Há diversos critérios que definem uma cidade inteligente, assim como há diversas cidades cada vez mais próximas dessa realidade.
As diferenças entre Londres, Singapura e Seat Pleasant, nos EUA, por exemplo, são várias. Mas a maioria têm algumas características em comum.
Toda cidade procura formas inteligentes de se tornar um bom lugar para viver Por isso, muitas adotam iniciativas abrangentes para conectar os cidadãos às redes de fibra ótica e 5G mais atuais, ampliando a inclusão e os serviços digitais.
A maioria concorda que, de modo geral, ser inteligente é usar a tecnologia para deixar a cidade mais autoconsciente, automatizada e eficiente.
O que é uma Cidade Inteligente?
Geralmente, uma cidade inteligente é uma espécie de Internet das Coisas municipal, uma rede de câmeras e sensores que podem ver, ouvir e até mesmo cheirar. Esses sensores, especialmente as câmeras de vídeo, geram enormes quantidades de dados que podem atender a muitas finalidades cívicas, como ajudar o trânsito a fluir suavemente.
Cidades ao redor do mundo estão recorrendo a AI para examinar esses dados em tempo real e obter insights úteis. Vemos, cada vez mais, cidades inteligentes criando simulações 3D realistas, digital twins para simular como elas serão no futuro.
“Uma cidade inteligente é um lugar que aplica tecnologia avançada para melhorar a qualidade de vida dos habitantes”, afirmou Sokwoo Rhee, Diretor Associado de Inovação em Sistemas Ciberfísicos do Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia (NIST – National Institute of Standards and Technology) dos Estados Unidos, que já trabalhou em mais de 200 projetos de cidades inteligentes em 25 países.
EUA e Londres Emitem Guias de Cidades Inteligentes
Rhee é responsável por supervisionar o desenvolvimento de um guia para cidades inteligentes no NIST. Futuramente, o documento apresentará relatórios de problemas e estudos de caso em mais de 24 áreas, desde segurança pública até sistemas de gestão de recursos hídricos.
Do outro lado do oceano, Londres descreve seus esforços de cidade inteligente em um documento de 60 páginas que detalha muitos objetivos ambiciosos. Como cidades inteligentes de Dubai a San Jose, no Vale do Silício, esse um trabalho em andamento de níveis metropolitanos.
“Ainda estamos bem longe do ideal, pois há uma série de sistemas e fornecedores que dificultam e fragmentam o processo de transformação em uma cidade inteligente”, declarou Andrew Hudson-Smith, Diretor de Sistemas Urbanos Digitais do Centro de Análise Espacial Avançada da Universidade de Londres e um dos supervisores das iniciativas para transformar Londres em uma cidade inteligente.
Laboratórios Vivos de AI
As cidades inteligentes são, de certa forma, cobaias e laboratórios vivos da tecnologia.
Nelas, você encontra de tudo, desde sistemas de monitoramento da qualidade de ar até repositórios de dados com uso livre para projetos comuns de AI. O London Datastore, por exemplo, já contém mais de 700 conjuntos de dados disponíveis para o público.
Um pesquisador de mercado monitora um grupo de 13 grandes áreas que definem uma cidade inteligente, de postes de luz inteligentes a lixeiras conectadas. Um fornecedor de estacionamento inteligente em Estocolmo levou em conta 24 fatores, incluindo o número de pontos de acesso Wi-Fi e estações de carregamento de veículos elétricos, em sua classificação de 2019 das 100 cidades mais inteligentes do mundo. (As cinco principais são todas na Escandinávia.)
“É difícil estabelecer um conjunto limitado de tecnologias porque tudo encontra seu caminho para cidades inteligentes”, disse Dominique Bonte, diretor administrativo da analista de mercado ABI Research. Entre os casos de uso populares, ele destacou os sistemas de resposta à demanda como “uma enorme aplicação da AI porque lidar com a demanda flutuante de eletricidade e outros serviços é um problema complexo”.
Por ser uma área ampla, também é bastante promissora. Os analistas de mercado da Navigant Research calculam que a receita anual do mercado global de equipamento de cidades inteligentes aumentará de US$97,4 bilhões em 2019 para US$265,4 bilhões em 2028, com uma taxa de crescimento anual composta de 11,8%.
