スマートシティ、スマートホーム - 会社ニュース - ニュース

1.はじめに

"スマートシティズ"のビジョンは、電力、水道、交通機関などのすべての構造物が設計され、建設され、高度で安全な環境を利用して安全で環境に優しい、データベース、トラッキング、および意思決定アルゴリズムで構成されたコンピュータ化されたシステムに接続された、統合された材料、センサ、エレクトロニクス、およびネットワーク。このビジョンへの道に沿った研究と工学の課題は、物理学、化学、生物学、数学、計算科学、システム、機械、エレクトロニクス、土木工学など、多くの技術分野を網羅しています。最も単純なレベルでは、基本的なコンポーネントとそれに関連する「フィードバック」または自己監視メカニズムがあります。それぞれは、特定されているか、または既に存在する場合は、適切なアプリケーションに合わせて調整されなければなりません。次のレベルでは、これらのコンポーネントを使用するシステムの設計があります。これに関連するのは、それぞれの所与の機能に対するコンピュータ化された「監視」能力へのインターフェースであろう。次に、完全な構造またはサービスが提供され、最後に、都市中心の不可欠なインフラストラクチャの関連していて一見無関係なすべての側面にわたる情報の統合です。道路、橋梁、トンネル、鉄道/地下鉄、空港、港湾、通信、水道、電力、さらには主要な建物を含む重要なインフラストラクチャのすべての状況を監視し統合する都市は、リソースを最適化し、予防保全活動を計画できます市民へのサービスを最大限に活用しながらセキュリティの側面を監視することができます。システムに対する自然の挑戦と人為的な挑戦の両方に対する緊急応答管理は、集中して迅速に行うことができます。高度な監視システムとスマートセンサーを内蔵しているため、リアルタイムでデータを収集し評価することができ、都市管理の意思決定を促進することができます。例えば、水の本壊れ、特定の橋が氷結状態にある場合にのみ派遣される塩拡散の乗組員、およびすべての構造物の生活条件を知ることによって減少する査察官の使用の前に、資源を託すことができる。長期的なスマートシティのビジョンでは、システムと構造が自分の状況を監視し、必要に応じて自己修復を実行します。物理的環境、大気、水、および周辺の緑地は、最適な品質のために目立たない方法で監視されるため、清潔で効率的で安全な生活環境と作業環境が向上し、すべてのリソースの最も効果的な使用。このホワイトペーパーでは、Brookhaven National Laboratoryがこのビジョンを推進する研究、開発、展開の課題を作成するために主導している現在のイニシアティブについて議論します。これは、将来の20年を見据えつつ、存在する可能性のある都市枠組みを概念化しつつ、現在の都市中心問題に新しい技術を適用する際に定着しています。

2. Baclkm-ound

スマートマテリアルとスマート構造の最近の進展は、真に新しいマテリアルが開発されたもの（自ら感知して診断するもの）と、より新しい、より小型でより多くのマイクロセンサーや光学システムが展開され、インターフェースされているもの応答システム。第1のカテゴリーでは、改善された液晶ディスプレイおよび人工筋肉のような開発は、小型化の限界を分子レベルに押し進める発展を反映している。別の例は、特定の化学種に対してより感度が高く、特異的である分離プロセスのための改良された膜の開発である。第2のカテゴリーは、設計者やエンジニアにとって、センサーと構造の応答メカニズムの適用が、大量および全体的なコストを削減する機会を提供する点でより興味深いものです。これらのアプリケーションから得られる利点は、橋やダムなどの市民インフラにも拡大されています。しかし、イニシアチブはこのカテゴリーから始まりますが、スマートシティのコンセプトの長期目標は最初に組み込まれています。特定された研究課題のいくつかは、監視されるべきパラメータの重要なインフラストラクチャー識別の分類、測定されたパラメータを管理可能な性能尺度に分解する。スマートセンサーに関する最新の研究開発の応用、材料、センサー、計測技術の開発、伝送コンピューティング、ネットワーキング、および統合機能の拡張が含まれます。過去20年にわたり、スマートな材料と構造は、「インテリジェントな」材料や「適応性のある」材料や構造としても知られていました。最近政府や学術界に関心のある市民のアプリケーションは、もともとは主に軍事および航空宇宙の焦点であったものから進化しました。組込みマイクロアクチュエータから翼型およびマイクロバルブアレイの制御、形状記憶合金の調査、複合構造の診断監視までの軍事および航空宇宙のアプリケーション/研究は、米国国防総省の支援を受けています。 NASAによって、スタンフォード大学の構造と複合研究所やハーバード大学のスマート構造のダイナミクスとコントロールのセンターなどの学術系研究センターでかなりの研究が行われました。最近では、生物多様性、インフラストラクチャー、輸送ニーズに対応する民生部門や産業部門の技術ニーズと期待に沿って、多様化した基盤が進化しています。その結果、数多くの大学や政府が支援する研究機関で、ダイナミックで多分野の研究が進められています。スマートシティのビジョンは、これらの取り組みに基づいており、それらを都市部での使用のために統合することに焦点を当てています。コンポーネントや離散システムを超えた複雑なメガシステムの調査と調査には、統合的で総合的なアプローチに基づくイノベーションが必要です。これらのメガ・システムは、統合的なソリューションとして、環境への危害を回避する持続可能性、エネルギーと材料の効率的な使用、ライフサイクル・エンジニアリングを含みます。これらの技術のための資金調達の基盤が既に進化していることに加えて、実行可能な解決策には、エネルギー省と環境保護局のような新しい選手からのスポンサーシップと国際協力が必要です。さらに、議会ビル、HR115、国家インフラ開発法（1999年）は、インフラ関連イニシアチブの資金調達のためのより創造的で効率的な方法、既存および予測インフラ資金需要を満たすために必要な資源のマーシャリングの必要性（および政府の関心）

