Smart City | Megabauten, Infrastruktur, Produkte + Technologien
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Die Menschheit wächst unaufhaltsam, verbraucht immer mehr Ressourcen und steht vor großen Herausforderungen bei Stadtentwicklung, Infrastruktur und Mobilität und der Vermeidung von Klimaschäden. Es gibt viele praktikable und visionäre Modellprojekte für die Smart City, wie die Bürgerinnen und Bürger ihre Lebensqualität erhalten und verbessern können. Wir präsentieren hier smarte Technologien und Produkte für die nachhaltige Stadtentwicklung, umrahmt von atemberaubenden geplanten, im Bau befindlichen oder bereits realisierten Megabauten wie The Line oder Floating City.
Inhalt
- Grüne Dächer auf intelligenten Gebäuden
- Megabauten für Smart Cities
- Technologien und Produkte für die Smart City
Grüne Dächer auf intelligenten Gebäuden
28.09.2022 | Die Zahl von derzeit rund 45 Mio. smarten Gebäuden soll lt. Juniper Research bis zum Jahr 2026 auf 115 Mio steigen. Das entspricht einem Wachstum von über 150 %, was die stark steigende Nachfrage nach Nachhaltigkeit und Energieeffizienz wiederspiegelt. Verantwortlich hierfür sind nicht zuletzt die rasant steigenden Energiekosten.
Smarte Gebäude, die intelligente Technologien zur Anlagenüberwachung und Steuerung von Heizung, Klimatisierung, Beleuchtung und Videoüberwachung nutzen, sollen das Leben der Bewohner sicher und komfortabel machen. Die Umweltbelastung und der Verbrauch natürlicher Ressourcen sollen dabei minimiert werden.
Auf smarte Gebäude, welche nicht rein zu Wohnzwecken genutzt werden, werden im Jahr 2026 voraussichtlich 90 % der weltweiten Ausgaben für Smart Buildings anfallen. Analysen zufolge liegt das daran, dass diese Gebäude weniger komplex sind und weil es sich in der Größenordnung der Verwaltung von Regierungs- und Geschäftsgebäuden mehr lohnt. Intelligente Technologien ziehen so auch zunehmend in Schulen und Universitäten, Krankenhäusern und Pflegeheimen sowie Flughäfen oder Einkaufszentren ein.
In den USA hat die Biden-Harris-Administration gerade die neue Climate Smart Building Initiative veröffentlicht. Diese will auf Basis öffentlich-privater Partnerschaften staatliche Einrichtungen durch Energiesparverträge modernisieren. Bis 2030 sollen jährlich bis zu 2,8 Millionen Tonnen Treibhausgasemissionen eingespart werden. Voraussichtlich etwa 80 000 Arbeitsplätze sollen entstehen.
Wärmeinseln, Architektur und überwachende Sensoren
Neben der Installation smarter Sensoren, welche dazu beitragen, intelligente Managementplattformen für Energieeffizienzzwecke zu installieren, dämmen smarte Gebäude auch städtische Wärmeinseln ein. Die (Paradox Engineering) PE Smart Urban Network-Plattform integriert Sensoren von Drittanbietern und Internet of Things (IoT) Geräte, mit denen sich die Umweltbedingungen erfassen und überwachen lassen. Diese eignen sich auch für grüne Dächer und Smart-Buildings.
Wärmeinseln entstehen dadurch, dass die Temperaturen in Städten durch die Wärmeaufnahme und Wärmespeicherung von Materialien wie Betan und Asphalt tendenziell höher sind als in den umliegenden Regionen. Der Austausch von dunklen Materialien wie Teer für die Dächer wird schon längere Zeit empfohlen. Stattdessen werden grün bepflanzte Dächer zunehmend beliebter, um die extreme Hitze in Städten zu bekämpfen.
Durch den Dschungel der Begrifflichkeiten des Internet of Things
Beipielhafte architektonische Formate sind die rund 700 Gebäude umfassende Green Roof Map in London oder der Vertikale Wald von Stefano Boeri in Mailand. Solche Formate gibt es bereits weltweit in vielen Städten. Doch nicht alle begrünten Dächer sind gleichermaßen wirkungsvoll: Um wieviel Grad sich die Temperaturen senken lassen, hängt von der Pflanzenvielfalt, dem Standort und anderen Faktoren ab. Klimawissenschaftler des Goddard Institute für Space Studies der NASA haben verschiedene Gründächer in Chicago analysiert und festgestellt, dass größere, intensiv begrünte Dächer mit einer Pflanzenvielfalt einen größeren Kühlungseffekt verzeichnen als umfangreiche Monokulturen.