Porém, ainda é cedo. Em uma pesquisa realizada em janeiro de 2019 com aproximadamente 40 gestores públicos municipais e estaduais dos EUA, mais de 80% revelaram que uma Internet das Coisas municipal terá um impacto significativo nas operações urbanas, mas a maioria ainda estava na fase de planejamento, e menos de 10% tinha projetos ativos.
“O conceito de cidade inteligente é diferente para cada um”, afirmou Saurabh Jain, Gerente de Produtos do Metropolis, o pacote de softwares para GPUs NVIDIA para mercados verticais, como cidades inteligentes.
“Nosso foco é criar o que chamamos de Cidade com AI, com atividades reais que podem ser realizadas hoje com o uso de deep learning, aproveitando os grandes conjuntos de dados de vídeos e sensores gerados pelas cidades”, declarou.
A Verizon, por exemplo, instalou câmeras de segurança nos postes de luz de Boston e Sacramento com o NVIDIA Jetson TX1 para analisar e melhorar o trânsito, aumentar a segurança dos pedestres e otimizar as zonas de estacionamento.
“A implementação das tecnologias está sendo rápida em todo o mundo, e as cidades estão ampliando as infraestruturas de iluminação para se tornar uma plataforma de cidade inteligente, aumentando a eficiência, diminuindo os custos e possibilitando uma variedade maior de serviços para os cidadãos”, revelou David Tucker, Diretor de Gestão de Produtos do Grupo de Comunidades Inteligentes da Verizon, em um artigo de 2018.
Postes de Luz Inteligentes para Cidades Inteligentes
Os postes de luz serão um elemento importante do cenário da cidade inteligente do futuro.
Até agora, apenas algumas centenas são equipados com variações de sensores, Wi-Fi e estações de base de celulares. A grande onda ainda está por vir, pois são estimados 360 milhões de postes em todo o mundo com upgrade para luzes LED que economizam energia.
Em um esforço relacionado, a cidade de Bellevue, nos EUA, testou um sistema de visão computacional da Microsoft Research para melhorar a segurança no trânsito e reduzir o congestionamento. Pesquisadores da Universidade de Wollongong recentemente descreveram um trabalho semelhante usando módulos NVIDIA Jetson TX2 para monitorar o fluxo de veículos e pedestres em Liverpool, na Austrália.
Aeroportos, lojas e depósitos já estão usando câmeras inteligentes e AI para realizar operações com mais eficiência. Eles estão definindo uma nova classe de redes de computação no edge que as cidades inteligentes podem usar.
O Aeroporto Internacional de Seattle-Tacoma (SEA), por exemplo, instalará um sistema de AI da startup Assaia que usa GPUs NVIDIA para acelerar o intervalo entre voos.
“A análise de vídeo é fundamental para ter uma visão mais detalhada das atividades realizadas entre os voos, além de aumentar a segurança”, afirmou um Gerente do SEA em um relatório de maio.
Nashville e Zurique Exploram a Cidade Simulada
Algumas cidades inteligentes estão desenvolvendo digital twins, simulações 3D com diversas finalidades.
Em Zurique e Nashville, por exemplo, os cidadãos e funcionários municipais poderão usar óculos em prefeituras virtuais para ver uma simulação do impacto das propostas de melhorias.
“Quanto mais imersiva e divertida for a experiência, maior será o apoio”, explicou Dominik Tarolli, Diretor de Cidades Inteligentes da Esri, que fornece o software de simulação executado em GPUs NVIDIA para ambas as cidades.
Cidades com grandes diferenças em extensão e população, como Singapura e Rennes, na França, desenvolveram digital twins com um serviço da Dassault Systèmes.
“Recentemente, firmamos uma parceria com Hong Kong e apresentamos exemplos para um estudo de ‘caminhabilidade’ que exigia uma simulação 3D da cidade”, revelou Simon Huffeteau, Vice-Presidente do Departamento de Cidades Inteligentes da Dassault.
A Europa Monitora o Trânsito com AI
Muitas cidades inteligentes começam com o controle do trânsito. Londres usa placas digitais para exibir limites de velocidade que mudam para otimizar o fluxo de tráfego. Também usa o reconhecimento de placas de veículos para cobrar pedágios por entrar em uma zona de baixa emissão no centro da cidade.
Cidades na Bélgica e na França estão considerando adotar sistemas semelhantes.
