هوش مصنوعی، پیش‌زمینه‌ای برای شهر‌های هوشمند

هوش مصنوعی روز به روز در حال پیشرفت و توسعه است و در زندگی انسان‌ها نقش بیشتری را ایفا می‌کند تا جایی که به هوشمندسازی شهرها کمک می‌کند و اکنون دیگر ثابت کرده است که یک از مفیدترین ابزارهایی است که فناوری برای انسان به ارمغان آورده است.

به لطف ظهور جدیدترین نوآوری‌ها در هوش مصنوعی (AI) و یادگیری ماشین (ML)، شهرهای هوشمند با تمرکز بر ارائه بهتر خدمات شهری تغییرات چشم‌گیری کرده‌اند.

موسسه تحقیقاتی Capgemini تخمین‌زده است که بخش انرژی و تمام بخش‌های مرتبط با آن، در کنار هم می‌توانند بین 237 تا 813 میلیارد دلار را با اتوماسیون هوشمند ذخیره کنند.

شرکت‌های خدماتی با استفاده از هوش مصنوعی در مواردی مثل تعمیرات قابل پیش­بینی، بهینه سازی بازدهی و پیش­بینی نسبت تقاضا بر ظرفیت موجود، آزمایش‌هایی را انجام داده‌اند.

در سال 2019 بیشتر از نصف شرکت‌هایی که خدمات مربوط به حوزه انرژی را ارائه می‌دادند از هوش مصنوعی استفاده می‌کردند تا به صورت مداوم از این خدمات استفاده نمایند.

مردم نیز از نوآوری‌هایی که هوش‌مصنوعی برای آن‌ها به وجود آورده است لذت می‌برند؛ تحقیقات یک شرکت هندی نشان داده است که 71٪ از مردم به هوش‌ مصنوعی و فرصت‌هایی که هوش مصنوعی به انسان‌ها می‌دهد تا زندگی بهتری داشته باشند امیدوار هستند.

در ادامه به برخی از نمونه‌هایی از هوش مصنوعی و یادگیری ماشین که عملی شده‌اند و شهرها یا خدمات شهری هوشمند را به وجود آورده‌اند می‌پردازیم:

1. اندازه‌گیری هوشمند انرژی

در نهادهای عمومی، مانند شرکت‌های بزرگ انرژی و خدمات مرتبط با آن اطلاعات لحظه‌ای در مورد میزان مصرف انرژی می‌تواند اتلاف انرژی را بسیار کاهش دهد، کارایی مجموعه را افزایش دهد و ذخیره انرژی را بهینه کند.

کنتور‌های هوشمند یکی از کاربردهای هوش مصنوعی و یادگیری ماشین هستند که در زمینه تاسیسات و انرژی قابلیت‌های فراوانی دارند. AI، ML و IoT (اینترنت اشیاء) در کنار یکدیگر یکی از ارکان اصلی دولت‌ها هستند که چشم‌اندازی را که آن‌ها از آینده شهرها و مناطق صنعتی هوشمند دارند مشخص می‌کنند.

شهرها انبوهی از اطلاعات را ارائه می‌کنند که می‌توان به وسیله IoT آن‌ها را در لحظه جمع‌آوری نمود. به طور مثال با استفاده از این داده‌ها توان ورودی برق را به طور اتوماتیک کنترل نمود که باعث صرفه‌جویی، امنیت بیشتر و قعطی برق کمتر می‌شود.

اندازه‌گیری هوشمند در مقیاس‌های کوچک نیز می‌تواند مفید باشد؛ با استفاده از آن‌ مصرف‌کنندگان می‌توانند میزان انرژی مورد نیازشان را تنظیم کنند و در نتیجه هزینه‌ها را کاهش دهند.

در واقع، تنها در بریتانیا، چنین برنامه‌ریزی شده است که برای هر خانه و کسب‌وکار کوچک یک کنتور هوشمند برق و گاز نصب شود که در مجموع تا سال 2020 این رقم به 53 میلیون کنتور می‌رسد.

