عندما يتحدث قادة المدينة عن جعل مدينة ما “ذكية”، فإنهم عادة ما يتحدثون عن التوائم الرقمية الحضرية. هذه هي في الأساس نماذج حاسوبية ثلاثية الأبعاد للمدن عالية التقنية. وهي مليئة بالبيانات حول المباني والطرق والمرافق. تم تصميم هذين التوأمين باستخدام أدوات دقيقة مثل الكاميرات والماسحات الضوئية LiDAR – كشف الضوء ونطاقه – وهما رائعان في إظهار شكل المدينة فعليًا.
ولكن في اندفاعهم لرسم خريطة للخرسانة، فقد غاب الباحثون ومطورو البرمجيات ومخططو المدن عن الجزء الأكثر ديناميكية في الحياة الحضرية: الناس. يتحرك الناس ويعيشون ويتفاعلون داخل تلك المباني وفي تلك الشوارع.
وهذا الإغفال يخلق مشكلة خطيرة. وفي حين أن التوأم الرقمي الحضري قد يحاكي المباني والبنية التحتية بشكل مثالي، فإنه غالبا ما يتجاهل كيفية استخدام الناس للمتنزهات، أو المشي على الأرصفة، أو العثور على طريقهم إلى الحافلة. هذه صورة غير مكتملة؛ ولا يمكنها أن تساعد حقاً في حل التحديات الحضرية المعقدة أو توجيه التنمية العادلة.
للتغلب على هذه المشكلة، سيحتاج التوائم الرقمية إلى توسيع نطاق تركيزهم إلى ما هو أبعد من الأشياء المادية ودمج السلوكيات البشرية الواقعية. على الرغم من وجود بيانات وافرة عن سكان المدينة، إلا أن استخدامها يشكل خطرًا كبيرًا على الخصوصية. أنا باحث في الشؤون العامة والتخطيط. أنا وزملائي نعتقد أن الحل لإنتاج توائم رقمية حضرية أكثر اكتمالاً هو استخدام البيانات الاصطناعية التي تقارب بشكل وثيق بيانات الأشخاص الحقيقيين.
حاجز الخصوصية
لبناء توأم رقمي إنساني وشامل، من المهم تضمين بيانات مفصلة حول كيفية تصرف الأشخاص. ويجب أن يمثل النموذج تنوع سكان المدينة، بما في ذلك الأسر التي لديها أطفال صغار، والمقيمين المعاقين، والمتقاعدين. من المؤسف أن الاعتماد فقط على بيانات العالم الحقيقي أمر غير عملي ويشكل تحديا أخلاقيا.
إن العقبات الرئيسية كبيرة، بدءاً بقوانين الخصوصية الصارمة. غالبًا ما تمنع قواعد مثل اللائحة العامة لحماية البيانات للاتحاد الأوروبي (GDPR) الباحثين وغيرهم من مشاركة المعلومات الشخصية الحساسة على نطاق واسع. يمنع جدار الخصوصية هذا الباحثين من مقارنة النتائج بسهولة ويحد من قدرتنا على التعلم من الدراسات السابقة.
علاوة على ذلك، فإن بيانات العالم الحقيقي غالبا ما تكون غير عادلة. يميل جمع البيانات إلى أن يكون غير متساوٍ، ويفتقد مجموعات كبيرة من الأشخاص. إن تدريب نموذج حاسوبي باستخدام البيانات في الأحياء ذات الدخل المنخفض التي تتمتع بتغطية أجهزة استشعار متفرقة يعني أن النموذج سوف يكرر ببساطة هذا الظلم الأصلي بل ويضخمه. وللتعويض عن ذلك، يمكن للباحثين استخدام التقنية الإحصائية لترجيح البيانات في النماذج للتعويض عن النقص في التمثيل.
توفر البيانات الاصطناعية حلاً عمليًا. إنها معلومات مصطنعة يتم إنشاؤها بواسطة أجهزة الكمبيوتر التي تحاكي الأنماط الإحصائية لبيانات العالم الحقيقي. وهذا يحمي الخصوصية مع سد فجوات البيانات الهامة.
البيانات الاصطناعية: أداة للمدن الأكثر عدلاً
تؤدي إضافة ديناميكيات بشرية اصطناعية إلى تغيير التوائم الرقمية بشكل أساسي. فهو ينقلهم من النماذج الثابتة للبنية التحتية إلى المحاكاة الديناميكية التي توضح كيف يعيش الناس في المدينة. ومن خلال توليد أنماط تركيبية من المشي وركوب الحافلات واستخدام الأماكن العامة، يمكن للمخططين تضمين نطاق أوسع وأكثر شمولاً من الأفعال البشرية في النماذج.
