為什么日本要從零開始建設(shè)智慧城市？

據(jù)聯(lián)合國(guó)數(shù)據(jù)，到2050年，全球?qū)⒂薪叱扇丝诰幼≡诔鞘?，?020年這一比例僅略高于一半。城市化并不是什么新鮮事，但許多高收入國(guó)家正在努力利用數(shù)據(jù)、儀器儀表和更有效的資源管理，使其城市變得更智能。在這些國(guó)家中，絕大多數(shù)的智慧城市項(xiàng)目都涉及對(duì)現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施的升級(jí)。日本尤其愿意從零開始建設(shè)智能社區(qū)，因?yàn)樗獞?yīng)對(duì)人口迅速老齡化和勞動(dòng)力萎縮的問題，這意味著能贍養(yǎng)老年人的工作年齡人口減少了。

2021年，日本65歲及以上人口比例達(dá)到29.1%，居世界首位。到 2036 年，這一比例將達(dá)到 33%。尤其是區(qū)域性城市，面臨著長(zhǎng)期緩慢的經(jīng)濟(jì)衰退。

作為一個(gè)資源匱乏、災(zāi)害多發(fā)的國(guó)家，日本在 2011 年東北地震及其引發(fā)的海嘯之后也不得不追求能源效率和復(fù)原力。福島第一核電站由此引發(fā)的熔毀最初促使人們放棄核電，而核電在 2020 年占日本能源使用量的不到 4%。然而，在日本執(zhí)政的自民黨的領(lǐng)導(dǎo)下，越來越多的人呼吁重新開放反應(yīng)堆以提供能源安全并應(yīng)對(duì)不斷上漲的燃料價(jià)格。

智慧城市可以提高老年人的生活質(zhì)量，同時(shí)提高能源效率和氣候適應(yīng)能力。日本有著從無到有建立城鎮(zhèn)的悠久歷史。日?qǐng)?bào)開墾沿海地區(qū)以增加山區(qū)國(guó)家的平地?cái)?shù)量，至少可以追溯到 19 世紀(jì)的東京灣。

在 20 世紀(jì)推動(dòng)日本經(jīng)濟(jì)顯著增長(zhǎng)的一些公司處于智慧城市運(yùn)動(dòng)的最前沿。以松下為例，這家工業(yè)集團(tuán)于 1918 年在大阪成立，生產(chǎn)燈泡插座，現(xiàn)在在現(xiàn)有城市創(chuàng)建“可持續(xù)智慧城鎮(zhèn)”(SST)。

今年4 月，該公司在日本中部城市吹田開設(shè)了最新的 SST。吹田 SST 擁有大約 500 人，旨在通過創(chuàng)建一個(gè)所有年齡段的人混合在一起的社區(qū)來應(yīng)對(duì)日本的人口變化。它擁有住宅區(qū)、療養(yǎng)院、托兒所和為學(xué)生準(zhǔn)備考試的“補(bǔ)習(xí)班”，以及購(gòu)物中心和公園，所有這些都由松下和合作伙伴公司管理。使其明顯“智能”的原因包括可檢測(cè)療養(yǎng)院跌倒的監(jiān)控?cái)z像頭、戶外數(shù)字標(biāo)牌和允許冗余電源線的高壓配電設(shè)備，從而使社區(qū)不易受到斷電的影響。

此外，該社區(qū)還有面部識(shí)別安全攝像頭，“能夠存儲(chǔ)和分析圖像數(shù)據(jù)，以檢測(cè)跌倒、擁堵、輪椅、白手杖等情況，”松下負(fù)責(zé)社區(qū)規(guī)劃的經(jīng)理 Masaki Yabuuchi 說。在世界其他地方，面部識(shí)別引發(fā)了對(duì)隱私的擔(dān)憂。松下表示，它們是一個(gè)選擇加入系統(tǒng)，只有在居民同意的情況下才能使用。

該公司的目標(biāo)是在五年內(nèi)可持續(xù)地獲取吹田的所有電力，并使其在發(fā)生災(zāi)難時(shí)能夠獨(dú)立供電長(zhǎng)達(dá)三天，使用蓄電池、家用燃料電池、太陽能電池板和車輛充電站電力等等。