2. نیمکت‌های متصل به اینترنت اشیاء (IoT)

شهر پاریس بی‌شک یکی از زیباترین شهر‌های جهان است که همواره توانسته هنر و تاریخ خود را با مدرنیته ادغام کند.

یکی از جالب‌ترین ایده‌هایی که در شهر پاریس اخیراً اجرا شده است، قراردادن حسگر‌هایی روی نیمکت‌های پارک است که آن‌ها را هوشمند می‌کند.

این نیمکت‌های جدید به اینترنت اشیاء متصل هستند و می‌توانند جریان ثابتی از اطلاعات را جمع‌آوری کنند که با استفاده از هوش مصنوعی می‌توان از این اطلاعات برای برنامه‌ریزی شهری استفاده نمود.

آن‌ها می‌توانند با نظارت بر میزان آلودگی، دما و فشار، اطلاعات دقیقی درباره عوامل محیطی مانند کیفیت هوا ارائه دهند. آن‌ها همچنین می‌توانند با جمع‌آوری داده‌ها در مورد ترافیک و استفاده از فضای شهری به برنامه‌ریزان کمک کنند.

این نمیکت‌ها حتی می‌توانند با گردشگران گفتگو کنند و از طریق یک برنامه قابل نصب از بازخورد آنان در مورد امکانات موجود آگاه شوند.

3. افزایش دانش و مهارت‌ نیروی کار

مسئله پیری نیروی کار مشکلی است که تأثیر عمیقی در تاسیسات گاز طبیعی و برق خواهد داشت. به گفته وزارت انرژی ایالات متحده، 25 درصد از نیروی کار این کشور ظرف پنج سال آینده آماده بازنشستگی خواهند بود و تخصص خود را نیز با خود به همراه خواهند برد.

هوش مصنوعی می‌تواند با استفاده از پردازش زبان طبیعی (NLP) و تعیین الگو برای پردازش داده‌های ساختاریافته یا بدون ساختار و استخراج اطلاعات ارزشمند از ارتباطات داخلی قبلی، اسناد آموزشی و یادداشت‌های فنی، با این مشکل مقابله کند.

ماشین هوشمند می‌تواند توصیه‌هایی را به تکنیسین‌ها و اپراتورهای تجهیزات در مورد نحوه انجام تعمیر و نگهداری پیچیده روی تجهیزات ارائه دهد. همچنین می‌تواند بازخورد تکنسین‌ها را در طول زمان دریافت کند تا توصیه‌های آتی خود را به دقت تنظیم کند و به کل نیروی کار کمک کند تا با بهره‌وری بیشتر و ایمن‌تر کار کنند.

4. دوربین‌های امنیتی هوشمند

بکارگیری بینایی ماشین (computer vision) برای تقویت دوربین‌های امنیتی یک کاربرد بسیار ساده‌ی هوش‌مصنوعی است. داشتن یک فیلم از وقوع یک جنایت بسیار مفید است ولی تا زمانی که ندانیم در آن مکان جنایتی رخ داده است، بازبینی فیلم دوربین‌ها معمولا اتفاق نمی‌افتد تا جایی که فیلم‌ها سرانجام حذف می‌شوند.

سیستم نظارتی‌ای که یک هوش مصنوعی قوی به دنبال الگوهای رفتار مجرمانه از آن پشتیبانی می‌کند، معادل تیمی از کارآگاهان است که هرگز نمی‌خوابند و تمام ویدیوها را در همان زمان تجزیه و تحلیل می‌کنند.

می‌توان از دوربین‌های امنیتی هوشمند در مدارس و کسب و کارها برای کاهش زمان پاسخ‌گویی در هر زمانی که نیاز به انجام کاری باشد استفاده نمود.

به عنوان مثال، اگر فردی که باید شناسایی شود «مرد سفیدپوستی با پیراهن آبی» است، هوش مصنوعی می‌تواند افرادی با همین مشخصات را که وارد منطقه‌ای می‌شوند تفکیک کند و هشداری را در همان لحظه ارسال کند.

