Mózg miejskich operacji

Mark Changizi, neurobiolog z Rensselaer Polytechnic Institute w Stanach Zjednoczonych, uważa, że można znaleźć analogie pomiędzy ewolucją mózgu ssaków, a rozwojem ośrodków miejskich. Im mózgi są bardziej zaawansowane, tym więcej powiązań neuronalnych potrzebują. Pojawiają się też nowe jakościowo komórki nerwowe: z większą ilością synaps. Podobnie jest z miastami: czym bardziej się rozwijają, tym mocniej są powiązane rożnymi szlakami komunikacyjnymi - ulicami i ciągami pieszymi. Krótko mówiąc, i mózgi, i miasta im są większe, tym gęściej muszą być wewnętrznie powiązane, żeby mogły optymalnie funkcjonować.

Changizi skrupulatnie wyliczył stosunek tempa rozwoju szlaków komunikacyjnych w mieście do rozrostu jego powierzchni. To samo zrobił dla połączeń nerwowych i objętości mózgu. Okazało się, że te dwa tempa są niemal identyczne. Naukowa ciekawostka, przypadkowa zależność, a może coś więcej? Od jakiegoś czasu eksperci urbanizacji zastanawiają się nad analogiami pomiędzy funkcjonowaniem miasta, a działaniem mózgu, albo szerzej: ludzkiego organizmu. Do tej pory jednak dostrzegali przede wszystkim różnice.



Świadomość vs przypadek i nieład?
Przypomnijmy, że nasz mózg składa się z ok. 86 miliardów komórek nerwowych, z których każda może wzbudzać się nawet 100 razy na sekundę. Mózg zbiera nieustannie gigantyczne ilości informacji z różnych receptorów (np. wzrokowych, słuchowych, czy prioprioreceptorów w stawach i mięśniach). Neurolodzy szacują, że ilość informacji przetwarzanej w ciągu każdej sekundy na wszystkich receptorach zmysłów człowieka jest rzędu nawet 100 miliardów bitów, z czego tylko ok. 100 bitów dociera do naszej świadomości. Właśnie: wszystkie zbierane przez nasze receptory dane w sposób do dziś niezrozumiały dla badaczy są przez mózg przetwarzane i kompilowane w odpowiednich ośrodkach, tworząc naszą jaźń, świadomość ("ja zobaczyłem człowieka i ja usłyszałem swoje imię"). Następnie nasz centralny układ nerwowy umożliwia świadomości wydawanie komend poszczególnym częściom naszego ciała ("ja uśmiechnąłem się i wyciągnąłem rękę do powitania").

Tymczasem miasto, które również, tak jak mózg, składa się z milionów pojedynczych "jednostek" - ludzi, a także tysięcy większych: mieszkań, ulic, samochodów, budynków, do tej pory kojarzyło się raczej z samowolnym, chaotycznie funkcjonującym organizmem. Takim, które trudno monitorować, nie mówiąc juz o wpływaniu na bieżąco na toczące się w nim procesy. Nie na darmo mówi się, ze polskie miasta w sposób niekontrolowany "rozlewają się" na tereny podmiejskie, czy że stolica "się zakorkowała". To "się" ma wkrótce zniknąć z miejskiego słownika. Za sprawą innowacji z Pomorza.

System systemów
W zeszłym miesiącu pojechaliśmy z zespołem Grupy Keryx do Gdańska, aby poznać projektowany przez polskich inżynierów pierwszy kompleksowy "mózg" dla miasta: projekt ACCUS (ang. Adoptive Cooperative Control in Urban Subsystems). Współfinansowany ze środków unijnych i Narodowe Centrum Badań i Rozwoju ma być w założeniu "systemem systemów" (ang. System of Systems), zbierającym i przetwarzającym dane z miejskich "receptorów": 14 różnych miejskich podsystemów, takich jak energetyczny, transportowy, oświetleniowy, przeciwpowodziowy, czy system informacji pasażerskiej itp. Projekt ma 28 partnerów z 7 krajów UE - są nimi m.in. Politechnika Gdańska i polskie firmy z klastra Interizon - a jego jedyny pilotaż odbywa się mieście Gdańsk.

Jak miejski "mózg" działa w praktyce? Załóżmy, że w mieście ma odbyć się wielka impreza biegowa. Urzędnik za pomocą odpowiedniego terminalu wprowadza informację o terminie imprezy do "cetnrali" systemu: Platformy Integracji i Koordynacji. Jednocześnie wędrują do niej komunikaty z systemu transportowego o utrudnieniach w ruchu pieszym i kołowym, korkach, ale też wypadkach, czy warunkach na drodze (temperatura asfaltu, wilgotność). Z kolei z systemu prognozy pogody napływają informacje dotyczące zbliżających się warunków atmosferycznych. Wszystkie dane są przetwarzane w centralnej platformie, a następnie mieszkańcy za pomocą aplikacji na smartfona otrzymują dokładną informację o utrudnieniach oraz sugerowaną nową trasę np. z pracy z do domu wzbogaconą w wiadomość, jakich warunków atmosferycznych mogą się spodziewać. Zarazem odpowiednie pakiety informacji wędrują do policji, straży pożarnej, pogotowia. Efekt? Mieszkańcy lepiej planują swoje podróże po mieście, omijają jego newralgiczne punkty, do których z kolei docierają sprawnie potrzebne tam służby miejskie. Miasto "się" nie korkuje.

Miasto z własną jaźnią
Oczywiście to tylko jeden z przykładów. ACCUS będzie miał wiele innych zastosowań, takich jak np. lepsze zarządzanie dystrybucją i zużyciem energii elektrycznej w mieście, czy "inteligentne" obniżanie zanieczyszczeń. System ma być jaźnią miasta, ale pod wieloma względami będzie od ludzkiego mózgu lepszy. O ile nasze organizmy są "skazane" na nasze ciała i zmysły, ACCUS ma być trochę jak system Android: można do niego przyłączać coraz to nowe podsystemy i aplikacje, które będą w miarę czasu wymyślane przez inżynierów i programistów. Czy ACCUS, a także inne tego typu przedsięwzięcia staną się receptą na inteligencję miasta i na stałe upodobnią go do naszych "sprytnych" mózgów? O tym przekonamy się już w 2016 r., kiedy projekt skończy pilotaż i doczeka się produkcyjnego wdrożenia.
Trwa ładowanie komentarzy...