چگونه هوش مصنوعی در شهرسازی به پویایی شهرها کمک می‌کند؟

در سال‌های اخیر، هوش مصنوعی (AI) با سرعتی بی‌سابقه و با قابلیت‌های پیچیده خود را نشان داده است و به‌طور حتم، در آینده‌ای نزدیک نیز این فناوری، شهرها و جوامع ما را به‌طرز چشمگیری تغییر خواهد داد. با اینکه همه جا سخن از فناوری هوش مصنوعی است، اما پیامدهای شهری و اجتماعی هوش مصنوعی به‌خصوص در شهرسازی هنوز به‌عنوان یک حوزه مورد مطالعه قرار نگرفته است. با این حال، هوش مصنوعی به‌عنوان بخشی از تلاش‌های توسعه مبتنی بر دانش، به‌عنوان راه‌حلی برای بحران‌های شدید محیطی، اقتصادی و اجتماعی تلقی شده است. در نتیجه، مفهوم «شهر هوشمند» در خط مقدم گفتمان‌های برنامه‌ریزی و توسعه شهری قرار گرفته است. در این مقاله سعی خواهد شد موضوعاتی همچون هوش مصنوعی در شهرسازی و کاربردهای آن و ارکان اصلی رسیدن به شهر هوشمند مورد بررسی قرار گیرد.

کاربردهای هوش مصنوعی در شهرسازی

استفاده از هوش مصنوعی مبتنی بر بهینه‌سازی و ساده‌سازی شیوه زندگی، یکی از اهداف مهم شهرسازی در دنیای امروز است. در واقع، هدف استفاده از استراتژی‌ها و فناوری‌های مدیریتی، افزایش کیفیت زندگی مردم (و حتی گیاهان و جانوران همزیستی در اکوسیستم‌های شهری) و ایجاد کارایی بیشتر در منابع و خدمات است. از طرفی، کاربردهای هوش مصنوعی در شهرسازی، سرعت و دقت برنامه‌ریزی در راستای شناسایی الگوها، انجام پیش‌بینی‌ها و تصمیم‌گیری‌ها را افزایش می‌دهد. به‌عبارت دیگر، در بافت شهری، به‌ویژه شهرهایی که متراکم‌ترند، فناوری مبتنی بر استفاده از هوش مصنوعی به‌عنوان راهی برای بهبود مدیریت سیستم‌های شهری معرفی شده‌اند.

به گفته اندرو نگ، یکی از بنیانگذاران Google Brain، «هوش مصنوعی برق جدید است. درست همان‌طور که 100 سال پیش برق، صنعت را به صنعت تبدیل کرد، هوش مصنوعی نیز در آینده‌ای نزدیک همین کار را خواهد کرد و حتی تأثیری فراتر از صنعت خواهد داشت. هوش مصنوعی قرار است جهان را تغییر دهد. شاید تحولاتی که این فناوری در آینده ایجاد خواهد کرد، انسان‌ها را نگران ‌کند، اما این ترس با مزایای آن جبران خواهد شد و نتیجه‌ای مثبت به بار خواهد نشست. هوش مصنوعی احتمالاً جامعه را به سمت بهتر تغییر خواهد داد.» این موضوع آنقدر جدی است که کشورهای زیادی سعی دارند به‌طور ویژه به آن بپردازند.

از جمله کاربردهای هوش مصنوعی در شهرسازی عبارت‌اند از:

۱- بهینه‌سازی حمل‌ونقل عمومی: هوش مصنوعی اغلب در حمل‌ونقل عمومی استفاده شده است و این موضوع یکی از کاربردهای هوش مصنوعی در شهرسازی محسوب می‌شود؛ از ربات‌هایی گرفته که قادر به ارائه اطلاعات به مسافران در ایستگاه‌ها و نقاط حمل‌ونقل هستند، تا سیستم‌عامل‌هایی که شبکه‌های اتوبوس را با برگه‌های زمان واقعی بر اساس داده‌هایی مانند حجم مسافر و تعداد سفرهای روزانه در هر خط بهینه می‌کنند.

۲- پایش کیفیت هوا: ابتکارات مختلف، شبکه‌هایی از حسگرها را ایجاد کرده‌اند که قادر به گرفتن نمونه‌های هوا، تجزیه و تحلیل آن‌ها و اطلاع عموم از کیفیت هوا در شهرهای بزرگ و کوچک هستند. علاوه بر نشانه‌های آلودگی، اندازه‌گیری ذرات سوخت فسیلی را می‌توان تعیین کرد و مقامات متناوب را به آتش‌سوزی جنگلی نزدیک، تغییر داد، قبل از اینکه اوضاع از کنترل خارج شود و بدین شکل هوش مصنوعی در شهرسازی رد پای خود را به جا می‌گذارد.

