Blogginlägg -
Så skapar digitala stadstvillingar hållbara smarta städer
Hajpen är nu stor kring Metaverse, Omniverse och digitala tvillingar. En ny nivå av realistiska virtuella världar med öppen källkod revolutionerar samarbetsformer och skapar nya möjligheter. Tekniken används för alltifrån dataspel till att planera stadsutveckling och träna upp självkörande bilar. Med virtuella miljöer där du kan skapa ihop med andra personer som inte sitter på samma plats som du, och den snabba ökning av digitala tvillingar kan vi också förenkla och möta samhällets utmaningar - och förutse framtiden.
Konceptet är inte helt nytt. Redan på 1970-talet var NASA först ut och nosade på det vi idag kallar digitala tvillingar. Rymdfarkosten Apollo 13 meddelade “Houston, we have a problem” när en syretank exploderade och skadade huvudmotorn. Resan till månen blev istället en räddningsaktion. Lyckligtvis hade NASA en modell av Apollo 13 på jorden som gjorde det möjligt för ingenjörer att testa möjliga lösningar från marknivå. Vilket bidrog till att de kunde få ner astronauterna vid liv.
Idag är NASA:s modeller fullt digitaliserade, och försvarsindustrin har tagit efter. Amerikanska armén införde nyligen ett krav på att allt inlevererat nytt materiel ska åtföljas av en digital tvilling. Bland annat för att kunna utvärdera och utbilda i simulatorer. Grunden för en digital tvillingen är en 3D-modell, som sedan kan återspegla originalets skick och beteende baserat på data från verkligheten. Det finns flera användningsområden där man brukar nämna tre olika behov. Det första är att kunna förstå hur något är uppbyggt och fungerar i dagsläget. Det andra att kunna styra funktioner utifrån det som händer i realtid. Och sist, men kanske mest spännande, att kunna förutse och planera vad som kan hända i framtiden utifrån simulerade händelser.
Krocktestar Göteborgs Stad
Många har upptäckt fördelarna och potentialen med digitala tvillingar. Allt från bygg- och fastighetsbranschen till produktutvecklare och tillverkningsindustrin ser enorma möjligheter med den nya tekniken. Det är också ett drömverktyg för en stadsutvecklare. Flera städer, alltifrån Göteborg till Singapore har skapat en digital stadstvilling. I stadsplanering vill man kunna bygga och planera på ett smart och effektivt sätt. Den digitala stadstvillingen gör den smarta stadens enorma datamängder tillgängliga som ett verktyg för holistisk planering och snabb utvärdering av många olika scenarion. Vad händer om vi bygger ett parkeringshus här? Hur förändras trafikflödet med en bro? Genom att simulera olika scenarier, med all data som finns från olika sensorer runt om i staden, får man information om hur utvecklingsplaner påverkar alltifrån närmiljön och bullernivån till hur ljuset faller.
Till Göteborgs digitala tvilling byggs också en testbädd upp för att utvärdera olika tillämpningar. Testmiljön, som går under namnet Virtual Gothenburg Lab, är ett Vinnovafinansierat projekt där flera olika aktörer samverkar för att ta del av varandras expertis. HiQ utvecklar olika delar i testbädden, tillsammans med flera andra aktörer.
– Grunden är 3D-modellen. Där kan du bland annat promenera runt i VR och uppleva staden virtuellt, men även testa och simulera mängder av case. Här driver Virtual Gothenburg Lab flera pilotprojekt som sedan ska resultera i en långsiktig utveckling av Göteborgs digitala stadstvilling och dess möjligheter. Man kan sammanfatta det som att Göteborg krocktestar och formar staden tillsammans med medborgare, näringsliv, akademi och offentlig sektor, säger Viktor Peterson, Visualization Lead på HiQ.
