Imagine como pode ser sua cidade em um futuro não tão distante. O transporte na cidade é abundante, prazeroso e de baixo impacto. Existem ciclovias seguras e eficientes, e qualquer um pode pedir um taxi que é barato, autônomo e de emissão mínima. Como menos pessoas dirigem, e quase ninguém fica parado no trânsito, a qualidade do ar é excelente. Existem muitos parques e espaços públicos abertos, já que o carro não é mais tão importante. A vida na sua cidade é feliz, saudável e sustentável. A cidade é, acima de tudo, inteligente.
A cidade inteligente, assim como a casa inteligente, se baseia na “internet das coisas”, onde produtos conectados à rede coletam, armazenam e compartilham dados dos usuários, enquanto se comunicam entre si para criar ambientes melhores e altamente eficientes. Em uma cidade inteligente, a internet das coisas se expande para além da residência em uma infinidade de dispositivos urbanos conectados e automatizados. A comunicação entre estes dispositivos permite que vastas quantidades de informações municipais possam ser coletadas e eventualmente organizadas. A cidade inteligente usa estes dados coletados para aprender sobre seus residentes, gradualmente auxiliando pesquisadores entender redes vastas e complexas.
Porém, diferentes cidades inteligentes podem ser descritas ou definidas, mas subjacente a todas elas estão um conjunto de redes sociais e sistemas interconectados, um entendimento que permite o planejamento urbano, aliado a grandes quantidades de dados, melhorar muito a qualidade da vida urbana. Sarah Williams, professora do MIT e diretora do Laboratório de Projetos de Dados Cívicos – um centro de pesquisas urbanísticas que utiliza visualização e coleta de dados para entender melhor as complexidades da vida urbana e ter melhor base para tomada de decisões. “Quando dados se tornam compreensíveis para um grande número de pessoas, estas se tornam bem posicionadas para impulsionar mudanças sociais. Criar ferramentas que sintetizam e coletam dados transforma nossa percepção de mundo, nos mostrando os efeitos de políticas públicas enquanto provê informações essenciais para desenvolver novas estratégias de urbanismo”, diz Williams.
Ao mesmo tempo, outros pesquisadores estão desenvolvendo novas tecnologias que irão alimentar as cidades do futuro, como veículos autônomos e medidores inteligentes de energia, usando uma abordagem de sistemas para construir soluções efetivas para o melhoramento da vida urbana e a solução de problemas da sociedade.
Transporte em Cidades Inteligentes
O transporte é um dos maiores problemas, e uma das áreas mais essenciais para inovações na cidade inteligente – particularmente a promessa de veículos autônomos. Pesquisadores do SMART (Aliança Singapura-MIT para Pesquisas e Tecnologia – Singapure-MIT Alliance for Research and Technology) testaram durante seis dias carrinhos de golf autônomos, em um grande parque público, onde passageiros podiam solicitar os veículos, através de um aplicativo, marcando viagens de e para locais pré-determinados. Os pequenos carros, uma versão minimalista de um veículo autônomo, com uma velocidade máxima de apenas 25km/h, habilmente navegaram o parque, cuidando para evitar colisões com pedestres e ciclistas. “Se implementado de forma mais ampla, veículos autônomos tem o potencial de mudar como pensamos mobilidade individual, especialmente em ambientes urbanos. Carros que podem se guiar de maneira autônoma para buscar clientes, leva-los seus destinos, e se estacionar (ou atender o próximo cliente) podem oferecer um serviço de mobilidade que é quase tão conveniente quanto carros particulares, com a sustentabilidade do transporte público”, diz Emilio Frazzoli, pesquisador do departamento de Aeronáutica e Astronáutica, também parte do SMART.
Outra contribuição de Frazzoli para a tecnologia de veículos autônomos foi um modelo matemático, desenvolvido com Carlo Ratti (diretor de um laboratório de Urbanismo do MIT), que remove a necessidade de semáforos, permitindo que veículos autônomos, agindo em conjunto como parte da internet das coisas, se comuniquem, melhorando o fluxo e velocidade do tráfego.
Incentivos Inteligentes
As mais inteligentes das cidades vão além de melhorias mecânicas e sistemáticas, auxiliando seus residentes a aprender como melhor conservar recursos, incluindo seu próprio dinheiro. A grande quantidade de dados reunidos em padrões de transporte nas cidades auxilia pesquisadores a entender e desenvolver iniciativas que estimulam pessoas a adaptar seu comportamento a um modelo mais eficiente, e realizar escolhas melhores, como viajar fora de horários de pico.
