Recrean una ciudad virtual con reacciones emocionales

Llegan los doppelgängers digitales, también para las ciudades. ¿El objetivo? Optimizar la planificación urbana.

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Las tecnologías digital twins o gemelos digitales, que presentan una gran cantidad de beneficios para la industria 4.0, han dado un paso más allá. Un equipo de investigadores del Centro de Computación de Alto Rendimiento de la Universidad de Stuttgart (HLRS) y del Instituto Fraunhofer, han desarrollado un gemelo digital de la ciudad alemana de Herrenberg con objeto de potenciar la planificación urbana sostenible.

Herrenberg es una ciudad alemana del distrito de Böblingen de Baden-Wurtemberg que cuenta con 31.000 habitantes y, según la perspectiva de Fabian Dembski, que trabaja en la intersección de la arquitectura, la planificación urbana y la ciencia computacional, las ciudades son mucho más que los lugares donde vivimos. Funcionan como organismos vivos, creciendo y cambiando con el tiempo. Por ello, las decisiones tomadas en la planificación de la ciudad pueden mejorar o degradar la salud de los espacios urbanos.

A medida que las ciudades se han vuelto más grandes y más complicadas, y la tecnología ha abierto nuevas formas de observar y simular los procesos dinámicos de las ciudades, los investigadores han tratado de encontrar nuevas formas de hacer que las decisiones de planificación de la ciudad sean más eficientes, equitativas e inclusivas. Los modelos digitales permiten así predecir cómo los cambios en su diseño podrían afectar a la vida en la ciudad.

Para recrear Herrenberg, los investigadores utilizaron la supercomputación y la visualización de realidad virtual para desarrollar modelos integrales de entornos urbanos, diseñados para apoyar la planificación de la ciudad y la gestión del tráfico, adaptando el concepto de "gemelo digital" para las ciudades, utilizando tecnologías de computación de alto rendimiento (HPC) para analizar, integrar y visualizar datos que describen fenómenos urbanos a fin de simular los procesos que es importante considerar en planificación urbana. Afirman que el estudio de Herrenberg ya ha proporcionado información valiosa para los planificadores de la ciudad y los funcionarios del gobierno en el estado de Baden-Württemberg, y ha allanado el camino para mejorar el modelo para incluir tipos adicionales de datos.

El enfoque comienza con la idea de que la vida en una ciudad es el resultado de interacciones complejas entre muchos factores. Con la disponibilidad de nuevos sensores y otras herramientas digitales para producir datos de alta calidad, los investigadores ahora pueden recopilar grandes conjuntos de datos que representan la calidad del aire, el flujo de tráfico y la prevalencia del tráfico de peatones, entre otras dimensiones de la vida urbana. Al fusionar estos grandes conjuntos de datos utilizando supercomputadoras y visualizarlos en realidad virtual, es más fácil comprender sus complejas interacciones, por ejemplo, para ver cómo un cambio en los patrones de tráfico o un nuevo edificio podría afectar la calidad del aire.

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HLRS

Se parte de la sintaxis espacial, que produce un esquema 2D de cuadrículas físicas en una ciudad; luego, se incorporan los datos del sistema de información geográfica (SIG) y los datos del sistema de control de tráfico para incorporar la topografía, la geometría de la carretera y los flujos de tráfico realistas con más detalle.

Los expertos también desarrollaron una aplicación que invitaba a los residentes de Herrenberg a enviar sus respuestas emocionales a diferentes áreas de la ciudad. Los residentes proporcionaron datos cualitativos sobre si ciertas ubicaciones resultan cómodas, inseguras o feas, por ejemplo. “Las emociones como la alegría y el miedo, la experiencia estética de los espacios verdes y la arquitectura, y otros factores impulsados por las emociones juegan un papel importante en el éxito del diseño urbano, pero son muy difíciles de representar en modelos arquitectónicos o simulaciones. Nuestro enfoque es un intento temprano de reunir e incorporar estos conjuntos de datos tan complicados ”, afirma Dembski.

Usando un escáner láser 3D, los investigadores también crearon una visualización en 3D del centro de la ciudad de Herrenberg. El equipo podría integrar las visualizaciones de sus diversos conjuntos de datos en un modelo de realidad virtual inmersivo, permitiendo ver datos abstractos cobrando “vida”. Para Dembski y sus colegas, este elemento lleva el trabajo un paso más cerca de visualizar una ciudad de una manera más realista.

"Las ciudades no son unidimensionales, por lo que no tiene sentido diseñarlas en una hoja de papel", dijo Dembski. “La tercera dimensión nos ayuda a comprender las ciudades y su espacialidad. Especialmente en el contexto de la planificación y el desarrollo urbanos convencionales, que a menudo se olvida la "vista" o la percepción del espacio a escala humana. Muchas personas no pueden imaginar una planificación abstracta en la escala de 1: 1.000 o 1: 10.000 ”, concluye el experto.


En el futuro cercano, evaluarán la posibilidad de integrar aplicaciones de inteligencia artificial (IA) para representar mejor los múltiples factores que afectan a la forma en que los ciudadanos experimentan emocionalmente sus ciudades.

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Referencia: Urban Digital Twins for Smart Cities and Citizens: The Case Study of Herrenberg, Germany. Fabian Dembski et al. Sustainability 2020, 12(6), 2307. DOI:https://doi.org/10.3390/su12062307

Sarah Romero

Sarah Romero

Fagocito ciencia ficción en todas sus formas. Fan incondicional de Daneel Olivaw y, cuando puedo, terraformo el planeta rojo o cazo cylons. Hasta que viva en Marte puedes localizarme por aquí.

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