شهر مینیاتوری هوشمند، آزمایشگاهی جهت مطالعه رفتارهای اقلیمی و آلودگی در شهرها

شهریار تبریز/آذر کریم‌زاده: شهر مینیاتوری در پردیس دکارت- در منطقه ای در پاریس در فرانسه به حالت مدولار و مملو از سنسور است که هدف از آن مطالعه آلودگی هوا، امواج گرما و حالت‌های مواد در مقیاس واقعی است.

در این شهر بسیار کوچک یک اتاقک سیار آب و هوایی، که بر روی ریلی نصب شده است، با مساحت ۴۰۰ مترمربع پوشیده از سنسور است و در مجموع پلتفرم شهر حسی را به عنوان لابراتواری برای عناصر شهر فردا، تشکیل می‌دهد.

دمای متغیر از ۱۰- درجه سانتیگراد تا ۴۰+ درجه سانتیگراد با هوای بارندگی یا آفتابی

آنه رواس، محقق موسسه فرانسوی علم و فناوری حمل و نقل، برنامه‌ریزی و شبکه بیان می‌کند: "این سوله امکان ایجاد آب و هوایی را فراهم می‌کند که از منفی ۱۰ درجه سانتیگراد تا مثبت ۴۰ درجه سانتیگراد و از ۳۰ تا ۹۰ درصد رطوبت متغیر است و می‌تواند باران و آفتاب را شبیه‌سازی کرده و در واقع مثل محیطی که شبیه دنیای واقعی است عمل می‌کند". هدف برنامه‌ریزی اقلیم‌ها و انجام آزمایش‌های علمی بر اساس مشکلات اجتماعی آلودگی هوا، آب و خاک، انرژی و بهبود سنسورهایی است که در شهر پایدار خواهد بود.

هماهنگ کننده شهر حسی بار دیگر اظهار می‌کند که آب و هوای خاص مانند موج گرما در طول ۳۰ روز در آنجا آزمایش می‌شوند، تا میزان مقاومت مواد را دریابیم. سپس توانایی‌های آنها مورد مطالعه قرار خواهند گرفت: آیا آنها آلودگی ایجاد می‌کنند؟، آیا آنها از نظر حرارتی خوب هستند؟ این شهر مینیاتوری برای مدت ۲ تا ۴ سال در نظر گرفته شده است. سپس از بین رفته و مورد جدیدی جایگزین آن می‌شود که با همین اندازه به بهره برداری می‌رسد و سبک‌تر در نظر گرفته می شود تا بتوان آن را آسان‌تر تغییر داد.

برنامه های کاربردی مورد نیاز

در میان سه ساختمان در شهر مینیاتوری، خانه ای با نماهای ساخته شده از مواد زیستی مانند بتن کنفی، کاه، پوشال سلولزی یا پشم چوب وجود دارد که عملاً تا به امروز، هیچ ارزیابی قابل اعتمادی از عملکرد ذاتی آنها در شرایط دنیای واقعی وجود ندارد. این امر امکان ایجاد مقرراتی را برای این مواد فراهم می‌کند. در زیرزمین وسیع ۱۰۰۰ مترمکعبی، یک شبکه زمین گرمایی نیز به دانشمندان این فرصت را می‌دهد تا رفتار ساختارهای زمین گرمایی را مطالعه کنند. این فناوری که در حال حاضر در پارکینگ‌ها، ایستگاه‌ها یا تونل‌های مترو آماده نصب است، به‌ویژه به عنوان بخشی از گرند پاریس اکسپرس ، به گرمایش و سرمایش ساختمان کمک می‌کند.

یک گنبد بزرگ آبی بدون منفذ، که روی یک ریل قرار گرفته است، می‌تواند در صورت نیاز از یک فضا به فضای دیگر منتقل شود. این روش اجازه می‌دهد تا شرایط آب و هوایی خاص به طور مصنوعی برای دوره‌های زمانی خاص بازسازی شود. چراغ‌های نئون نور خورشید را بازتولید می‌کنند، رمپ‌ها باران یا هوای آفتابی را تداعی می‌کنند، و یک سیستم تهویه قادر به تزریق آلاینده‌های مختلف به این اکوسیستم خواهد بود. ساختمان، تجهیزات، شبکه‌های برق و آب که همگی با استفاده از تکنیک‌های مختلف بازتولید می‌شوند، مانند یک آزمایشگاه تحت آزمایش قرار خواهند گرفت. اندازه‌گیری و کنترل انتشار آلاینده ها یا میکروب‌ها، نظارت بر وضعیت ترافیک جاده‌ها، نظارت بر کهنگی مصالح و آگاهی از کیفیت جاده‌ها یا ساختمان‌ها امکان‌پذیر خواهد بود.

