Digitale Zwillinge und urbane Nachhaltigkeit

Naturkatastrophen wie Überschwemmungen und Hitzewellen zeigen einen echten Mangel an Kontrolle über die Umwelt – obwohl einige dieser Katastrophen tatsächlich das Ergebnis menschlicher Entscheidungen sein können- Machen und Nachlässigkeit.

Die zunehmende Häufigkeit und Schwere von Naturkatastrophen hat der dringenden Notwendigkeit städtischer Nachhaltigkeit mehr Aufmerksamkeit geschenkt, wobei die digitale Zwillingstechnologie eine führende Rolle bei der Bewältigung dieser Herausforderung spielt.

Die Definition von digitalen Zwillingen ist ein Computermodell eines physischen Prozesses oder eine Kopie einer physischen Einheit. Es handelt sich im Wesentlichen um reale und genaue virtuelle Modelle.

Vorteile digitaler Zwillinge

Digitale Zwillinge werden voraussichtlich zu wichtigen Werkzeugen für die nachhaltige Stadtentwicklung, da sie es Forschern ermöglichen, eine bestimmte städtische Umgebung nachzubilden und die beeinflussenden Faktoren oder Prozesse zu reproduzieren es, wie zum Beispiel intelligente Transportmittel.

Digitale Zwillinge können auch mit Sensoren in der Umgebung gekoppelt werden, um Echtzeitdaten für eine strenge Überwachung bereitzustellen.

Forscher können dann künstliche Intelligenz nutzen, um diese Prozesse und ihre Auswirkungen auf die Umwelt zu verstehen, zukünftige Bedingungen und Auswirkungen vorherzusagen und nachhaltige Entscheidungen zu treffen.

Wir haben eine kritische Studie über digitale Zwillinge und ihr Potenzial im Bereich der städtischen Nachhaltigkeit durchgeführt, die zeigt, dass diese jüngsten technologischen Entwicklungen ihre finanziellen und nachhaltigen Aspekte in öffentlichen und privaten Organisationen bewiesen haben.

Wir haben gezeigt, dass digitale Zwillinge Echtzeitdaten physischer Vermögenswerte überwachen und deren Leistung in verschiedenen virtuellen Umgebungsszenarien anzeigen können, wodurch die Ressourcenzuweisung effizienter wird.

Zum Beispiel kann durch die Messung und Simulation der Regenwasserkapazität neuer Straßennetze eine Kombination aus historischen und Echtzeit-Sensordaten verwendet werden, um wasserempfindliche Städte zu entwerfen, um Verschwendung und Verluste zu reduzieren.

Hürden bei der Implementierung digitaler Zwillinge

Obwohl urbane digitale Zwillinge (UDTs) bei der Lösung technischer, ethischer und soziotechnischer Probleme führend sind, gibt es immer noch einige Hindernisse für ihre Anwendung . Wie kann diese Technologie also genutzt werden, um eine nachhaltige Stadtentwicklung zu unterstützen?

UDT Der Erfolg der Technologie hängt von der rechtzeitigen wechselseitigen Kommunikation zwischen der physischen und der digitalen Umgebung ab – dies kann nicht außer Acht gelassen werden.

Der erste Faktor, den wir festgestellt haben, ist, dass es vielen Entscheidungsträgern an digitaler Kompetenz mangelt, was dazu führt, dass sie sich weniger für digitale Technologien interessieren und wenig zu ihnen in Bezug auf Forschung und finanzielle Ressourcen beitragen.

Je besser wir also technologisch vorbereitet sind, desto wahrscheinlicher ist es, dass wir digitale Technologien in unseren Organisationen oder täglichen Aktivitäten einführen.

Schließlich muss es Standards und gemeinsame Datenmodelle geben, damit wichtige Daten nicht in Silos bleiben.

Berufsverbände wie das Australian Surveying and Spatial Science Institute (SSSI), Standards Australia, Engineers Australia und das Planning Institute of Australia (PIA) sind davon überzeugt, dass Standardisierung für die Entwicklung gemeinsamer Standards über Interessengruppen und Gerichtsbarkeiten hinweg wichtig ist . Sprachen, Prozesse und Datenmodelle spielen eine entscheidende Rolle.

Die vom Australia New Zealand Spatial Information Council entwickelten Spatial Principles to Support Digital Twins in Built and Natural Environments betonen die Rolle der Standardisierung bei der Informations- und Datenverwaltung, der UDT-Interoperabilität, dem Datenschutz und der Sicherheit.

Vertrauen in künstliche Intelligenz

Ein Problem, mit dem viele Branchen konfrontiert sind, besteht darin, dass algorithmische Entscheidungen aufgrund von Fragen der Rechenschaftspflicht und Transparenz in Frage gestellt und angezweifelt werden können.