Snabba lösningar med spelmotorer
Stadsbyggnadskontor, arkitekter och byggherrar. Alla har de sina intresseområden i stadsutvecklingen. Johan Cedmar-Brandstedt, affärsutvecklare på HiQ, ser stora fördelar med nya samarbetsformer. I Virtual Gothenburg Labs pilotprojekt “Stadens silhuett”, som HiQ ledde, utvärderades just spelmotorer som plattform för denna dialog med goda resultat.
– När vi lyfter in stadsmodellen och dess data i en spelmotor, skapar vi bokstavligen nya perspektiv. Vad experterna är vana att omtolka abstrakt från statistik och kartbilder blir istället en omslutande verklighet, som föder helt andra insikter. Utöver det kalla ovanifrånperspektivet får vi en direkt, förkroppsligad, personlig relation till problemställningen vi jobbar med, på de platser vi vårdar och utvecklar. Men nästan viktigare är potentialen för den här tekniken att skapa samsyn och nya samarbetsformer; för i nästa steg behöver den där experten på, säg, skyfall och dagvatten, förmedla sina insikter och förslag till experter på helt andra områden, som trafikplanering, samhällsbyggnad eller parkförvaltning. Och inte minst till beslutsfattare och allmänhet, där de flesta är lekmän. Rätt använd blir tekniken en genväg till en mångfacetterad lösningsdialog, och ett kraftfullt demokrativerktyg. Man får in krocktester i god tid och bättre förankring, som både skapar bättre kvalitet i de beslut som tas, och därmed sparar oerhörda pengar.
Spelindustrin visar vägen - i VR
Redan nu börjar vi se effekter av användandet av digitala tvillingar. Och den digitala utvecklingen har dessutom gått i raketfart under pandemin. Människor jobbar nu ännu mer tillsammans digitalt, över landsgränser och delar med sig av sin data.
– Nu händer saker väldigt fort. Många har börjat utveckla digitala stadstvillingar i olika ändar. Helsingfors har en tvilling för turism. Här kan du i framtiden vara en virtuell medborgare som har ett eget hem. Det kommer finnas butiker att shoppa i och du kan delta i konserter, konstutställningar och virtuella spel, allt i VR. Ett smart och klimatvänligt sätt att marknadsföra staden, säger Johan Cedmar-Brandstedt.
Spelindustrin visar vägen kring möjligheterna att interagera med stadstvillingar. Göteborg släppte staden i Minecraft-format för användning i klassrummet för ett par år sedan. Idén där är att sätta stadsutveckling i händerna på den yngre generationen. Och Assassin’s Creed är ett bra exempel på ett spel som gick i bräschen för stora öppna spelvärldar baserade på inmätningar av verkliga platser.
– Har du väl skapat upp Gizas pyramider och Venedigs gränder för att jaga bovar med en kompassnål över huvudet, är dels steget kort för utvecklarna att göra en mer klassrumsvänlig virtuell guidad rundtur, vilket Ubisoft också gjorde. Och när du som spelare har upplevt en spännande scen på en takås i det virtuella Venedig, sitter lokalsinnet djupt i ryggmärgen inför ett verkligt besök, säger Johan Cedmar-Brandstedt.
Digitala tvillingar - ett verktyg för demokrati
Att involvera fler människor i ett tidigt stadium är nu något som blivit enklare med teknikutvecklingen. Medskapande och demokrati är viktiga ledord i nutidens stadsplanering. DUET (Digital Urban European Twins) är ett exempel på ett smart innovationsinitiativ som nyttjar digitala tvillingar för att hjälpa den offentliga sektorn att ta mer demokratiska och effektiva beslut.
– Det kommer bli betydligt enklare för medborgare att engagera sig politiskt framöver, med städer i 3D där du kan prenumerera på de planer som rör dig och ditt närområde. Och du kan också se medborgarförslag. Det blir enklare för människor att förstå intressekonflikter och hur beslut tas men också att komma med egna utvecklingsförslag. Du ska kunna ta hjälp av din smartphone för att placera ut parkbänkar, växter eller hus och se resultatet med AR-teknik, som ett av Virtual Gothenburg Labs pilotprojekt tittat på. Stadsutveckling berör alla, säger Viktor Peterson.
