羅馬不是一天建成的，這是有充分理由的。城市是地球上最復(fù)雜的人工設(shè)計(jì)系統(tǒng)。今天，世界上 55% 的人口居住在城市地區(qū)，預(yù)計(jì)到 2050 年將有 68%的人口居住在城市地區(qū)。在美國，這一數(shù)字已經(jīng)達(dá)到 83%，預(yù)計(jì)到 2050 年將達(dá)到 89%。

因此，對(duì)于我們整個(gè)社會(huì)和地球來說，城市或許代表著創(chuàng)新和數(shù)字化轉(zhuǎn)型的最重要機(jī)會(huì)。通過這種轉(zhuǎn)變，我們可以創(chuàng)造一個(gè)更可持續(xù)、更有彈性但也更具適應(yīng)性的城市未來。

在本文中，我們探討了為什么智慧城市概念是必要的，但還不夠，以及實(shí)現(xiàn)未來適應(yīng)性城市的三個(gè)步驟——一個(gè)適用于所有人的步驟。

雖然智慧城市的概念長(zhǎng)期以來一直是城市的未來愿景，但這也是必要的，但還不夠。科技公司長(zhǎng)期以來一直提出智能傳感器的概念，傳感器能夠捕獲數(shù)十億個(gè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)點(diǎn)，以幫助城市變得智能并能夠?qū)χ車h(huán)境做出反應(yīng)。例如自動(dòng)駕駛汽車、智能照明，甚至智能垃圾桶。

傳感器和數(shù)據(jù)確實(shí)是基石，就像水泥、空氣、水、沙子和礫石一樣，都是混凝土，但它們代表的是原材料，而不是最終的解決方案。

智慧城市概念是一個(gè)有益的開端，但未來的城市需要更進(jìn)一步。它需要成為一個(gè)能夠動(dòng)態(tài)響應(yīng)持續(xù)變化和中斷的適應(yīng)性城市。

近年來，各種形式的破壞已經(jīng)從例外轉(zhuǎn)變?yōu)槌B(tài)。我們今天既有 3D 打印、人工智能 (AI)、機(jī)器學(xué)習(xí) (ML)、自動(dòng)駕駛汽車和數(shù)字孿生等顛覆性技術(shù)，也面臨流行病、極端天氣事件、氣候變化等重大挑戰(zhàn)，甚至還有許多不可預(yù)見的情況，甚至是劇烈波動(dòng)的政策變化。

智慧城市概念在穩(wěn)態(tài)條件下運(yùn)行良好，但在一個(gè)持續(xù)中斷的世界中，城市的一個(gè)關(guān)鍵要求是能夠應(yīng)對(duì)變化，并在其運(yùn)營模式的數(shù)字和物理方面具有內(nèi)在的敏捷性。如果城市的物理基礎(chǔ)設(shè)施仍然脆弱，那么數(shù)字生態(tài)系統(tǒng)的敏捷性就毫無意義。

適應(yīng)性城市平衡生活和生計(jì)、復(fù)原力和可持續(xù)性，以及需要不斷分析和采取行動(dòng)的所有政治、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、技術(shù)、法律和環(huán)境條件。

通往適應(yīng)性城市的道路是一個(gè)多年的旅程。與數(shù)字化轉(zhuǎn)型一樣，它可以快速取得成效，因此每一步都可以實(shí)現(xiàn)收益。實(shí)施的三個(gè)關(guān)鍵步驟涉及建立愿景、設(shè)計(jì)適應(yīng)性，然后構(gòu)建內(nèi)在敏捷性。

適應(yīng)性城市的愿景始于其目標(biāo)（圖1），這些對(duì)于每個(gè)城市來說顯然是不同的。例如，在美國，邁阿密在韌性方面的需求與達(dá)拉斯相差甚遠(yuǎn)。適應(yīng)性是關(guān)鍵，因?yàn)樗蔀楦玫刂С炙心繕?biāo)的推動(dòng)力。這意味著可以在更多時(shí)間為更多利益相關(guān)者實(shí)現(xiàn)更多目標(biāo)。

圖 1. 適應(yīng)性城市目標(biāo)：針對(duì)所有利益相關(guān)者進(jìn)行動(dòng)態(tài)優(yōu)化。資料來源：WGI Inc.