Eine kürzlich von uns durchgeführte Studie zeigt, dass erklärbare künstliche Intelligenz (XAI) oder KI, die ihre Ergebnisse erklären kann, eine wichtige Rolle dabei spielt, die Transparenz der KI-Entscheidungsfindung und das Vertrauen der Menschen zu erhöhen. Die Ergebnisse dieser Forschung wurden in der Zeitschrift Nature Sustainability veröffentlicht. 🎜🎜#

Aktuelle digitale Technologien messen nur objektive Aspekte städtischer Einheiten und konzentrieren sich auf physische Eigenschaften der Stadt wie Gebäudehöhe, Baumkronen, Art und Dichte der Landnutzung, dreidimensionale Architektur, Visualisierung der Stadtsanierung usw Architektur Energiebewertung.

Der digitale Zwilling sollte jedoch so sein, dass die Stadt eine Kombination aus objektiven Merkmalen (physisch und funktional) und subjektiven Merkmalen (soziale Konstruktion und Ortserfahrung) ist.

Obwohl einige Studien neue Möglichkeiten zur Messung der Ortsqualität, des gleichberechtigten Zugangs zu Einrichtungen und der Geselligkeit städtischer Räume aufgezeigt haben, sind systemweite Simulationen und praktische Anwendungen immer noch unzureichend und sollten im Mittelpunkt künftiger Forschung stehen Verhindern Sie falsche Entscheidungen und Strategien durch den Einsatz ungenauer Modelle.

Kompetenzen bündeln, um eine digitale Stadt zu schaffen

Da die Anwendungen digitaler Städte so weit verbreitet sind, ist auch das dahinter stehende Fachwissen so weit verbreitet.

Indem wir IT- und Ingenieursexperten mit politischen Entscheidungsträgern, Endbenutzern sowie Planungs- und Bauexperten zusammenbringen, können wir den Wert digitaler Technologien besser nutzen, um zukünftige Herausforderungen zu bewältigen und aktuelle Investitionen an die Gemeinden zurückzugeben.

Australische Landesregierungen haben damit begonnen, digitale Zwillingsfunktionen zu nutzen, um ihren Gemeinden einen besseren Service zu bieten. Der NSW Spatial Digital Twin bietet kollaborative digitale Arbeitsabläufe zwischen Organisationen im ganzen Bundesstaat. Es aggregiert und visualisiert Standortinformationen in dynamischen und mehrdimensionalen Modellen der realen Welt.

Die viktorianische Regierung hat 37,4 Millionen US-Dollar für die Entwicklung der Victoria Digital Twin-Plattform erhalten, die große Mengen an 2D-, 3D- und Echtzeitdaten über eine einzige Online-Plattform integriert.

Das Projekt wird durch das Pilotprojekt der Regierung zum digitalen Zwilling in Fisherman's Bay in Zusammenarbeit mit der University of Melbourne und anderen Interessengruppen vorangetrieben.

Wir wissen, dass ein digitaler Zwilling mehr als nur eine Replik sein sollte, er sollte mit einem physischen Prozess oder einer physischen Entität in einem cyber-physisch-sozialen System gekoppelt sein.

Ein solches System ähnelt möglicherweise eher einem Gehirn als einem Zwilling – es verfügt über Wahrnehmungsnerven, Mechanismen, die physische oder digitale Systeme verändern können, und Regulierungsmechanismen, um das Gleichgewicht zwischen physischen und digitalen Systemen aufrechtzuerhalten.

Wir haben begonnen, uns weiterzubilden, Fachkräfte, Manager und Führungskräfte zu sensibilisieren und die zukünftige Belegschaft über die Technologie des digitalen Zwillings aufzuklären. Unsere neuen Bildungsprogramme, wie der Master of Engineering in Digital Infrastructure und das Graduate Certificate in Digital Engineering (Infrastructure), befassen sich mit technischen, ethischen und soziotechnischen Herausforderungen.

Wir arbeiten auch mit der Industrie zusammen, um die zukünftigen digitalen Engineering-Anforderungen der australischen und globalen Infrastrukturindustrie zu ermitteln, die boomt und digitale Tools wie Building Information Modeling (BIM), Internet of Things (IoT) und virtuelle Realität einführt.

Durch die Nutzung von Forschung und Entwicklung im Bereich neuer Technologien und dieser Bildungsprogramme schaffen wir eine neue Fähigkeit für die Fähigkeiten der Zukunft, indem wir numerische Daten mit Statistik, maschinellem Lernen und Datensimulation kombinieren.

Das Ziel ist einfach – besser mit Gemeinschaften in Kontakt zu treten und physische und soziale Prozesse, Muster und Vorhersagen bei der Gestaltung nachhaltiger Städte der Zukunft zu kommunizieren.

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