Undviker riktiga trafikolyckor
Ett annat pilotprojekt i Virtual Gothenburg Lab som HiQ jobbar med är CoExist 2, som leds av Volvo Cars. I en snar framtid ska autonoma bilar och människor kunna finnas på vägarna samtidigt. Med ny teknik kommer också nya sätt att förutspå olika situationer. Det är inte bara i rymden som det är svårt och farligt att testa och samla in vissa typer av data. Autonoma fordon kan med hjälp av en digital tvilling testa hur bilen skulle hantera olika situationer som kan uppstå, utan att riskera riktiga trafikolyckor. Med hjälp av data och simuleringar kan man förstå, och också förfina hur bilen låter, beter sig och interagerar i olika situationer.
“HiQ kan lägga hela pusslet”
Virtual Gothenburg Lab projektet har under två års tid drivits av Visual Arena vid Lindholmen Science Park och Göteborgs Stad. Deltagandet i Virtual Gothenburg Lab har varit en möjlighet för HiQ att göra det de gör bäst. Att innovera över hela spannet från ny och djup teknisk innovation och driftskritiska system till nya digitala tjänster. Och i komplexa samverkanspussel med många parter – i det här fallet 25 olika partners från näringsliv, akademi och offentlig sektor.
HiQ har varit drivande i två av de sex stora arbetspaketen och agerat brygga från kundinsikterna i piloterna till formerna för testbädden samt lett arbetet med långsiktig drift och finansiering. Johan Cedmar-Brandstedt berättar:
– Det som utkristalliserades för oss att ta fasta på var tre saker: Dels kraften i data. Hur tar vi tillvara på all den här beräkningskraften som finns i molnet och i folks fickor – och inte minst den här 700 kvadratkilometer stora 3D-modellen och dess förmåga att göra den enorma rikedom av öppna data där ute begriplig? Dels kraften i samarbete. Både utifrån det lokala samverkansperspektivet, hur vi kan göra skillnad utifrån en plats och en fråga vi bryr oss om, men också hur städer kan dela kunskap och lösningar med varandra. Dels kraften hos alla. Hur engagerar vi den framväxande generationen och civila hackers i att bygga staden? Hur tillvaratar vi den äldre generationens erfarenhet i ett sammanhang med helt nya tekniska möjligheter?
Att bygga en testbädd tar tid, men det är värt det. Att kunna krocktesta framtiden har ett enormt värde både för staden, näringslivet och dess invånare.
– Och vi har gjort det på ett sätt som möjliggör det helhetsperspektiv och den systeminnovation som omställningen kräver. De flesta byggstenarna är nu på plats. Det ska bli väldigt spännande att se vad vi kan bygga ovanpå den här plattformen, säger Johan Cedmar-Brandstedt.
Är du nyfiken på hur just din organisations idéer och möjligheter kan skala vidare på den digitala stadstvillingen? Kontakta oss eller surfa in på Virtual Gothenburg Labs hemsida för att komma igång och hitta alla parters kontaktuppgifter, projektresultat och slutsatser.
– Vi kan koppla på hela vårt breda tjänsteutbud och den djupa kunskap vi har på HiQ för att lägga ett komplett pussel, säger Viktor Peterson.
Tillägg
Hemsida Virtual Gothenburg Lab:
https://visualarena.lindholmen.se/virtual-gothenburg-lab
Alla parter i projektet Virtual Gothenburg Lab är Göteborgs Stad med ett flertal förvaltningar, Lindholmen Science Park, Visual Arena, AI Innovation of Sweden, Business Region Göteborg, Göteborgsregionen, Universeum, RISE Interactive, Chalmers Tekniska Högskola, Volvo Cars, Tengbom, Berge, AFRY, Ramboll, Insert Coin, HiQ, OutHere, Atvis, Bumbee Labs, Unicornsulting, Ordrum.