۳- خیابان‌های امن‌تر برای زنان: یکی از کاربردهای هوش مصنوعی این است که هوش مصنوعی از طریق اپلیکیشن‌هایی که اطلاعات خود را از کاربران دریافت می‌کنند، نشان می‌دهد که آیا مسیری ایمن برای زنان در نظر گرفته می‌شود یا خیر. اطلاعاتی که معمولاً جمع‌آوری و در دسترس قرار می‌گیرد مربوط به ساعت حضور در خیابان‌ها، حضور پلیس، وجود مؤسسات تجاری، وجود روشنایی عمومی یا آزار و اذیت است.

۴- مدیریت سیستم ترافیک: یکی دیگر از کاربردهای هوش مصنوعی در شهرسازی این است که سیستم‌های ترافیکی مبتنی بر هوش مصنوعی به شهرها قدرت بهبود نظارت و تجزیه و تحلیل داده‌های مسیرهای حمل‌ونقل، کنترل چراغ راهنمایی و ردیابی دوربین را ارائه می‌دهند. سیستم‌های ویدئویی امکان شناسایی مدل‌های مختلف حمل‌ونقل، شناسایی تصادف و تمایز بین وسایل نقلیه و عابران پیاده را فراهم می‌کنند و از این داده‌ها برای فعال کردن دستگاه‌های کنترل جریان ترافیک و تحلیل استراتژی‌های آینده استفاده می‌کنند.

۵- تشخیص نشت آب: یکی از کاربردهایی که هوش مصنوعی در شهرسازی ارائه می‌کند، تشخیص نشت آب است که یکی از راه‌های تشخیص آن، استفاده از حسگرهای صوتی است که فرکانس‌های جریان در لوله‌ها را ضبط می‌کنند. این داده‌ها را می‌توان از طریق برنامه‌ای خواند که ضبط را از طریق پایگاه داده ذخیره‌شده در فضای ابری، تجزیه و تحلیل می‌کند و قادر است صداها را از لوله‌هایی که جریان عادی دارند و لوله‌هایی که نشت احتمالی دارند، متمایز کند.

۶- بهینه‌سازی جمع‌آوری و بازیافت زباله: یکی از کاربردهای هوش مصنوعی این است که این فناوری قادر است در جهت جمع‌آوری و دسته‌بندی زباله‌ها، کاهش خطر آسیب به کارکنان و افزایش پتانسیل بازیافت شهرها عمل کند. دوربین‌هایی که هم در زباله‌دانی و هم در فرایند بازیافت استفاده می‌شوند، می‌توانند از طریق هوش مصنوعی، مواد مختلف را شناسایی کنند و آن‌ها را برای بازیافت جدا نمایند و بدین طریق این فناوری را در شهرسازی اجرایی کنند.

۷- نظارت تصویری: تشخیص چهره و الگوهای رفتاری، مرتبط با نهادهای دولتی مسئول ایمنی شهر، به‌عنوان راهبردی برای کاهش خشونت استفاده شده است. این سیستم‌های نظارتی همچنین می‌توانند بر اساس شناسایی افرادی که اطلاعات آن‌ها از طریق سیستم‌های هوش مصنوعی ردیابی می‌شود، شمارش تعداد افراد در رویدادهای خاص مانند اعتراضات را امکان‌پذیر کند و این موضوع به‌دلیل جمعیت زیاد شهرها و احتمال گردهمایی مردم، یکی از مهم‌ترین کاربردهای هوش مصنوعی در شهرسازی محسوب می‌گردد.

شاید درست به این موضوع نیندیشیده باشیم، اما راه‌حل‌های هوش مصنوعی در زندگی روزمره و در اطراف ما حضور دارند. به‌عنوان مثال، در استفاده ما از موتورهای جست‌وجو، رسانه‌های اجتماعی، سایت‌های تجارت الکترونیک، Google Map و موارد دیگر. این فناوری‌ تقریباً در تمام جنبه‌های زندگی ریشه دوانده و چنانچه این موضوع در سطوح مختلف اجتماعی، اقتصادی، فرهنگی و… پیش رود، به‌زودی فناوری هوش مصنوعی در شهرسازی به‌طور چشمگیری عملی می‌شود و همه با رویدادی تحت عنوان شهر هوشمند مواجه خواهند شد.