3.アプローチ

このビジョンを実現するために、このイニシアチブは、大学、政府、ビジネス協会、民間部門、ブルックヘブン国立研究所の提携を構築するために行われました。その目的は、都市センターのニーズを学術および研究室のリソースに結びつけることができる構造を開発することで、デモプロジェクトから都市の商業化に向けて展開できるそれぞれのポートフォリオの技術を効率的に特定することです。技術が存在しない場合、これらのニーズに対応するための応用研究を開始する。この開始を開始するために選択されたモデルは、米国の北東地域のものである。これは、ニューヨーク市から始まって、人口密度と地域の都市中心部の年齢を調べた簡単なニーズ分析に基づいていた。以下で説明する地域モデルは、国内および国際的に拡大することができます。

4.進捗状況

スマートシティのコンセプトは、1998年後半以降の計画段階では2000年1月に最初の資金提供を受けました。その時以来、2つの地方大学が主要都市に従事するニューヨーク州当局とともにチームに加わり、同盟が形成され始めました開発プログラム。さらに、ニューヨーク州の環境ビジネス協会は、ニーズの特定と研究開発の優先順位付けのプロセスを継続するために、ビジネス代表者会議を開催することに合意しました。 2000年8月の間、このイニシアチブは、最初の民間および公益事業基金が実現するのを見た。この時点で、同盟のメンバーとの交流を通して、概念が成熟し、活発な研究開発プログラムが始まった。図1は、3つの推力エリアがサポートされている研究開発課題、パッシブ構造、地下ユーティリティ、グリーンビルディングの状況を示しています。第4のものは、流体システムのもので、提案の審査段階にあります。イニシアチブが成熟し続けるにつれて、現在のものが商業部門への製品流入を開始する際に、新たな推進領域が追加されることが予想される。

5.未来

ビジョンの早期成功に伴い、このイニシアチブは成長し、国家的な賞賛を得ることが期待されています。次の12ヶ月から18ヶ月は、最初の2つの製品が都市のニーズを満たすために浸透していることを確認する必要があります。パッシブ構造の推力は、ブリッジの老朽化からレンガ造りのファサードの層間剥離までの構造劣化を測定する能力を有する遠隔全視野光センサまたは研究を完了することが期待される。 2つ目は、地下の公益事業の推進力から来て、地下のガスや水道管などの選択されたシステムだけでなく、面倒なジョイントの位置を特定する高分解能の検出とイメージングシステムになります。このような主要な事業がそうであるように、その成功は、エンドユーザーのニーズを創造的に実用的な研究開発に、そして持続的な資金調達エンジンの確立を通じて創造的に一致させる能力にある。これらの2つの領域は、来年にわたって優先順位の高い項目になります。教育はスマートシティの未来の不可欠な部分です。このイニシアチブは、今後12ヶ月間に2つのワークショップを開催して、ビジネスおよび政府のリーダーを教育するプロセスを開始する予定です。さらに、将来の卒業生のニーズを考慮して、アウトリーチプロセスが現在のカレッジエンジニアリングカリキュラムを検討し始めています。

最後に、国際社会からのインプットを求めるビジョンを広げる時が来ました。世界中の都市センターは同様の課題に直面しています。この国際生活拡張ワークショップは、ニューヨーク市とパリの代表を集めて、この取り組みの始まりを表しています。

6.結論

未来都市のビジョンが提示されました。これは、情報システムを通じて科学技術の統合に依存するものです。政府、都市管理者、ビジネス、学界、研究コミュニティの関係を再考する必要がある未来。このビジョンのタイトルはSmart Citiesです。