بناء مدن المستقبل الذكية

وتشير تقديرات الأمم المتحدة إلى أنه بحلول عام 2030، سيستقر 60 في المائة من سكان العالم في المناطق الحضرية، حيث سيستقر شخص واحد من كل ثلاثة أشخاص في مدن لا يقل عدد سكانها عن نصف مليون نسمة.

لقد عاش ماتي ميكولا، الرئيس التنفيذي لشركة إيسترن بريتيك التي تتخذ من ماليزيا مقراً لها، في آسيا على مدار الـ 25 عاماً الماضية. وقد شهد عن كثب التغيرات التي يجلبها التحضر على البيئة المبنية. "في البلدان النامية حيث نرى آثار التحضر بوضوح تام، نشهد ارتفاعًا في شعبية تكنولوجيا الخرسانة مسبقة الصب. فعلى سبيل المثال، يتم بناء المئات من المصانع الجديدة مسبقة الصب سنوياً في الصين. عندما تنتقل أعداد هائلة من الناس إلى المدن، يجب أن تكون قادراً على توفير المساكن على نطاق واسع وبسرعة. إن استخدام الخرسانة مسبقة الصب في هذه الأنواع من الإنشاءات هو الخيار الواضح لأنه يستغرق وقتاً أقل في البناء مقارنةً بالصب في الموقع."

تؤدي حركة الناس المتزايدة نحو المناطق الحضرية إلى تحديات تتجاوز الإسكان. وقد أدت الحاجة المتزايدة لتوفير الخدمات لملايين الأشخاص إلى تزايد شعبية مفهوم المدينة الذكية.

"تمثل المدن 80 في المائة من الناتج المحلي الإجمالي العالمي. وهذا يعني أن هناك الكثير من فرص السوق التي تأتي مع التوسع الحضري. والجانب السلبي هو أن المستوطنات البشرية الكثيفة تأتي مع نصيبها من التحديات - انبعاثات ثاني أكسيد الكربون والتلوث والازدحام"، كما يشير الدكتور مارتن برينسكوف، رئيس شبكة المدن الذكية المفتوحة والمرنة (OASC) والأستاذ المشارك في جامعة آرهوس في الدنمارك.

"في إطار حركة المدن الذكية، نقوم في حركة المدن الذكية بتحديد اللبنات الأساسية لمجتمع مستقبلي تتكامل فيه البنى التحتية المادية مع البنى التحتية الرقمية. هناك إجماع عالمي على أن مصطلح "المدن الذكية" غير مكتمل بطريقة ما. فالأمر يتعلق بـ "المدن والمجتمعات الذكية". علينا أن نبدأ من مستوى المجتمع المحلي إذا أردنا أن نفهم كيف يتكشف التحول الرقمي."

"يجتمع العالم الآن على تعريف واحد لماهية المدينة الذكية وهو تعريف واعد للغاية: وهي استخدام الأنظمة المادية والبشرية والتقنية أو الرقمية على النحو الأمثل في البيئة المبنية لتوفير مستقبل مزدهر ومستدام وشامل لمواطنيها".

"تشكل الخرسانة جزءاً كبيراً من البيئة المبنية. لقد كانت تشكل البنية التحتية للعالم خلال القرن الماضي أو نحو ذلك. بطريقة ما، ما نبحث عنه هو المكافئ الرقمي للخرسانة. نحن نستخدم الخرسانة في كل مكان. لا يمكنك بناء مجتمع، ولا حتى مدينة أكواخ، بدونها. نحن بحاجة إلى شيء بسيط مثل الخرسانة في العالم المادي للأنظمة الرقمية. في منظمتنا، نطلق على هذه الآليات الحد الأدنى من قابلية التشغيل البيني (MIM) وهدفنا هو تمكين الأشخاص ذوي الاحتياجات البسيطة للغاية - خاصة في مناطق مثل أفريقيا وآسيا، حيث لا يحدث التحضر بطريقة منظمة للغاية - من المشاركة في هذا التحضر."

يؤكد ميمو إيراكسينن، الرئيس التنفيذي للرابطة الفنلندية للمهندسين المدنيين، على الحاجة إلى الاستدامة. "المدينة الذكية هي أولاً وقبل كل شيء، مدينة مستدامة - بيئيًا واقتصاديًا واجتماعيًا. علينا أن نتذكر أن المدن صُنعت من أجل الناس و"الذكية" هي نوع من الغراء الذي يربط الخدمات الأساسية لإدارة المدينة".

"إن الهدف من المدن الذكية هو جعل الحياة اليومية أسهل قليلاً للأشخاص الذين يعيشون فيها، وكذلك مساعدة المدن على إدارة المدن بطريقة اقتصادية وبيئية. وهذا يعني أننا بحاجة إلى البحث عن طرق لضمان استخدام الموارد بكفاءة وجعل المدن مستدامة."

ويتفق معه براتاب بادودي، مؤسس ومدير مجلس المدن الذكية في الهند. "علينا أولاً أن نرسم الخط الذي يمكننا من خلاله جعل الحياة المستدامة ممكنة. فالخرسانة، على سبيل المثال، هي مادة بناء طويلة الأمد، وهي جيدة لمتانة المدن. إنها ضرورة مطلقة في خلق بيئة مناسبة يعيش ويعمل فيها الناس. في المدن المزدحمة، يصبح استخدام الخرسانة أكثر فائدة لأنها تسمح لك بالبناء بالارتفاعات التي تحتاجها، مما يتيح لك توفير المزيد من المساحات دون التضحية بالأراضي الزراعية. الخرسانة هي المادة الأكثر حداثة لتوفير بيئة مبنية بأسرع وقت ممكن وبأقل قدر من الإزعاج."