“Acreditamos que, no futuro, as cidades proibirão a circulação de veículos mais poluentes para incentivar as pessoas a usarem o transporte público ou comprar veículos elétricos”, comentou Bonte, da ABI Research. “Singapura está testando ônibus autônomos em um trecho de 5,7 km da cidade”, complementou.
Nas proximidades, Jacarta usa um sistema de monitoramento de trânsito da Nodeflux, membro do programa NVIDIA Inception, que apoia startups de AI. O software usa AI e as quase 8.000 câmeras já instaladas em Jacarta para reconhecer placas de veículos com impostos não pagos.
O sistema é um dos mais de 100 aplicações de terceiros que são executadas no Metropolis, o framework de aplicações da NVIDIA para a Internet das Coisas.
Trânsito Descomplicado em Israel e Kansas City
O trânsito foi a aplicação seminal para um esforço de cidade inteligente em Kansas City que começou em 2015 com um bonde inteligente de US$15 milhões. Hoje, os moradores podem usar painéis digitais que detalham as condições atuais do trânsito na cidade.
Israel, a cidade de Ashdod, implantou software de AI da Viisights. Com ele, é possível identificar padrões de um sistema de monitoramento do trânsito com a tecnologia NVIDIA Metropolis para garantir a segurança dos cidadãos.
A NVIDIA criou o Desafio da Cidade de AI para incentivar o uso de deep learning como uma ferramenta de otimização do trânsito. Em sua quarta edição, ele reúne cerca de mil pesquisadores, divididos em mais de 300 equipes que competem entre si e contam com funcionários de várias agências municipais e estaduais de trânsito.
O evento deu origem ao CityFlow, um dos maiores conjuntos de dados do mundo para a aplicação de AI ao gerenciamento do trânsito. No banco de dados, há mais de três horas de vídeos de alta definição sincronizados de 40 câmeras em 10 cruzamentos, criando 200 mil caixas delimitadoras com anotações sobre os veículos capturados de diferentes ângulos e sob várias condições.
Drones para o Resgate em Maryland
Uma cidade não precisa ser uma metrópole afluente para ser inteligente. Seat Pleasant, em Maryland, um subúrbio de Washington, EUA com menos de 5 mil habitantes, criou um hub digital para serviços municipais em agosto de 2017.
Desde então, instalou iluminação inteligente, lixeiras conectadas, monitores domésticos de saúde e análise de vídeo para economizar dinheiro, aumentar a segurança no trânsito e reduzir a criminalidade. Também se tornou a primeira cidade dos EUA a usar drones para a segurança pública, incluindo planos de entrega de medicamentos de emergência que salvam vidas.
A ideia surgiu quando o prefeito Eugene Grant, que procurava formas de superar a crise econômica de 2008, participou de um evento sobre inovação em povoados.
“Gostaríamos que Seat Pleasant servisse de exemplo para as cidades menores dos EUA, onde 80% dos municípios têm menos de 10 mil habitantes”, afirmou Grant. “Considerem essas cidades como experimentos de inovação ou laboratórios vivos”, complementou.
Rhee, do NIST, concorda. “Vejo diversos projetos adotando um número cada vez maior de tecnologias emergentes, transformando cidades inteligentes em programas de incubação para novos empreendimentos, como aerotáxis e veículos autônomos, que podem ser vantajosos para os cidadãos”, comentou, observando que até mesmo as zonas rurais entrarão na onda.
Simulando uma Nova Geração de Cidades Inteligentes
Depois de sair do trabalho, vá ao cinema. Os filmes de Hollywood podem mostrar o que nos aguarda no futuro, da mesma forma que inspiraram as tecnologias atuais.
Filmes como Blade Runner 2049, Carros, Guardiões da Galáxia e Zootopia usaram um programa chamado City Engine da startup Procedural para criar cidades simuladas a partir de uma abordagem baseada em regras.
A tecnologia da startup chamou a atenção da Esri, que adquiriu a empresa e integrou o programa à ferramenta de planejamento urbano ArcGIS, usada atualmente como ferramenta padrão por centenas de cidades reais do mundo.
“Games e filmes criam expectativas nas pessoas de experiências mais imersivas e, para isso, precisamos de uma capacidade maior de computação”, explicou Tarolli, Cofundador da Procedural e, no momento, uma das principais figuras da Esri na área de cidades inteligentes.
Saiba mais sobre visão computacional no Blog Técnico da NVIDIA.