La città potrebbe essere pensata come un organismo vivente che richiede apporti di energia, nutrienti, e acqua e trasuda rifiuti. Tradizionalmente, gli ingegneri hanno progettato e gestito i sistemi che hanno acquistato energia e acqua nella città e rimosso i rifiuti solidi e liquidi. Il cibo è distribuito in modo meno centralizzato, ma ancora organizzato da grandi società.

Questo modello viene ora sovvertito. La sovversione è più notevole con la tendenza alla generazione ad hoc di energia da parte delle singole famiglie, che sta già causando grattacapi agli ingegneri responsabili della stabilizzazione della rete elettrica. Nel futuro, però, l'evoluzione organica e dinamica delle infrastrutture urbane, reso possibile dalle nuove tecnologie, dovrà essere anticipato e pianificato, con l'uomo al centro. Gli ingegneri dovranno lavorare più che mai a stretto contatto con architetti e urbanisti. Una professione non sarà sempre in carica, lasciando che le altre professioni riempiano gli spazi vuoti. La stretta e rigorosa integrazione di ingegneria, data science e architettura diventeranno obbligatorie.

Il programma Future Urban Infrastructure dello Smart Cities Research Institute (SCRI) è organizzato attorno ai seguenti tre flussi intersecanti:Integrated Infrastructure Systems (IIS), Urban Information Modeling (UIM) e Digital Fabrication and Procurement (DFP). Ciascuno attinge alla conoscenza e alle intuizioni degli altri due flussi, e intrinsecamente interdisciplinare.

1. Sistemi infrastrutturali integrati

Il flusso IIS rappresenta i flussi di energia e materiali verso le città e i quartieri urbani, e anche i flussi al loro interno. Città, i loro quartieri e le comunità extraurbane tradizionalmente attiravano l'elettricità, acqua e cibo da oltre i loro confini, e il calore di scarto espulso, acqua e solidi. Ora, l'energia viene generata e immagazzinata negli edifici, l'acqua viene raccolta e riutilizzata, e il cibo è coltivato localmente.

In che modo incoraggiamo questo processo anarchico e organico mentre regoliamo per evitare disastri sanitari, sicurezza ed energia? Se le persone sono convinte di installare un accumulatore a batteria, perchè non sono convinti di bere acqua riciclata? Come possiamo utilizzare i big data del flusso UIM per coordinare una miriade di singoli produttori e consumatori? Come possiamo utilizzare le nuove tecniche di costruzione del flusso DFP per rispondere in modo flessibile alle esigenze dei cittadini?

2. Modellazione dell'informazione urbana

UIM abbraccia il mondo dei big data con l'applicazione di nuovi algoritmi e intelligenza artificiale a vasti set di dati. Sia alla scala dei singoli edifici, zone urbane, o tutta la città, la modellazione delle informazioni in tempo reale e diversi test di scenario possono portare a un rapido processo decisionale ea una pianificazione altamente informata.

Dati sui flussi di potenza, cibo, acqua e materiali del flusso IIS, oltre che sulla mobilità, devono essere sfruttati. Quindi, deve essere distillato per produrre relazioni e implicazioni inaspettate. Ciò consente alle parti interessate e agli utenti finali di intraprendere corsi d'azione che altrimenti non sarebbero venuti loro in mente fino a quando non fosse troppo tardi.

Come possiamo mettere i big data nelle mani dei cittadini in modo che possano essere progettisti attivi ma responsabili delle proprie città? Attraverso la modellazione e la gestione delle informazioni, tutti gli aspetti della progettazione, costruzione, è possibile collegare la gestione e la demolizione dell'ambiente costruito nello stream DFP. Questo può aumentare radicalmente l'efficienza e ridurre gli sprechi di tempo, sforzo, e risorse in tutto il settore delle costruzioni.

3. Fabbricazione e approvvigionamento digitali

Il flusso DFP si impegna attivamente con i processi in rapida evoluzione alla base dell'approvvigionamento e della realizzazione delle città, recinti ed edifici. L'automazione sta cambiando il modo in cui pensiamo alla costruzione, richiedono strategie di approvvigionamento e processi di costruzione completamente nuovi e innovativi.

Come possiamo utilizzare le tecnologie robotiche e adattive, da tempo insediato in fabbrica, fabbricare e smontare ambienti urbani per soddisfare le mutevoli esigenze? Ci sono crossover significativi tra ciascuno dei flussi come coppie. Insieme, le comunità di ricerca IIS e UIM possono impegnarsi nella ricerca di nuovi modelli di sistemi ambientali. UIM e DFP possono unirsi per l'integrazione dei sistemi di costruzione. L'alleanza tra i ricercatori DFP e IIS offre nuove tecnologie per l'integrazione dei sistemi di costruzione.

Al servizio dei bisogni dei cittadini urbani

La ricerca transdisciplinare è sempre stata e sempre sarà una sfida. È per questo, a Swinburne, scegliamo le aree in cui abbiamo pubblicato, competenza riconosciuta a livello internazionale, e uniamo ricercatori che possono lavorare insieme per realizzare progetti in cui solo la combinazione di discipline avrà successo.

Sono felice di confessare che sono un principiante assoluto nel mondo del design urbano. La mia area di ricerca è la fluidodinamica, lo studio dei flussi di fluidi. È una branca della fisica matematica studiata da ingegneri e scienziati. Così, quando si tratta di architettura sono decisamente un pesce fuor d'acqua.

Però, Ho avuto una certa esperienza nel riunire gruppi di ricercatori provenienti da discipline completamente diverse, e i miei colleghi SCRI che sono esperti di architettura e design sono stati meravigliosi nell'istruirmi. Ho il compito di colmare il divario culturale tra il mio mondo di ingegneri, i progettisti della tecnologia, e il mondo del design incentrato sull'uomo. Insieme, possiamo trovare nuove idee per le infrastrutture future. I nostri concetti avranno nuovi ma rigorosi, fondamenta basate sulla ricerca e servirà ai bisogni umani del cittadino urbano.