همچنین می‌تواند عکس‌ها و ویدیوها را به اولین مسئولان محلی ارجاع دهد.

در کشور ژاپن، یک دوربین امنیتی مجهز به هوش‌مصنوعی آنقدر هوشمند است که می‌تواند وضعیت یک فرد مشکوک را که احتمال دارد مرتکب دزدی از مغازه‌ای بشود، تخمین بزند.

5. سیستم‌های بینایی ماشین و پارکینگ

شرکت‌هایی مانند Pixevia از هوش مصنوعی در فضای پارکینگ برای ادغام بینایی ماشین و الگوریتم‌های پیشرفته در یک محیط استفاده می‌کنند.

دوربین‌های خارج از فضای پارک خودروها می‌توانند با ترکیب بسیاری از عملکردهای پیشرفته مانند تشخیص پلاک و ردیابی پیکسلی به طور لحظه‌ای اطلاعاتی مانند در دسترس بودن فضای پارکینگ را اعلام کنند و پرداخت هزینه پارکینگ و محاسبه زمان پارک را به صورت اتوماتیک انجام دهند.

در نهایت، این فناوری برای وسایل نقلیه خودران آینده که می‌توانند به طور مستقیم با پارکینگ‌ها و گاراژها “تعامل کنند” بسیار مناسب خواهد بود.

6. کاهش آلودگی هوا

AI می‌تواند از راه‌های مختلفی به ما کمک کند تا محیط زیست را نجات دهیم. پیش­بینی شده‌است که تا سال 2030 هوش‌مصنوعی می‌تواند انتشار گاز‌های گلخانه‌ای را حداقل تا 4٪ کاهش دهد.

در سنگاپور از سنسور‌های IoT و هوش‌مصنوعی استفاده می‌کنند تا کیفیت و دمای هوا را بسنجند. هوش ‌مصنوعی این داده‌ها را تحلیل می‌کند تا بتوان وضعیت هوا را پیش­بینی کرد و اقدامات پیشگیرانه را انجام داد.

7. بهبود کنترل ترافیک

یکی دیگر از جاهایی که هوش‌ مصنوعی می‌تواند به کاهش انتشار گاز‌های گلخانه‌ای کمک کند سیستم‌های حمل و نقل است.

محققان آزمایشگاه ملی لارنس برکلی در وزارت انرژی ایالات متحده، در حال کار بر روی یک ابزار محاسباتی مبتنی بر مدل‌های یادگیری تقویتی عمیق به نام CIRCLES هستند تا ترافیک را در تمام شهرهای شلوغ روان سازند.

CIRCLES مخفف عبارت « Congestion Impact Reduction via CAV-in-the-loop Lagrangian Energy Smoothing» است که می­تواند حجم زیادی از خودروها را شبیه سازی ‌کند.

این سیستم می‌تواند مصرف انرژی را کاهش دهد و جریان ترافیک را با کاهش توقف‌ها و روانی حرکت‌ها در آزادراه‌ها بهبود بخشد.

این کنترل ترافیک هوشمند که برای قابل سکونت کردن شهرها استفاده می‌شود به کاهش آلودگی هوا نیز کمک می‌کند.

الگوریتم‌های یادگیری عمیق از ترکیب تصاویر ماهواره‌ای با اطلاعات ترافیکی به دست آمده از گوشی‌های هوشمند و حسگرهای محیطی اینترنت اشیا برای بهبود پیش­بینی کیفیت هوا استفاده می‌کنند.

نرم‌افزار پلاک‌خوان خودکار مبتنی بر هوش مصنوعی (ALPR) مانند آنچه Rekor مستقر کرده است نیز می‌تواند برای شناسایی وسایل نقلیه، یا برای کشف جرایم و تخلفات در لحظه استفاده شود.

