Technologické trendy: Připravte se na budoucnost inteligentních sídel

Technologické trendy jsou zásadní pro koncept inteligentních sídel (Smart Cities), které jsou součástí Národní inovační platformy VI, Udržitelné zemědělství a environmentální odvětví, konkrétně se jedná o doménu specializace Inteligentní sídla, v rámci Národní výzkumné a inovační strategie pro inteligentní specializaci (RIS3). Pro úspěch těchto trendů a konceptů je nezbytné propojit technologické inovace s intenzivním výzkumem a vývojem. Výzkumné aktivity a specializované nástroje hrají klíčovou roli nejen v objevování nových technologií, ale také v jejich efektivní aplikaci v městském prostředí. Podpora výzkumu je navíc nezbytná pro urychlení implementace chytrých technologií a jejich integraci do každodenního života.

1. Generativní AI: Inteligentní města s umělou inteligencí

Generativní AI (Gen AI) je technologie, která má potenciál měnit pravidla hry v oblasti městské správy a plánování. Modely Gen AI jsou schopny zpracovávat a analyzovat nevídané množství dat, což umožňuje městům optimalizovat dopravu, energetické systémy, a dokonce i sociální služby.

Výzkumné aktivity v této oblasti se zaměřují na vývoj a trénink nových modelů umělé inteligence, které mohou zlepšit analýzu dat, prediktivní údržbu infrastruktury a zefektivnění městských služeb, jako je například doprava nebo správa energetických sítí.

Příkladem použití může být implementace inteligentních dopravních systémů využívajících AI pro optimalizaci dopravních toků v reálném čase. Konkrétní příklad užití je Sidewalk Labs (Google), který využívá AI k optimalizaci urbanistických návrhů, což může zahrnovat simulace dopravních scénářů a efektivní využití prostoru.

Tyto výzkumné projekty mohou být podpořeny granty jako ERC Starting Grants, které poskytují financování pro výzkumníky v raných fázích jejich kariéry, zaměřující se na průlomové inovace v oblasti AI.

Kromě programu Horizon Europe  mohou výzkumné organizace čerpat z programů jako Eurostars, které podporují malé a střední podniky spolupracující s univerzitami na inovačních projektech zaměřených na aplikaci AI v městském prostředí.

2. Elektrifikace a obnovitelné zdroje energie

Technologie obnovitelných zdrojů energie jsou klíčové pro udržitelný rozvoj nejen „inteligentních“ měst neboli Smart Cities. Výzkum v této oblasti zahrnuje vývoj a analýzu nových materiálů pro solární panely, vývoj pokročilých bateriových systémů a testování efektivnějších metod skladování energie. Cílem výzkumů je snížit náklady a zvýšit účinnost těchto technologií, aby byly široce použitelné i v městském prostředí a pro soukromé osoby.

Instalace solárních panelů na veřejných budovách a školách pomůže městům snížit náklady na energii a zvýšit využití obnovitelných zdrojů. Městské čtvrti s vlastním solárním napájením jsou již realitou třeba v Německu – například projekt SonnenCommunity umožňuje sousedstvím sdílet energii mezi jednotlivými domy.

K takovým infrastrukturním opatřením pomáhají městům i iniciativy dotačních programů a pobídek. Výzkumné a vývojové projekty v této oblasti mohou být financovány prostřednictvím organizací jakou je Technologická agentura ČR, tedy TAČR, které podporují mj. aplikovaný výzkum a vývoj zaměřený na udržitelnou energetiku.

Do roku 2030 se dále očekává výrazný nárůst investic i do bateriových úložišť energie, což umožní efektivnější využití obnovitelné energie i v době, kdy slunce nesvítí a vítr nefouká. Tímto směrem je zaměřena i podpora formou Horizon Europe a programu TREND , které nabízejí financování pro projekty, které cílí na rozvoj obnovitelných zdrojů energie a jejich efektivní využití, což je nezbytné pro naplnění cílů v oblasti udržitelnosti.