يشير بادود إلى مرونة الخرسانة كعامل محدد مهم في الدور الذي ستلعبه في المدن الذكية في المستقبل. "تتطلب الهياكل الكثير من الدقة والدقة التي تأتي من الرقمنة يمكن تنفيذها بشكل جيد للغاية في الهياكل الخرسانية لأن الخرسانة يمكن أن تتخذ أي شكل تريده. وأعتقد أن الخرسانة مسبقة الصب، التي تُستخدم بالفعل على نطاق واسع في البلدان المتقدمة، ستصبح هي القاعدة وليس الاستثناء. في البلدان النامية، نشهد ارتفاعًا في استخدام تكنولوجيا الخرسانة مسبقة الصب بسبب قدرتها على تسليم المشاريع في فترة زمنية قصيرة. يتم توحيد العناصر وإحضارها إلى الموقع وتجميعها. وهذه ميزة كبيرة خاصة في المناطق المزدحمة التي يتنقل فيها الناس لأنها تقلل من إزعاج المدينة ومواطنيها."

يرى ميكولا أيضًا فوائد استخدام الخرسانة مسبقة الصب لبناء المدن الذكية المستدامة في المستقبل. "إن استخدام تكنولوجيا البناء مسبقة الصب أكثر صداقة للبيئة من طرق البناء التقليدية لأنها تولد نفايات أقل، كما أنها أكثر إنتاجية وكفاءة. عندما يتم تصميم المبنى مسبقة الصب بشكل صحيح، يمكنك في الواقع بناء هيكل يمكن تفكيكه ونقله إلى موقع جديد. لقد قمنا على سبيل المثال ببناء موقف سيارات متعدد الطوابق باستخدام وصلات مثبتة بمسامير بالكامل. عندما لا تكون هناك حاجة إليه في ذلك الموقع بعد الآن، يمكنك فك الهيكل بأكمله ونقله إلى موقع جديد ويمكن استخدامه مرة أخرى، مما يقلل من الحاجة إلى إنشاءات جديدة".

يؤكد الدكتور برينسكوف أن الخدمات التي تعتمد على إنترنت الأشياءوالذكاء الاصطناعي ستلعب دورًا رئيسيًا في المدن والمجتمعات الذكية، مما يجعل من الضروري إيجاد طريقة لدمجها بسهولة في البيئة المبنية. "في إطار مشروع SynchroniCity الممول من الاتحاد الأوروبي، قمنا بنشر 50 منتجاً وخدمة في 21 مدينة. وباستخدام إطار عمل SynchroniCity، الذي يستند إلى نماذج MIMs الخاصة بمبادرة OASC، أظهرت هذه المشاريع التجريبية كيف يمكن للحكومات المحلية استخدام أجهزة الاستشعار والبيانات بفعالية لتوفير الخدمات التي تؤثر بشكل إيجابي على رفاهية مواطنيها."

يشير أيراكسينن إلى أنه يمكننا الاستفادة من البيئة المبنية الحالية. "نظرًا لأن الكثير من العالم قد تم بناؤه بالفعل بالخرسانة، فإن المفتاح هو الارتقاء بالهياكل إلى المعايير المطلوبة الآن وفي المستقبل. يمكننا النظر إلى البيئة المبنية من حولنا كنوع من الهيكل العظمي للتكنولوجيا الذكية. سيكون تدمير الهيكل العظمي مضيعة للمواد، ولكن يمكننا تحديثه. يمكننا أن نضيف أجهزة استشعار مطبوعة على الأسطح الخرسانية، على سبيل المثال، لإعطائنا تحذيرات مبكرة حول الفيضانات أو ظروف الطرق. كما يمكن أن تتضمن الهياكل الخرسانية الجديدة مواد كيميائية يمكن أن تساعد الهيكل على شفاء نفسه أو إعطاء إشارات دون الحاجة إلى أجهزة استشعار منفصلة. الخرسانة كمادة أصبحت بالفعل أكثر ذكاءً وذكاءً طوال الوقت."

ويقر بادود أيضًا بأن هناك بعض المشكلات التي تواجه دمج الهياكل القائمة في قالب المدينة الذكية. "أحد التحديات التي تواجه بناء المدن الذكية هو أنه لا يمكن اقتلاع الهياكل القديمة بالكامل. علينا أن نقوم بتعديل الهياكل القديمة، ولكن هناك أيضًا حلول متاحة لذلك - العوارض الخرسانية، على سبيل المثال، يمكن تكييفها بشكل منهجي تمامًا."

يعدد ميكولا عددًا من المزايا التي توفرها العناصر مسبقة الصب بالفعل والتي تجعلها لبنة بناء مثالية للمدن الذكية. "إن النواة المجوفة، لأنه يمكنك تمرير الأسلاك والتوصيلات الأخرى من خلالها، مما يجعلها مادة بناء جيدة للمدن الذكية. بالإضافة إلى ذلك، فهي تتمتع بميزة استخدام خرسانة أقل بنسبة تصل إلى 40 في المائة من المواد الأخرى". "الخرسانة أيضًا مرنة جدًا من حيث دمج التكنولوجيا اللازمة في المدن الذكية. عندما تكون الخرسانة لا تزال رطبة، يمكنك وضع أنابيب الكربون النانوية التي تصبح جزءًا من الهيكل عندما تجف الخرسانة. وكلما أصبحت التكنولوجيا أكثر تقدماً وأصبحت أجهزة الاستشعار أصغر، أصبح من الأسهل دمجها مع الخرسانة."