«УрбанИИзация»: как ИИ задает тренды развития умных городов

Может ли искусственный интеллект построить город? Самостоятельно, конечно, нет, однако он способен упростить и ускорить процесс. Например, нейросети уже помогают создавать планы городских территорий, принимать и обрабатывать заявления от жителей для коммунальных служб, анализировать информацию о городе. На эту работу у ИИ уходит несколько минут, тогда как команда людей может работать несколько месяцев. Рассказываем, на что способен ИИ-урбанист, как нейросети меняют города и сможет ли искусственный интеллект спасти от пробок.

Искусственный интеллект способен выполнять целый комплекс разнообразных задач, в том числе в рамках проектирования и развития городов. Нейросети могут:

● Анализировать информацию о городе.

● Создавать планы территорий.

● Прогнозировать пробки и пассажиропоток.

● Оптимизировать работу коммунальных служб.

● Повышать энергоэффективность домов.

В основном, как говорит руководитель ИИ-лаборатории ДОМ.РФ Григорий Грязнов, урбанисты используют нейросети для двух целей:

● Предиктивный анализ. Чтобы создать комфортную городскую среду, нужно понимать тренды развития города и территории. Искусственный интеллект позволяет предсказать поведение объектов в системе, чтобы урбанист мог принять правильное решение.

● Генерация контента. Искусственный интеллект может быстро создавать планы, а также дорабатывать существующие шаблоны. Это позволяет экономить ресурсы: проектировщик начинает работу не с нуля, а с набора черновиков, лучшие из которых он может доработать.

Григорий Грязнов также отметил несколько трендов в урбанистике, связанных с ИИ:

● Цифровизация. Сбор данных о городской инфраструктуре, в том числе и в режиме реального времени, и проникновение умных устройств в элементы городской инфраструктуры (Internet of Things — IoT). Камеры городского наблюдения с системой распознавания позволяют и определять «пешеходный трафик» и работают на благо нашей безопасности (например, помогают искать преступников).

● Ресурсное планирование. ИИ позволяет прогнозировать доступные ресурсы и нагрузку на городскую инфраструктуру. Например, нейросеть предскажет пробки, которые возникнут из-за ввода в эксплуатацию новых домов, и урбанисты смогут заранее предусмотреть возможности разгрузки дорог.

● Развитие цифровых сервисов для жителей. Создание цифровых платформ и приложений, которые предоставляют жителям города доступ к новым сервисам и возможностям (управление городской инфраструктурой, общественным транспортом, услугами здравоохранения, образованием и так далее). Например, в Москве искусственный интеллект помогает обрабатывать обращения жителей по вопросам ЖКХ, транспорта и медицины, а в Московской области жители могут сообщить об отключении тепла через ИИ-помощника «Женю».

В основном урбанисты применяют искусственный интеллект для предиктивного анализа и генерации контента. Это позволяет создавать планы территорий, модели, показывающие, как тот или иной элемент городской застройки повлияет на инфраструктуру, а также обрабатывать заявления жителей территории.

Скорость процессов — важнейшее преимущество искусственного интеллекта. «Благодаря ИИ процесс работы с территориями в десятки, а иногда в сотни раз ускоряется. Например, обычно разработка какого-то масштабного проекта, в котором нужно учесть огромное количество параметров и нормативов, требует длительной работы большого количества специалистов. Когда же мы перекладываем эту задачу “на плечи” искусственного интеллекта, в который заложены все сложные правила и соответствующие алгоритмы, позволяющие быстро найти оптимальное решение, все становится гораздо проще и быстрее», — объяснил Стив Каддинс, руководитель лаборатории «Интеллектуальные технологии городского планирования» в Национальном центре когнитивных разработок Университета ИТМО.

Еще одно важное преимущество нейросетей заключается в том, что они позволяют хотя бы частично решить проблему с недостатком квалифицированных кадров в городах. Если для специалиста высокого уровня ИИ является помощником, то начинающему работнику нейросеть сможет подсказать, как лучше сделать в той или иной ситуации.

Высокая скорость процессов и частичное решение проблемы недостатка квалифицированных кадров — главные преимущества применения искусственного интеллекта.