動(dòng)態(tài)路緣管理是一種解決方案，它使城市規(guī)劃人員能夠使用動(dòng)態(tài)的、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的路緣管理政策來平滑路邊的交通和交付，從而使道路更加高效和公平。兩小時(shí)的停車位可以成為三分鐘的裝載區(qū)或根據(jù)一天中的時(shí)間或其他因素動(dòng)態(tài)定價(jià)的交付區(qū)。

由于城市的商業(yè)目標(biāo)是不斷變化的，自適應(yīng)城市需要支持目標(biāo)本身的動(dòng)態(tài)優(yōu)化，以便對(duì)交通量和二氧化碳排放等相互緊張的目標(biāo)進(jìn)行主動(dòng)管理。

為了實(shí)現(xiàn)適應(yīng)性設(shè)計(jì)，將設(shè)計(jì)重點(diǎn)放在城市建筑的數(shù)字和物理元素上是很重要的。軟件適應(yīng)性可以通過云計(jì)算、人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)、數(shù)字孿生、軟件定義網(wǎng)絡(luò)、智能合約和平臺(tái)業(yè)務(wù)模型等方法來實(shí)現(xiàn)。

物理適應(yīng)性可以通過模塊化設(shè)計(jì)和構(gòu)造、多功能設(shè)計(jì)、機(jī)器人和無人機(jī)以及支持快速集成和互操作性或動(dòng)態(tài)配置的技術(shù)來實(shí)現(xiàn)（表 1）。

例如，Ample的機(jī)器人電池更換站可以在 10 分鐘內(nèi)更換電動(dòng)汽車的電池模塊和電池組。然后是“即插即用城市主義”，它采用人行天橋等元素，并根據(jù)需要使其可移動(dòng)。美國得克薩斯州的沃思堡市通過一座橫跨 80 英尺寬的小溪的可移動(dòng)橋梁改善了街景。在更大的范圍內(nèi)，卡塔爾的集裝箱足球場(chǎng)可以在賽后拆卸和重新組裝。

停車設(shè)施的運(yùn)營優(yōu)化不僅意味著事半功倍（例如在大流行期間需求下降了 90% 之多），而且還意味著尋找替代方法，例如將車庫層轉(zhuǎn)換為鍛煉設(shè)施、為流行音樂提供空間、為餐廳外賣和食品配送增加零售或集結(jié)區(qū)。

這種物理適應(yīng)性擴(kuò)展到建筑環(huán)境中的特定資產(chǎn)以及整個(gè)結(jié)構(gòu)。多功能路燈，例如加利福尼亞州安大略省紐黑文計(jì)劃開發(fā)社區(qū)中的路燈，配備了 USB 充電端口、環(huán)境傳感器、Wi-Fi、尋路等。

為了建設(shè)或更新城市基礎(chǔ)設(shè)施，這些數(shù)字和物理推動(dòng)者將提供急需的內(nèi)在敏捷性。通過在施工或翻新過程中使用它們，可以在其整個(gè)使用壽命期間通過設(shè)計(jì)進(jìn)行適應(yīng)性調(diào)整。一個(gè)及時(shí)的例子是微電網(wǎng)，如果電網(wǎng)的一部分損壞，它可以對(duì)沖擊做出反應(yīng)，就像一個(gè)自我修復(fù)的有機(jī)體。

在整合方面，重要的是要追求一種平臺(tái)商業(yè)模式，讓初創(chuàng)公司和其他成員的知識(shí)產(chǎn)權(quán)可以像蘋果應(yīng)用商店一樣發(fā)揮平臺(tái)的服務(wù)。適應(yīng)性城市可以擁有并運(yùn)營該平臺(tái)作為一項(xiàng)公共服務(wù)，但它也支持無需許可的創(chuàng)新，以便包括市民在內(nèi)的其他人可以輕松地進(jìn)行創(chuàng)新并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行建設(shè)。

因此，現(xiàn)在是時(shí)候重新定義建筑物、道路、汽車甚至人類在自適應(yīng)城市中的角色了。

作為這一旅程的一部分，自然環(huán)境需要與堅(jiān)硬的（建筑）環(huán)境更加融合：綠色和灰色的融合。作為一個(gè)社會(huì)，長(zhǎng)期以來，我們幾乎完全依賴灰色基礎(chǔ)設(shè)施，而沒有利用綠色基礎(chǔ)設(shè)施自然過程的好處。

隨著如此多的技術(shù)構(gòu)建塊為未來的適應(yīng)性城市提供如此多的用例，也許主要的挑戰(zhàn)將在于將這一切變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)的平臺(tái)業(yè)務(wù)模型的治理和編排。在這一點(diǎn)上，適應(yīng)性城市將成為自己的軟件公司——毫不夸張地說，它將幫助世界變得更美好。有人說“每個(gè)公司都是軟件公司”，也許現(xiàn)在是每個(gè)城市都成為軟件公司的時(shí)候了。

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