3. Pokročilá konektivita: 5G a IoT

Pokročilá konektivita, jako jsou technologie 5G a Internet věcí (Internet of Things – IoT), je klíčová v propojení jednotlivých částí měst budoucnosti. Tato konektivita umožňuje sběr dat z různých senzorů a zařízení, což zlepšuje správu městských systémů a jejich analýzu i v reálném čase. Konektivita je důležitá pro vzdálenou správou a čtení dat.

Výzkumné aktivity zde zahrnují vývoj nových komunikačních protokolů, bezpečnostních technologií a metod, jak efektivněji zpracovávat velké množství dat generovaných těmito systémy.

Příkladem může být výzkum zaměřený na optimalizaci datového toku v chytrých pouličních osvětleních, která se automaticky přizpůsobují na základě pohybu a denní doby.

S rozvojem 5G sítí v příštích letech očekáváme zvýšenou integraci IoT zařízení, která umožní efektivnější správu městských infrastruktur. Programy jako Digital Europe Programme (DIGITAL) podporují právě projekty zaměřené na pokročilou konektivitu a její využití ve městech. Další forma podpory je i program HORIZON-WIDERA , který se zaměřuje na zlepšení evropských výzkumných ekosystémů a podporu výzkumu v oblasti pokročilé konektivity.

4. Imersivní technologie: VR a AR

Virtuální a rozšířená realita (VR/AR) poskytují nové možnosti pro plánování a správu městského prostředí. Tyto technologie umožňují realistické simulace a vizualizace městských projektů, což usnadňuje rozhodovací procesy a zapojení občanů zejména v prezentaci možností revitalizace veřejného prostředí. Virtuální prohlídky plánovaných stavebních projektů umožňují občanům vidět a komentovat návrhy před jejich realizací.

Do budoucna očekáváme, že VR a AR technologie budou standardní součástí městského plánování, což umožní lepší zapojení komunity a transparentnost v rozhodovacích procesech. Inspirace přichází z východu, tedy projekt Virtual Singapore, který vytvořil 3D digitální dvojče města pro plánování a simulace urbanistických projektů a infrastruktury.

V současné době je však nutné zajistit, aby tyto technologie byly dostupné a použitelné pro všechny občany, včetně těch s omezenými digitálními dovednostmi. Výzkum v této oblasti se zaměřuje právě na zlepšení interaktivních simulací, vývoj nových technik vizualizace a zajištění přístupnosti těchto technologií široké veřejnosti.

Tomu jdou naproti i programy OP JAK a výzvy Horizon Europe – Digital Twins, které poskytují podporu pro projekty zaměřené na rozvoj imersivních technologií a jejich aplikace v městském plánování.

Závěr

Výzkum a vývoj jsou hnací silou technologických inovací, které jsou základem pro vytvoření inteligentních sídel. Strategie RIS3, která v sobě obsahuje právě tato výzkumná a inovační témata určená k podpoře prostřednictvím evropských, ale i národních prostředků, poskytuje rámec pro implementaci nových technologií, které nám pomohou čelit výzvám budoucnosti a zlepšit kvalitu života nejen ve městech, ale i na venkově.

Výzkumné aktivity přinášejí nové technologie, zlepšují stávající procesy a pomáhají řešit výzvy, kterým města čelí v oblasti udržitelnosti, bezpečnosti a efektivity. Programy prostřednictvím Horizon Europe, TA ČR a Eurostars poskytují klíčovou finanční podporu pro tyto aktivity a pomáhají propojovat akademickou sféru s průmyslovými partnery pro urychlení přechodu k inteligentním sídlům.

Mimo výše zmíněné programy mohou výzkumné a inovační projekty v inteligentních městech čerpat z programů jako Interregional Innovation Investments, které podporují spolupráci mezi regiony a sektory, čímž umožňují sdílení znalostí a urychlení inovačního cyklu.

Článek čerpal inspiraci v publikaci McKinsey & Company “Technology Trends Outlook 2024” a reflektuje aktuální výzkumné iniciativy a nástroje, které umožňují rozvoj inteligentních sídel.

_{Autor: Viktor Beneš, ČVUT v Praze, Fakulta dopravní, Ústav dopravní telematiky}