«Когда мы говорим о применении искусственного интеллекта в развитии территорий, мы должны учитывать все те критерии, которые учитывают в обычной работе высококлассные специалисты. Это многочисленные градостроительные требования и нормативы иногда на первый взгляд, противоречащие друг другу. И это очень важный момент, с которым сталкиваются практически все специалисты. Бывает, кажется, что вообще невозможно построить так, чтобы соблюсти все требования, поэтому найти компромисс — самая сложная задача. Кроме того, нужно учитывать экономический план застройщика, социально-бытовые условия жизни людей, если это какие-то жилые территории. И когда мы обучаем систему ИИ, мы учитываем все эти нормы, а также стараемся принять во внимание мнение самих будущих пользователей данной территории», — добавил Стив Каддинс.

Чтобы обучить искусственный интеллект, который будет эффективно помогать специалистам по развитию городской среды, необходимо предоставить нейросети качественные данные. Руководитель ИИ-лаборатории ДОМ.РФ Григорий Грязнов рассказал, что специалисты обучают нейросеть-урбаниста на данных о:

● Движении транспорта;

● Пассажиропотоке;

● Демографической статистике;

● Состоянии инфраструктуры;

● Экологической обстановке.

Например, для анализа трафика специалисты используют спутники, датчики, камеры видеонаблюдения, GPS-устройства, отметил Григорий Грязнов.

Также урбанисты могут использовать для обучения искусственного интеллекта «цифровой двойник» города или территории. «Именно синергия собираемых данных и цифровых двойников позволяет решать проблему комплексно, а не точечно. Например, оптимизируя транспортный поток одной конкретной развязки, нужно понимать влияние на городскую инфраструктуру прилегающей к ней территории», — поделился Григорий Грязнов.

Григорий Грязнов рассказал, что мешает внедрять искусственный интеллект в урбанистику:

● Недостаток квалифицированных специалистов. В данный момент на рынке кадров существует серьезный дефицит специалистов, которые одновременно обладали бы знаниями и в теме урбанистики, и по искусственному интеллекту. Это существенно замедляет процесс внедрения технологий.

● Отсутствие стандартизации. Из-за того, что данные зачастую хранятся в разных форматах и системах, затрудняется и их интеграция и анализ.

● Высокие затраты на внедрение систем на основе ИИ. Многие компании просто не готовы инвестировать значительные средства в технологии ИИ без гарантии их эффективности.

«Для достижения успеха в строительной отрасли важно обучать и адаптировать сотрудников к новым реалиям, показывать преимущества внедрения ИИ и его непосредственное влияние на улучшение качества жизни горожан», — закончил Григорий Грязнов.

При создании нейросетевой модели необходимо загрузить в базу данных такую информацию, как градостроительные требования, нормативы, экономический план, движение транспорта, состояние инфраструктуры, экологическую обстановку и многое другое.

Искусственный интеллект полезен, но не всесилен. Григорий Грязнов отметил, что полностью решить проблему, например, пробок нейросеть не сможет.

«Что ИИ точно сможет сделать — это оптимизировать маршруты наилучшим образом, минимизируя время в дороге. Ваш навигатор уже делает это, когда предлагает вам самый быстрый маршрут. Если мы представим, что все автомобили будут беспилотными, предиктивный анализ поможет нам собирать информацию о ваших планируемых маршрутах, и развитие дорожной инфраструктуры будет проходить параллельно с цифровизацией, то теоретически это решаемая задача оптимизации. Но здесь ключевой фактор будет не в ИИ, а в развитии транспортной инфраструктуры в соответствии с data-driven подходом. Даже если мы полностью не решим проблему пробок, то сможем существенно улучшить ситуацию», — рассказал Грязнов.

Искусственный интеллект уже активно используется в развитии городов. Он может анализировать и предсказывать различную информацию о городе или территории: движение транспорта и трафик, нагрузку на инфраструктуру, экологическую обстановку и многое другое. Также он помогает ускорять работу коммунальных служб, получая и обрабатывая заявления от жителей. Главные преимущества ИИ-систем — скорость процессов и возможность частично решить проблему недостатка квалифицированных кадров. И хотя заменить специалиста-человека ИИ не способен, его помощь значительно облегчает работу урбанистам.

Следите за событиями в сфере ИИ на национальном портале в сфере ИИ – ai.gov.ru.