“Pessoas tomam decisões de mobilidade baseados na informação disponível e sua preferência. Não há dúvida que acesso à informação […] afeta escolhas pessoais de transporte do dia-a-dia”, diz Jessika Trancik. Com informações precisas e em tempo real, consumidores e residentes são estimulados a trocar seus padrões de comportamento menos eficientes. Em uma cidade inteligente, onde comportamentos podem ser medidos, dados revelam comportamentos e escolhas, permitindo urbanistas e engenheiros entender quais escolhas individuais podem ser alteradas para melhorar a qualidade de vida e eficiência.
Uma resposta rápida, baseada em dados prontamente disponíveis, aplicados a escolhas individuais sobre transporte, energia e outros recursos pode ser a última peça que fecha o loop do mercado de energias, criando redes mais confiáveis e eficientes, o que é particularmente necessário no presente e futuro de megalópoles.
Sistemas de Energia Inteligentes
O entendimento do mercado de energia é ao mesmo tempo complicado e crucial para consumidores tomarem decisões boas e informadas. Isto porque o mercado de energia é “fechado”, por a demanda não de acordo com o preço (apesar do preço flutuar de acordo com a demanda). Os preços do mercado de energia flutuam com muita frequência e, como a maior parte dos consumidores não tem acesso a estes dados em tempo real, não são preparados ou mesmo capazes de responder a este tipo de mudança de preços. Consumidores ao invés, fazem escolhas relacionadas ao uso de energia com base em sua conveniência, não em preços, o que cria um loop aberto que permite que empresas fornecedoras de energia precifiquem o uso de acordo com demanda, mas não permite que clientes tenham atitudes que respondam aos preços. O loop de feedback normal nestes mercados, porém, é ainda mais complicado pela rápida flutuação de valores.
Quando consumidores recebem informação de preços em tempo real, como com “medidores inteligentes”, as consequências do reflexo de suas atitudes podem, surpreendentemente, ser devastadoras. Se a demanda muda de acordo com a flutuação de preço, que é o objetivo da maioria das “tecnologias inteligentes” que fornecem aos consumidores dados em tempo real, mudanças rápidas e erráticas na demanda podem ocorrer. Tais flutuações podem ocasionar situações perigosas no mercado de energia, que é restrito no sentido que o fornecimento não pode facilmente acompanhar uma demanda volátil.
O Instituto para Dados, Sistemas e Sociedade (IDSS – Institute for Data, Systems, and Society) está explorando este caso, usando uma teoria de controle (um braço da engenharia e matemática que estuda como sistemas dinâmicos podem ser modificados por feedback) para criar um loop de feedback para preços de energia que permita o consumidor tomar decisões que respondam ao preço, enquanto mitiga uma volatilidade excessiva. Resolver este problema pode resultar em uma política de energias significativamente melhor, fazendo com que cidades mais eficientes e inteligentes gerem menores riscos à rede, e tornar a rede consideravelmente mais inteligente. Munther Dahleh, diretor do IDSS, lembra que “a rede inteligente, através de medidores inteligentes, permitirá a mudança na demanda em tempo real […] e reduzir o stress na rede de energia. Para isto, estamos desenvolvendo modelos e estratégias para projetar mecanismos de incentivos, através de preços e disponibilidade de informação, que irá formatar o comportamento do consumidor de modo justo e eficiente”.
Promessas futuras
As cidades inteligentes de um futuro não tão distante serão redes inteligentes compostas por tecnologias interligadas que ajudam seus residentes a fazer escolhas informadas com base na eficiência, qualidade de vida e conveniência. Um entendimento sofisticado de todos estes dados por trás destas redes complexas irão permitir que pesquisadores continuem a criar melhores sistemas que permitam pessoas levar uma vida melhor e mais eficiente. Apesar da perspectiva, cidades inteligentes levantam questões sérias sobre segurança cibernética, confiança e privacidade.
Os avanços feitos por pesquisadores do IDSS podem significar que as megalópoles de amanhã – que quando ameaçadas de esgotar seus recursos naturais, e causar um congestionamento massivo em todos seus sistemas – se tornarão megalópoles inteligentes, equipadas com sistemas supereficientes e interconectados que trabalham juntos para oferecer a seus residentes uma melhor qualidade de vida, sustentável e um futuro muito mais promissor.
*Texto escrito por Jennifer Formichelli | Instituto para Dados, Sistemas e Sociedade