Eines steht jedenfalls fest: Die globale Erwärmung und die städtischen Hitzeinseln werden sich verstärken. Daher werden auch die begrünten Dächer und die Umwandlung bestehender Gebäude in Smart Buildings immer wichtiger für die Entwicklung klimaneutraler Städte.
Megabauten für Smart Cities
Im Jahr 2022 leben auf der Erde 7,96 Milliarden Menschen, bis 2050 soll die Zahl laut der Vereinten Nationen auf 9,7 Milliarden ansteigen. Die Hälfte aller Erdenbürger lebte bereits im Jahr 2009 in Städten. Die größte Herausforderung dabei ist es, den Klimawandel zu stoppen und umzukehren. Auch der demografische Wandel und die Ressourcenknappheit muss bei den Städtplanern ins Kalkül gezogen werden.
Technologisch zieht zudem die intelligente Vernetzung von immer mehr Bereichen in den Kommunen, bei den Dingen, im Gewerbe und in der Industrie ein. In der Smart City oder Stadt der Zukunft geht es darum, für all diese komplexen Problemstellungen smarte Lösungen zu finden. Lösungs Beispiele und Visionen gibt es zur Genüge, mal bauen sie in die Höhe, mal in die Länge, sie sind autark und intelligent vernetzt. Und sie sollten nicht nur umweltfreundlich umsetzbar und betriebbar sein sondern auch die Menschenrechte nicht verletzen.
The Line – Die Stadt der Zukunft
28.07.2022 | 170 Kilometer lang, 500 Meter hoch, 200 Meter breit entsteht jetzt auf mehr als 26.000 Quadradkilometern die 500 Milliarden teure Smart City "The Line" in Saudi Arabien. Jeder Einwohner soll im Umkreis von 5 Minuten Radius alles erreichen, was er zum Leben braucht. Mobilität wird es nur über unterirdische Hochgeschwindigkeits Verkehrsmittel und autonome Mobilität geben – herkömmliche Automobile: Fehlanzeige, denn Straßen gibt es nicht. Modellprojekte wie dieses scheinen langzeitfuturistisch, doch hier wird schon gebaut. Ein Prozent der hyper vernetzten The Line ist bereits fertig, 2024 sollen die ersten Appartements bezogen werden.
Floating City auf den Malediven
21.07.2022 | Die Idee Leben mit dem Wasser ist Grundlage der auf den Malediven schwimmenden Stadt der Zukunft Floating City. Das niederländische Unternehmen Dutch Docklands führt das Projekt aus, kein Wunder, denn auch die Niederlande sind bedroht von den Herausforderungen, welche die steigenden Meeresspiegel mit sich bringen. Und so beschäftigt man sich auch in Europa schon länger mit dem Wohnen und dem Wasser. Die Inselstadt bietet eine nachhaltige und einzigartige Lebensqualität am indischen Ozean. Mehrere tausend Häuser und die nötige Infrastruktur wie Krankenhaus, Schule, Gewerbe und Einkaufsflächen sollen entstehen. Die Gebäude werden an ein Betonbett befestigt und im Meeresboden verankert. Wenn das Wasser steigt, steigen sie einfach mit und für die Korallen gibt es auch ein Aufatmen in dieser Smart City.
Technologien und Produkte für die Smart City
6G Netz | ANNA, bidirektionale Richtfunkstrecke, Thz Empfänger
11.07.2022 | Schon heute wirft das 6G Netz seine Schatten auf etwa 2030 voraus. Wir präsentieren Neuentwicklungen für den kommenden Mobilfunkstandard. Erst kürzlich hat die Uni Stuttgart die welteit erste bidirektionale Richtfunkstrecke mit Internetanbindung vorgestellt. Auch das Karlsruher Institut für Technologie KIT hat das 6G Netz im Visier und präsentiert ein Konzept für höchste Datenübertragungsraten in der Terahertz Kommunikation.
