La ville pourrait être considérée comme un organisme vivant qui a besoin d'apports d'énergie, nutriments, et de l'eau et exsude des déchets. Traditionnellement, les ingénieurs ont conçu et géré les systèmes qui achetaient de l'énergie et de l'eau à la ville et éliminaient les déchets solides et liquides. La nourriture est distribuée de façon moins centralisée, mais toujours organisé par de grandes sociétés.

Ce modèle est maintenant subverti. La subversion est la plus notable avec la tendance à la production d'électricité ad-hoc par les ménages individuels, ce qui cause déjà des maux de tête aux ingénieurs chargés de stabiliser le réseau électrique. À l'avenir, cependant, l'évolution organique et dynamique des infrastructures urbaines, rendu possible par les nouvelles technologies, devront être anticipés et planifiés, avec l'humain au centre. Les ingénieurs devront travailler plus étroitement que jamais avec les architectes et les urbanistes. Une profession ne sera pas toujours en charge, laisser les autres professions remplir les blancs. L'intégration étroite et rigoureuse de l'ingénierie, la science et l'architecture des données deviendront obligatoires.

Le programme Future Urban Infrastructure du Smart Cities Research Institute (SCRI) s'articule autour des trois volets croisés suivants :Integrated Infrastructure Systems (IIS), Modélisation de l'information urbaine (UIM) et Fabrication et approvisionnement numériques (DFP). Chacun puise dans les connaissances et les idées des deux autres courants, et transcende intrinsèquement les disciplines.

1. Systèmes d'infrastructure intégrés

Le flux IIS représente les flux d'énergie et de matériaux vers les villes et les zones urbaines, ainsi que les flux à l'intérieur de celles-ci. Villes, leurs quartiers et communautés extra-urbaines consommaient traditionnellement de l'électricité, de l'eau et de la nourriture au-delà de leurs frontières, et expulsé la chaleur résiduelle, l'eau et les solides. Maintenant, l'électricité est produite et stockée dans les bâtiments, l'eau est récupérée et réutilisée, et la nourriture est cultivée localement.

Comment encourager ce processus anarchique et organique tout en régulant pour éviter les catastrophes en matière de santé, sécurité et énergie ? Si les gens sont convaincus d'installer un stockage de batterie, pourquoi ne sont-ils pas convaincus de boire de l'eau recyclée ? Comment pouvons-nous utiliser les mégadonnées du flux UIM pour coordonner une myriade de producteurs et de consommateurs individuels ? Comment utiliser les nouvelles techniques de construction du flux DFP pour répondre avec souplesse aux besoins des citoyens ?

2. Modélisation de l'information urbaine

UIM embrasse le monde des mégadonnées avec l'application de nouveaux algorithmes et de l'intelligence artificielle à de vastes ensembles de données. Que ce soit à l'échelle de bâtiments individuels, zones urbaines, ou toute la ville, la modélisation de l'information en temps réel et la mise à l'essai de divers scénarios peuvent conduire à une prise de décision rapide et à une planification hautement informée.

Données sur les flux de puissance, nourriture, l'eau et les matériaux du flux IIS - ainsi que sur la mobilité - doivent être exploités. Puis, il doit être distillé pour produire des relations et des implications inattendues. Cela permet aux parties prenantes et aux utilisateurs finaux de prendre des mesures qui ne leur seraient peut-être pas venues à l'esprit avant qu'il ne soit trop tard.

Comment mettre le big data entre les mains des citoyens pour qu'ils soient des concepteurs actifs mais responsables de leur propre ville ? Grâce à la modélisation et à la gestion de l'information, tous les aspects de la conception, imeuble, la gestion et la démolition de l'environnement bâti dans le flux DFP peuvent être liées. Cela peut radicalement augmenter l'efficacité et réduire la perte de temps, effort, et des ressources dans le secteur de la construction.

3. Fabrication numérique et approvisionnement

Le flux DFP s'engage activement dans les processus en évolution rapide qui sous-tendent l'approvisionnement et la construction des villes, quartiers et bâtiments. L'automatisation change la façon dont nous pensons construire, nécessitant des stratégies d'approvisionnement et des processus de construction complètement nouveaux et innovants.

Comment pouvons-nous utiliser les technologies robotiques et adaptatives, établi depuis longtemps dans l'usine, à la fois de fabriquer et de désassembler des environnements urbains pour répondre à l'évolution des besoins ? Il existe des croisements importants entre chacun des flux en tant que paires. Ensemble, les communautés de recherche IIS et UIM peuvent s'engager dans la quête d'une nouvelle modélisation des systèmes environnementaux. UIM et DFP peuvent s'associer pour l'intégration des systèmes de construction. L'alliance entre les chercheurs DFP et IIS offre de nouvelles technologies pour l'intégration des systèmes du bâtiment.

Au service des besoins des citadins

La recherche transdisciplinaire a toujours été et sera toujours un défi. C'est pourquoi, à Swinburne, nous choisissons les domaines où nous avons publié, une expertise reconnue internationalement, et nous jumelons des chercheurs qui peuvent travailler ensemble pour réaliser des projets où seule la combinaison de disciplines réussira.

Je suis heureux d'avouer que je suis un débutant complet dans le monde du design urbain. Mon propre domaine de recherche est la dynamique des fluides, l'étude des écoulements de fluides. C'est une branche de la physique mathématique étudiée par les ingénieurs et les scientifiques. Donc, quand il s'agit d'architecture, je suis définitivement un poisson hors de l'eau.

Cependant, J'ai eu une certaine expérience dans le rapprochement d'équipes de chercheurs de disciplines totalement différentes, et mes collègues du SCRI qui sont des experts en architecture et en design ont été formidables pour m'éduquer. Je suis chargé de combler le fossé culturel entre mon monde d'ingénieurs - les concepteurs de technologies - et le monde de la conception centrée sur l'humain. Ensemble, nous pouvons proposer de nouvelles idées pour l'infrastructure future. Nos concepts seront nouveaux mais rigoureux, bases fondées sur la recherche et serviront les besoins humains du citoyen urbain.