ارکان اصلی رسیدن به شهر هوشمند

دستیابی به شهر هوشمند منوط به اجرایی شدن چند موضوع است که به‌عنوان رکن اساسی هوش مصنوعی در شهرسازی از آن نام می‌بریم. ارکان اصلی رسیدن به شهر هوشمند عبارت‌اند از:

۱- برنامه‌ریزی شهری مبتنی بر هوش مصنوعی

برنامه‌ریزی شهری مبتنی بر هوش مصنوعی، پاسخگویی به نیازهای در حال تغییر را افزایش می دهد. در واقع، برنامه‌ریزان شهری می‌بایست در شناسایی و پیش‌بینی تغییرات در الگوهای رفتاری کاربران تلاش کنند. آن‌ها باید ارزیابی کنند که چگونه می‌توان امکانات را برای رفع نیازهای آینده، تغییر کاربری داد و بدین طریق فناوری هوش مصنوعی را در شهرسازی برای رسیدن به یک شهر هوشمند به بهترین شکل اجرایی کرد.

استفاده از تجزیه و تحلیل داده‌ای به کمک هوش مصنوعی، این امکان را فراهم می‌کند، تا بینش‌های درستی در مورد الگوهای استفاده از فضاهای عمومی و امکانات رفاهی داشته باشیم. به‌عنوان مثال، کمبود زمین در سنگاپور باعث شده است که برنامه‌ریزی مبتنی بر داده‌ها برای بهینه‌سازی عاقلانه زمین‌های محدود به نحو احسن انجام گیرد. در واقع، مدل‌های بهینه‌سازی را می‌توان برای ارزیابی مکان، گزینه‌های زمان‌بندی‌شده برای افزودن امکانات و زیرساخت‌ها، برآورد جمعیت آینده شهرها، تحقیقات لازم در خصوص نیازهای قشرهای مختلف سنی، فرهنگی، شغلی و… برای زندگی کردن در شهری هوشمند به کار برد.

واقعیت این است که برنامه‌ریزان و متخصصان صنعت می‌بایست از فناوری هوش مصنوعی در شهرسازی به‌منظور تقویت یک اکوسیستم مبتنی بر داده و برنامه‌ریزی‌شده استفاده کنند، تا بتوانند ضمن نظارت بر عملکرد و کیفیت امور، نتایج مورنظرشان را در آینده کسب نمایند.

۲- شناسایی نیازهای شهروندان

شاید مقدمه موفقیت در هوشمند کردن شهرها برآورده کردن نیازهای در حال توسعه شهروندان و پیوند زدنشان با به‌روز نگه داشتن پیشرفت‌های تکنولوژیکی یا به‌طور خلاصه «ترکیب شناخت نیازهای شهروندان با تخصص جهانی» باشد و این موضوع یکی از نکات مهمی است که تأثیر هوش مصنوعی را در روند شهرسازی موفق می‌دارد و افراد را برای زندگی در شهری هوشمند آماده می‌سازد. در واقع، شناخت نیازهای واقعی ساکنان شهرها و اینکه هوش مصنوعی چگونه می‌تواند برای بهبود شرایط زندگی در شهری هوشمند آمادگی ایجاد کند، موضوعی ضروری است و چنانچه نیازهای آن‌ها به‌درستی شناخته شوند و به‌منظور بهبود سیستم‌های شهری و سطح زندگی ساکنان آن، تکنولوژی و فناوری هوش مصنوعی جایگزین شیوه زندگی گذشته شود، ارتباط تنگاتنگی بین نیازهای انسان‌ها و هوش مصنوعی حس خواهد شد.

۳- فرهنگ‌سازی استفاده بهینه از امکانات هوشمند

درست آن است که فرهنگ‌سازی استفاده بهینه از امکانات هر چیزی می‌بایست پیش از رونمایی آن چیز ارائه شود. در خصوص استفاده بهینه از امکانات شهر هوشمند نیز باید فرهنگ‌سازی انجام گیرد. در حقیقت، اطلاع‌رسانی در خصوص آینده پررونق هوش مصنوعی در شهرسازی و آگاهی عمومی درباره زندگی بهتر و آسان‌تر از طریق به‌کارگیری این فناوری و تأثیرات بالقوه پذیرش سیستماتیک آن در شهرها و جوامع، بینش‌ عمومی را نسبت به زندگی در یک شهر هوشمند گسترده‌تر می‌کند و این موضوع همچون آموزشی آینده‌نگرانه خواهد بود که از طریق نسل حاضر به دست نسل‌های آینده خواهد رسید. چندان طول نمی‌کشد که بینش‌های ایجادشده، سیاست‌گذاران، مدیران و برنامه‌ریزان شهری را در خصوص چگونگی اطمینان از جذب صحیح هوش مصنوعی در شهرها آگاه می‌کند و پرسش‌های حیاتی برخاسته از نیازها، دستورالعمل‌هایی را برای پژوهش و توسعه آینده‌نگر به محققان ارائه می‌دهد.

