'Digital Twin'-steden bereiken ons voor op stedelijke beslissingen met blijvende impact
Er is een manier om verschillende scenario's te testen en te analyseren voordat er wordt begonnen. Dit is mogelijk dankzij digital twins. Een digital twinstad is een replica van zijn fysieke tegenhanger. Op basis van real-time gegevens en met behulp van simulatie, AI en patroonherkenning komt deze digitale tweeling tot leven. 'Digital twin'-steden bieden volop mogelijkheden om stedelijke planning te verbeteren op gebieden als infrastructuur, verkeer, bouw en energieverbruik.
"Als je de planning goed doet, zijn er minder risico's en zijn de operationele kosten lager. Beter plannen loont," zegt Dr. Ville Lehtola, universitair docent aan de afdeling Earth Observation Science Department aan de Universiteit Twente, die technisch onderzoek combineert met maatschappelijk inzicht dat hij heeft opgedaan tijdens zijn eerdere ervaringen als gemeenteraadslid in Espoo, Finland.
Digital twinsteden laten de uitkomst van de plannen zien. Beleidsmakers simuleren scenarios en maken zo weloverwogen keuzes die de kwaliteit van het stadsleven zullen verhogen. "We begrijpen het verleden en heden, maar de beslissingen die we vandaag nemen kunnen morgen onvoorspelbare ontwikkelingen hebben. Digital twintechnieken bieden nauwkeurigere voorspellingen om te anticiperen op de impact van die beslissingen."
Digital twins benutten voor een duurzamere toekomst
Digital twins kunnen een belangrijke rol spelen op het gebied van duurzaamheid. Zo kunnen ze de risico's van hoge temperaturen of stofstormen in een stad simuleren. Die simulaties kunnen ervoor zorgen dat ontwerpen voor de gebouwde omgeving veerkrachtiger zijn.
Bovendien kunnen deze technieken worden toegepast om milieuvervuiling en het gebruik van hulpbronnen te minimaliseren. Ze kunnen bijvoorbeeld de afvalproductie, ophaalroutes en recyclingpercentages bijhouden. Een goede analyse kan steden dan helpen het storten van afval te verminderen en recycling- en composteringsinitiatieven aan te moedigen.
Meer dan steden, de potentie van digital twintechnieken
De toepassingen van digital twintechnieken zijn veelzijdig en gaan verder dan stedelijke omgevingen. In een Europees onderzoeksproject over extended reality (XR), XTREME, spelen Lehtola en zijn team hun rol in het vastleggen van kunst- en muziekuitvoeringen in opera's en musea in digitale replica's. Dit zorgt niet alleen voor meeslepende ervaringen, maar draagt ook bij aan innovatie van kunstpresentatie.
"Onze ambitie is om synesthesie na te bootsen, zoals de sensatie van het horen van geluiden die beelden of geuren oproepen. Om dit te bereiken nemen we de achtergrondscène en de beelden en geluiden van een voorstelling op. Vervolgens voegen we effecten toe, zodat bijvoorbeeld bij een bepaald geluid of een bepaalde beweging de achtergrond in kleuren rimpelt", legt Lehtola uit.
Dilemma's van digital twins: uitdagingen en gezamenlijke oplossingen
Lehtola legt uit dat er veel uitdagingen zijn bij de echte toepassingen van digital twins. Er komt steeds meer data beschikbaar, met bronnen als zelfrijdende auto's, drones en wegenkaarten die zijn uitgerust met slimme sensoren. Naarmate de technologische mogelijkheden toenemen, nemen ook de uitdagingen toe, vooral met betrekking tot het verzamelen, opslaan en beschermen van zoveel gegevens. Er is behoefte aan meer digitalisering en automatisering van gegevensverwerkingsprocessen, waaronder verschillende soorten gegevens zoals beeld-, laser-, sensor- en tekstgegevens.
Volgens Lehtola is digitalisering mogelijk door een gezamenlijke inspanning van de publieke sector, bedrijven en burgers. Beleidsmakers kunnen burgers kunnen bijvoorbeeld meer betrekken bij stadsplanning door middel van digitale tools waarmee ze hun input kunnen geven in een 3D-plan. Ze kunnen aanpassingen aan bestaande plannen voorstellen of geheel nieuwe plannen voorstellen met behulp van generatieve AI-technieken.
"De hele stadsgemeenschap moeten we erbij betrekken, niet alleen het stadsbestuur. Bedrijven en andere gemeenschappen moeten deel uitmaken van het innovatieve stedelijke ecosysteem en oplossingen vinden voor bestaande uitdagingen. Uiteindelijk vereist het oplossen van de complexiteit van stedelijke omgevingen door middel van digital twinsteden een gezamenlijke aanpak, waarbij verschillende belanghebbenden worden betrokken."