8. محیط‌های کاری تطبیقی برای بهبود سلامت کارکنان

احتمالا یکی از شگفت‌انگیزترین قابلیت‌های هوش‌مصنوعی و بینایی ماشین ساختن محیط‌های کاری است که بتواند نیاز‌های کارکنان را رفع نماید و به سلامت آنان کمک کند. به ویژه امروزه که ما در مقیاس جهانی مجبور به قرنطینه خودمان هستیم.

Encompass AV سیستمی را توسعه داده است که از هوش مصنوعی برای ادغام تهویه مطبوع، روشنایی و دوربین‌های امنیتی از طریق تجزیه و تحلیل داده‌ها استفاده می‌کند. این سیستم بر اساس فعالیت‌های ثبت‌شده یا سایر عوامل خارجی یا داخلی می‌تواند تصمیم‌های مستقلی برای تنظیم محیط بگیرد.

به عنوان مثال: این سیستم می‌تواند با ریتمی شبانه‌روزی کار کند تا کارکنان در داخل ساختمان احساس کنند که انگار در محیط بیرون هستند، برای این کار نورها را برای شبیه سازی یک زمان خاص از روز به رنگ‌های مختلف در می‌آورد.

9. پیش­بینی‌های دقیق

یک از رایج‌ترین کاربردهای هوش‌مصنوعی که تقریباً در تمام صنایع و بخش‌ها از آن استفاده می‌شود پیش­بینی‌های دقیق و نزدیک به واقعیت است.

بسیاری از شرکت‌های حوزه انرژی و تاسیسات از هوش مصنوعی استفاده می‌کنند تا محصولات خود را برای مشتری‌ها و دولت‌ها در دسترس و جذاب جلوه دهند و بتوانند میزان جذابیت آن‌ها را پیش­بینی کنند.

هوش‌مصنوعی با ترکیب IoT و Big data می‌تواند میزان تقاضای بالقوه، نوع قیمت‌گذاری و تخفیف‌های دولتی را تحلیل کند که می‌تواند بر قیمت، ترندهای یک صنعت و سایر عوامل اجتماعی و جغرافیایی تاثیرگذار باشد.

پس از بررسی تمامی این داده‌ها، یک پیش‌بینی دقیق می‌تواند به شرکت‌ها کمک کند تا هزینه‌های سرمایه گذاری و بازده محصول را تخمین بزنند.

10. اختراع دوباره کشاورزی

ML تغییرات عظیمی را در کشاورزی به ارمغان آورده و در حال حاضر انقلابی را در این بخش آغاز کرده است. اگرچه امروزه موارد استفاده از هوش‌مصنوعی در کشاورزی چنان فراوان است که نمی‌توان تمامی آن‌ها را فهرست کرد، اما پیش از همه، سطح جدیدی از مقیاس پذیری را به ارمغان آورده است.

در کشاورزی مدرن از پهپاد‌های هوشمند برای جمع‌آوری حجم زیادی از داده‌های محیطی مربوط به مزارع و محصولات کشاورزی استفاده می‌شود که این اطلاعات به ماشین‌های هوشمند داده می‌شود.

هیچ انسانی نمی‌تواند این حجم از داده را پردازش کند و یک الگو برای آن بیابد؛ کاری که هوش‌ مصنوعی به سادگی آن را انجام می‌دهد.

ماشین‌ها می‌توانند داده‌ها را در لحظه تجزیه و تحلیل کنند و تصمیمات پیچیده‌ای را بگیرند. به طور مثال: انتخاب کود مناسب یا زمان مناسب برای آبیاری به نحوی که کارایی بهتری داشته باشد.

سخن پایانی

هوش مصنوعی هر روز به عنوان بخشی از چشم‌انداز شهرهای آینده‌ی ما رشد می‌کند و به ما کمک می‌کند تا جامعه‌ای هوشمندتر و کارآمدتر را شکل دهیم و اکنون دیگر ثابت شده که یکی از مفیدترین ابزارهایی است که فناوری‌های رایانه‌ای در اختیار انسان قرار داده است.

همچنین به این وسیله ما در نهایت قادر خواهیم بود که مشکلات بزرگتری را که بشریت با آن مواجه است برطرف سازیم.