Yabuuchi 說吹田 SST 和類似的城鎮(zhèn)可以幫助解決日本面臨的挑戰(zhàn)。例如，智能城鎮(zhèn)可以提供支持代際社會(huì)聯(lián)系的環(huán)境，并通過使用配備傳感器的家用設(shè)備來檢測(cè)老年人的認(rèn)知能力下降。這也允許及時(shí)治療認(rèn)知衰退，這意味著這些城鎮(zhèn)可以使用數(shù)據(jù)來促進(jìn)健康和福祉。

松下的第一個(gè)智能城鎮(zhèn)藤澤 SST 于 2014 年在其五年前關(guān)閉的工廠所在地啟動(dòng)。

“當(dāng)時(shí)，金融動(dòng)蕩是由 2008 年金融危機(jī)引發(fā)的，因此即使只是簡(jiǎn)單地出售舊廠區(qū)，這也是一個(gè)艱難的市場(chǎng)，”藤澤 SST 管理公司總裁 Takeshi Arakawa 說。Arakawa 補(bǔ)充繼續(xù)，日本的智慧城市計(jì)劃受到美國(guó)政府推動(dòng)的綠色政策的影響，即努力使用數(shù)字技術(shù)提高電網(wǎng)效率。

松下與藤澤市政府和其他合作伙伴合作，將這塊 19 公頃的土地變成了擁有 442000 名居民的藤澤市的郊區(qū)。SST 已成為一個(gè)擁有 2000 多人的社區(qū)，大多數(shù)人居住在獨(dú)棟高科技住宅中，擁有太陽能電池板、蓄電池和用于高效用電的家庭能源管理系統(tǒng)。居民可以使用該鎮(zhèn)的在線門戶網(wǎng)站預(yù)訂共享電動(dòng)汽車、自行車和踏板車，或檢查由自行車快遞員或機(jī)器人制造的現(xiàn)場(chǎng)物流中心的交付情況。實(shí)驗(yàn)機(jī)器人在一個(gè)輪式底座上緩慢而自主地在城鎮(zhèn)周圍游蕩，看起來像超大的超市購(gòu)物手推車，具有類似眼睛和眉毛的特征。

精心規(guī)劃的社區(qū)還充當(dāng)了協(xié)作測(cè)試平臺(tái)，導(dǎo)致松下和合作伙伴公司將大約十種技術(shù)商業(yè)化。例如，居民參與了傳感器的開發(fā)，這些傳感器可以通過調(diào)整智能空調(diào)設(shè)置來監(jiān)控人們的睡眠質(zhì)量。傳感器可以通過檢測(cè)身體運(yùn)動(dòng)來監(jiān)測(cè)睡眠狀態(tài)，并相應(yīng)地調(diào)節(jié)溫度和氣流。

藤澤是該公司的第二個(gè)智慧城市 Tsunashima SST 的模板，該城市于 2018 年在港口城市橫濱開業(yè)。Tsunashima 看起來與該市的任何其他地方很相似，但擁有豐富的技術(shù)：為汽車提供動(dòng)力的氫燃料電池和商業(yè)設(shè)施、車輛加氫站，以及帶有家庭管理應(yīng)用的住宅單元，用于控制電器和對(duì)講機(jī)，以及監(jiān)控居民的用水和用電情況。

荒川說，智慧城市的未來在于它們通過碳中和來應(yīng)對(duì)全球變暖的能力，以及它們改善人們福祉的能力，這在冠狀病毒大流行和生活方式的改變，以及出生率下降和老齡化社會(huì)趨勢(shì)中已成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。

“隨著時(shí)間的推移，設(shè)施、住房和基礎(chǔ)設(shè)施會(huì)變得過時(shí)，即使在擁有最新技術(shù)的智慧城市中也是如此，”荒川說?！耙獙?shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，我們必須不斷發(fā)展并具有靈活的應(yīng)變能力，以應(yīng)對(duì)社會(huì)和技術(shù)的變化?！?/p>

根據(jù)咨詢公司普華永道日本集團(tuán)的 2021 年報(bào)告（詳見：go.nature.com/3bkpbpe），日本有向其他國(guó)家出口智慧城市項(xiàng)目的雄心。盡管它絕不適合所有城市，但從頭開始創(chuàng)建智能社區(qū)的方法可能比改造現(xiàn)有社區(qū)更快、更全面。

本文作者：Tim Hornyak

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