. این نرم افزاربه عنوان بخشی از یک جعبه ابزار برنامه ریزی شهری، کاتالوگی از ابزارهای دیجیتال با دسترسی آزاد برای برنامه ریزی شهری است. هدف از این نرم افزار تسهیل شناسایی و نقشه برداری خودکار سکونتگاه های غیررسمی در مکان های مختلف و ارائه راه حل های کارآمد و در دسترس برای چالش های مربوط به مسکن است.
 

تعامل اجتماعی

ابزارهای مبتنی بر هوش مصنوعی می توانند ارتباط بین برنامه ریزان شهری و جامعه را تسهیل کنند. کاربردهای واقعیت مجازییا واقعیت افزوده می‌تواند به ساکنان شهر در تجسم تغییرات پیشنهادی و ارائه بازخورد کمک کرده و روند برنامه‌ریزی مشارکتی‌تری را ترویج دهد.

در این زمینه، باید به ابتکاراتی اشاره کرد که از هوش مصنوعی برای افزایش نظارت و تحلیل داده ها استفاده می کنند و به مسائل مرتبط با حمل و نقل مانند مدیریت هوشمند ترافیک، کنترل چراغ راهنمایی یا نظارت دوربین کمک می کنند. برخی از این ابتکارات هم برای تعیین مسیرهای ایمن و نظارت بر فضاهای عمومی جهت یافتن تهدیدات ایمنی احتمالی برای عابران پیاده، از داده های تولید شده توسط کاربر استفاده می کنند. در این راستا، اپلیکیشن‌هایی با تمرکز ویژه بر ایمنی شهری برای زنان وجود دارد که از طریق هوش مصنوعی، اطلاعات کاربران را جمع‌آوری می‌کند و نشان می‌دهد که آیا یک مسیر خاص امن تلقی می‌شود یا خیر.
 

در حوزه برنامه ریزی شهری، که حوزه ای پیچیده و همیشه در حال تغییر است، پتانسیل هوش مصنوعی به عنوان راه حلی برای مقابله با چالش های مختلف، توجه ها را به خود جلب کرده است. با این حال، قبل از اینکه هوش مصنوعی بتواند به طور یکپارچه در برنامه ریزی شهری ادغام شود، موانعی وجود دارد که باید بر آنها غلبه کرد. یکی از این چالش های مهم، در کمبود داده نهفته است. کاربرد موفقیت آمیز هوش مصنوعی در برنامه ریزی شهری، متکی بر داده های دقیق و جامعی است که شامل عواملی مانند تراکم جمعیت، جریان ترافیک و کاربری زمین می شود. هنوز، به دست آوردن چنین داده هایی به دلیل مسائل مربوط به حریم خصوصی یا گردآوری ناقص داده ها، می تواند چالش برانگیز باشد.

با این حال، از آنجایی که هوش مصنوعی با چالش‌های مربوط به کمبود داده دست و پنجه نرم می‌کند، بحث‌های زیادی حول نقش شهروندی، که اغلب به عنوان «ارائه‌دهنده داده‌های رایگان» از آن یاد می‌شود، شکل گرفته است. این امر باعث ایجاد سؤالاتی در مورد وضعیتی می شود که در آن ما با کمال میل اطلاعاتی را برای یک پایگاه داده شهری ارائه می دهیم که اغلب برای کسب سود توسط شرکت های خصوصی مورد سوء استفاده قرار می گیرد. با این وجود، در میان این موفقیت ها و نقص‌ها، نمی توان پتانسیل عظیم هوش مصنوعی را در ارتباط با برنامه ریزی شهری انکار کرد، راهی که باید به طور فزاینده ای مورد بررسی قرار گیرد. با این حال، تاکید بر اهمیت همکاری بین برنامه ریزان شهری، سیاست گذاران، فناوران و جامعه، برای اطمینان از اجرای مسئولانه و فراگیر راه حل های هوش مصنوعی، بسیار مهم است.

افراد دارای مهارت در این زمینه

در صورتی که در این زمینه تخصص یا مهارتی دارید، پس از ثبت نام در سایت و تکمیل فرم مشخصات شخصی ، پروفایل خود را به لیست زیر اضافه نمایید .