 ۴- هوشمند کردن شهرها

شاید به‌جرئت بشود گفت چیزی که شهرها و دولت‌های محلی در زمان همه‌گیری کووید-19، بهتر از هر چیز دیگری یاد گرفته‌اند، واکنش نشان دادن آن‌ها به تغییرات محیطی به شیوه‌ای فعال و چابک است. البته ما همچنان امیدواریم که پس از گذر از بحران‌های کنونی، شهرها به این مسیرِ رشد ادامه دهند و مکانیسم‌های حاکمیتی و چارچوب‌های سیاستی خود را مدرن‌سازی کنند، تا از فناوری‌های نوظهور به‌ویژه هوش مصنوعی در روند زندگی خود بهره‌مند شوند، اما نکته اساسی اینجاست که دولت‌های محلی نیز باید قابلیت‌ها و ظرفیت‌های زیرساخت دیجیتال خود را به‌طور جدی در نظر بگیرند و بدین طریق هوش مصنوعی را در شهرسازی به کار گیرند و شرایط زندگی در شهرهای هوشمند را فراهم نمایند.

در واقع، تسهیل تبادل دانش با صنعت، به متخصصانی مانند معماران، مهندسان و توسعه‌دهندگان این امکان را می‌دهد، تا از هوش مصنوعی برای ارزیابی آسان‌تر راه‌های بهبود طرح‌های خود بهره ببرند. در واقع، برنامه‌ریزان و متخصصان این امر باید اطلاعات مهم و ضروری خود را برای پیاده‌سازی هوش مصنوعی در شهرسازی و امکان زندگی بهتر در شهر هوشمند را در نظر بگیرند و آن‌ها را به بهترین نحو اجرایی کنند. دانسته‌هایی همچون مبانی نظری هوش مصنوعی، کاربردهای هوش مصنوعی در طراحی شهری، تحقیقات و سیستم‌های اطلاعاتی مبتنی بر هوش مصنوعی و سیستم‌های طراحی مولد مبتنی بر هوش مصنوعی.

ثابت شده است که فناوری هوش مصنوعی راه‌حل‌های برنامه‌ریزی شهری بی‌سابقه‌ای را ارائه می‌دهد، توسعه‌ای که نتایج مهمی را در دل طراحی‌ها و برنامه‌ریزی شهری ایجاد می‌کند. راه‌حل‌های مبتنی بر فناوری هوش مصنوعی، خواه رانندگی مستقل، اتوماسیون خانگی، روباتیک باشند، خواه چت‌بات‌ها یا ابزارهای پیشرفته تجزیه و تحلیل داده‌ها، فرصت‌های جدیدی را برای شهرهایی که اکثر جمعیت جهان در آن ساکن هستند، باز کرده است.

در حقیقت، شهر هوشمند به‌عنوان سیستمی قوی عمل می‌کند و فعالیت‌های اقتصادی، اجتماعی، زیست‌محیطی و دولتی آن مبتنی بر شیوه‌های پایدار هوش مصنوعی است و به ما کمک خواهد کرد، با به‌کارگیری هوش مصنوعی در شهرسازی‌هایمان به روند پیشرفته زندگی و در نتیجه در اختیار داشتن آینده‌ای مطلوب، دست یابیم.

نتیجه‌گیری

این مقاله نقش هوش مصنوعی در شهرسازی و روند روبه‌رشد هوشمند شدن شهرها و تأثیر آن بر زندگی آینده را مورد بررسی قرار داد. این موضوع نشان می‌دهد که انتظارات انسان‌ها از فناوری هوش مصنوعی بالاست، به‌خصوص در زمینه شهرسازی و تغییراتی که باعث می‌شود هوش مصنوعی یک شهر هوشمند را به‌عنوان محل زندگی انسان‌ها درگیر خود ‌کند؛ البته مزایای واقعی هوشمندی شهرها و تأثیرگذاری تغییرات آن‌ها، هنوز به‌طور کامل ارزیابی نشده‌اند و مقامات محلی و شهری باید در خصوص انقلاب تکنولوژی هوش مصنوعی، با برنامه‌ریزی درست و شناخت نیازهای مردم و فرهنگ‌سازی بهینه برای جلوگیری از کاستی‌ها و خطرات احتمالی، چالش‌های پیش رو را مرتفع نمایند.

انواع کاربردهای هوش مصنوعی در صنایع مختلف را در هوشیو بخوانید