على سبيل المثال، تستخدم مدينة بوغوتا في كولومبيا التوأم الرقمي لتصميم نظام النقل السريع بالحافلات TransMilenio. وبدلاً من الاعتماد فقط على بيانات أجهزة الاستشعار الواقعية المحدودة أو الحساسة للخصوصية، قام مخططو المدن بإنشاء بيانات تركيبية لملء التوأم الرقمي. تخلق مثل هذه البيانات بشكل مصطنع الملايين من محاكاة وصول الحافلات، وسرعات المركبات، وأطوال قوائم الانتظار، وكل ذلك يعتمد على الأنماط الإحصائية – أوقات الذروة، وأوقات خارج أوقات الذروة – لعمليات TransMilenio الفعلية.
يؤدي هذا النهج إلى تحويل التخطيط الحضري بعدة طرق حاسمة، مما يجعل عمليات المحاكاة أكثر واقعية وتنوعًا. على سبيل المثال، يمكن للمخططين استخدام بيانات المشاة الاصطناعية لوضع نموذج لكيفية تعامل كبار السن والمعاقين مع التصميم الحضري الجديد.
كما يسمح باختبار الأفكار بدون مخاطر. يمكن للمخططين محاكاة مجموعات سكانية صناعية متنوعة لمعرفة كيف ستؤثر خطة الإخلاء الجديدة للفيضانات على مجموعات مختلفة، كل ذلك دون المخاطرة بسلامة أي شخص أو خصوصيته في العالم الحقيقي.
جعل التوائم الرقمية جديرة بالثقة
على الرغم من كل الوعود التي توفرها البيانات الاصطناعية، إلا أنها لن تكون مفيدة إلا إذا وثق بها المخططون. وبما أنها تستند إلى قرارات كبرى على هذه العوالم الافتراضية، فيجب إثبات أن البيانات الاصطناعية هي بديل موثوق لبيانات العالم الحقيقي. يمكن للمخططين اختبار ذلك من خلال التحقق لمعرفة ما إذا كانت قرارات السياسة الرئيسية التي يتوصلون إليها باستخدام البيانات الاصطناعية هي نفس القرارات التي كانوا سيتخذونها باستخدام بيانات العالم الحقيقي التي تعرض خصوصية الأشخاص للخطر. إذا تطابقت القرارات، فإن البيانات الاصطناعية تكون جديرة بالثقة بما يكفي لاستخدامها في مهمة التخطيط هذه في المستقبل.
وبعيدًا عن الفحوصات الفنية، من المهم مراعاة العدالة. وهذا يعني إجراء تدقيق روتيني للنماذج الاصطناعية للتحقق من أي تحيزات مخفية أو نقص في التمثيل بين المجموعات المختلفة. على سبيل المثال، يمكن للمخططين التأكد من أن خطة الإخلاء في حالات الطوارئ في التوأم الرقمي الحضري تناسب السكان المسنين الذين يعانون من مشكلات في الحركة.
والأهم من ذلك، أعتقد أن المخططين يجب أن يشملوا مجتمعاتهم. يساعد إنشاء مجالس استشارية للمواطنين وتصميم البيانات الاصطناعية وسيناريوهات المحاكاة مباشرة مع الأشخاص الذين يعيشون في المدينة على ضمان عكس تجاربهم بدقة.
ومن خلال الانتقال إلى ما هو أبعد من البنية التحتية الثابتة إلى البيئات الديناميكية التي تشمل سلوك الناس، من المقرر أن تلعب البيانات الاصطناعية دورًا حاسمًا في التخطيط الحضري. وسوف تشكل التوائم الرقمية الحضرية المرنة والشاملة والمتمحورة حول الإنسان في المستقبل.
تم إعادة نشر هذا المقال من The Conversation، وهي منظمة إخبارية مستقلة غير ربحية تقدم لك حقائق وتحليلات جديرة بالثقة لمساعدتك على فهم عالمنا المعقد. كتب بواسطة: وي تشاي، جامعة تكساس في أرلينغتون
اقرأ المزيد:
يتلقى وي تشاي تمويلًا من المؤسسة الوطنية للعلوم.