Open Source Mesh Netzwerk für die Smart City von heute
26.10.2021 | Interoperabilität ist für die Entwicklung von Smart Cities von entscheidender Bedeutung. Paradox Engineering, Mitglied der Minebea Mitsumi Gruppe, hat sich intensiv mit der Frage auseinandergesetzt, warum Städte heute auf Offenheit setzen und sich von proprietären Datenformaten und Technologien verabschieden sollten. Die Lösung ist das Open Source Mesh Netzwerk. Daran arbeiten Paradox und Minebea zusammen mit dem UCIFI.
Hyperloop kommt mit Schallgeschwindigkeit nach München
21.02.2021 | Von der schönen Berglandschaft würde man wohl nicht so viel mitbekommen auf einer Fahrt mit dem Hyperloop in einer halben Stunde von München nach Berlin. Viele Forschungsinstitute beschäftigen sich derzeit mit der Idee von Tesla CEO und SpaceX Elon Musk. Erste Teststrecken werden gebaut. Auch die Technische Universität München (TUM) hat jetzt ein Forschungsprogramm gestartet und baut eine Teststrecke.
Selbstfahrende Autos aus Sicht eines Automobilzulieferers
14.08.2020 | Wann kommen selbstfahrende Autos denn nun wirklich flächendeckend? Ist der Paradigmenwechsel Autonomes Fahren im Jahr 2020 in unmittelbarer Reichweite oder neben der Elektromobilität „nur“ ein weiteres Top-Thema der Automobilindustrie? Auch Minebea Mitsumi entwickelt Produkte für autonom fahrende Fahrzeuge. Der Automobilzulieferer zeigt auf, welches Level wir erreicht haben und durch welche Zwischenstationen die Reise in die Mobilität der Zukunft führt.
Smart City durch Emotionale Künstliche Intelligenz im Trend
21.02.2020 | Künstliche Intelligenz wird Prognosen zufolge eines großen Einflusses auf Gesellschaft, Kultur und Wirtschaft haben. Die Anwendung von KI in Städten und urbanen Umgebungen, kurz Smart City, ist ein stark diskutiertes Thema. Am brisantesten stellt sich derzeit innerhalb dieser Debatte die Emotionale Künstliche Intelligenz, also KI mit EQ dar. Minebea Mitsumi beschäftigt sich mit der Thematik, denn KI und Smart City sind hier Produkt- und Entwicklungszweige.
Die aufkommende Technologie emotionale Künstliche Intelligenz soll es Maschinen erlauben, zu fühlen, zu lernen und mit menschlichen Emotionen, Stimmungen und Absichten zu interagieren. Dabei werden Daten wie Gesichtsausdruck, Körpertemperatur, Stimmen oder Bewegungen eingesetzt.
Emotionale KI ließe sich für eine ganze Reihe von Zielen einsetzen. Sie könnte zum Beispiel Verbrechen vorbeugen und die öffentliche Sicherheit verbessern. Die Idee dahinter ist es, individuelles Verhalten und Absichten vorherzusagen. Dazu wird analysiert, wie eine Person spricht oder sich bewegt. Das wird mit Daten von Herzfrequenz und Körpertemperatur in Verbindung gebracht.
Emotionale künstliche Intelligenz zieht natürlich einen großen ethischen Berg mit sich, weil höchst sensible, persönliche Daten verarbeitet werden. Die Schnittstelle der Chancen und Risiken emotionaler KI untersuchen derzeit Forscher an der Northumbria University in Newcastle. Sie kündigten das Dreijahres-Projekt Emotional AI in Cities: Cross Cultural Lessons from UK and Japan on Designing for an Ethical Life an.
Künstliche Intelligenz in Polizeiarbeit und Sicherheit
Erfahrungen und wertvolles Know-how aus Japan und Großbritannien sollen hier verglichen werden, um dabei Vorteile und Probleme beim Einsatz von AI Emotional Artificial Intelligence in Smart Cities zu beleuchten. Den Schwerpunkt des Projekts bilden die Bereiche Polizeiarbeit und Sicherheit. Das Forschungsteam wird zudem das vorhandene System bei der Erhebung und Nutzung von vertraulichen Daten in Verbindung mit menschlichen Emotionen, insbesondere in der Öffentlichkeit, evaluieren.
Das Projekt wird die Entwicklung eines Think Tank in Gang bringen, um weltweit Regierungen, Unternehmen, Lehrkräften und anderen Interessensvertretern eine unabhängige Beratung bei der Nutzung emotionaler Künstlicher Intelligenz anzubieten.
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Angela Struck ist freie Journalistin und Geschäftsführerin der Presse Service Büro GbR in Ried.
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