مثال دیگر، پروژه پروتئوس اروپایی به توسعه سنسورهای میکرو و نانو هوشمند برای نظارت بر زمان واقعی کیفیت آب در شبکه‌های آب آشامیدنی پرداخته است. این سنسورها در نمایشگری که در سال ۲۰۱۵ افتتاح شد، تصوری مبتدی از شهر حسی را به نمایش گذاشت و بدین ترتیب مورد تایید واقع شد. با پیش‌بینی شکنندگی و خرابی شبکه‌های الکتریکی، شهر حسی عملکرد شبکه‌ها را بهبود می‌بخشد، زیرا کنترل و دید بیشتری را بر تجهیزات مدفون در زیر زمین و دسترسی دشوار به آن ارائه می‌دهد. معلم-پژوهشگر دانشکده مهندسی " ESIEE" پاریس توضیح می‌دهد: "امروز ۳۰ درصد از آب آشامیدنی تولید شده به دلیل نشت از بین می‌رود. با قرار دادن تعداد کافی سنسور در شبکه‌های آب، می‌توانیم دقیقاً محل نشتی یا حتی کلر اضافی را تشخیص دهیم. این امر امکان پیش‌بینی عواقب این حادثه را با بستن قسمت معیوب یا آلوده شبکه فراهم می‌کند". وی امیدوار است که حسگرهای کوچک جدید، دقیق تر، قابل مدیریت تر و ارزان تر، نانوحسگرها را توسعه دهند و کامل کنند.

از تحقیق تا تجاری سازی

رئیس شرکت تازه کار آلتارود ، قبل از آزمایش جاده هوشمند خود در میدان با مشتریانش، از نمایشگر شهر حسی نیز استفاده کرد. آنها سنسورها را در مکان‌های استراتژیک بدون وارد کردن کوچک‌ترین آسیب به جاده، وارد آسفالت می‌کنند. این امر باعث می‌شود که بدانند آیا کار در زمان مناسب انجام می‌شود یا نه، همچنین برای بهینه‌سازی ترافیک یا حتی کنترل مسیرها با تشخیص تردد اشتباه در زمان واقعی یا بدنبال آن جهت ایجاد توازن در تصمیم‌های خودروهای خودران از این سنسورها استفاده می شود. زیرا علارغم اینکه اولین هدف شهر حسی دانشمندان هستند، صنعتگران نیز می‌توانند مواد جدید را آزمایش کرده یا روی تجزیه و تحلیل داده‌ها در شهر مینیاتوری هوشمند کار کنند.

بودجه ۹ میلیون یورویی

پلتفرم شهر حسی قطعه ای از تجهیزات برتر از برنامه سرمایه گذاری آینده است که توسط آژانس ملی تحقیقات تامین مالی می شود.  این پروژه دارای بودجه ۹ میلیون یورویی برای یک دوره هشت ساله تا ۲۰۱۹ بوده است. اگر موسسه فرانسوی علم و فناوری حمل و نقل، برنامه‌ریزی و شبکه (Ifsttar) شهر حسی را به صورت آزمایشی اجرا می‌کند، توسط شرکای متعددی احاطه شده است : برای مثال دانشکده "ESIEE" پاریس مسئول نمونه‌سازی سنسورها در سالن های سفید آزمایشگاه‌های پیشرفته‌ خود بود، که تابستان گذشته افتتاح شد.

از آزمایشگاه تا شهر

مزیت این شهر مینیاتوری در یک اتاق اقلیمی این است که می‌تواند حسگرها را در همه جا قرار دهد، بدون ایجاد ناراحتی یا نگرانی، اما دغدغه اصلی، برنامه ریزی شهر پر از حسگر نیست. آنجا از این ابزارها استفاده می‌کنند تا، مهمتر از همه، شهرها را قادر به پیشروی در انتقال انرژی، انعطاف پذیرتر و کارآمدتر بودن منابع کنند. شهر حسی با نزدیک‌تر کردن آنها به یکدیگر، اما بدون سردرگمی، انتقال فناوری از آزمایشگاه به واقعیت شهری را تسهیل می‌کند.

در واقع، این شهر مینیاتوری یک آزمایشگاه مدولار است که برای مطالعه رفتار یک محیط شهری در شرایط واقعی طراحی شده است. از مقاومت مواد تا پراکندگی آلاینده ها، پدیده‌های پیچیده‌ای برای مطالعه در شهر وجود دارد که در اینجا با استفاده از تعداد بی‌نهایت احتمال قابل بررسی است. برای تولیدکنندگان، این امکان را فراهم می‌کند تا محصولات جدید خود را آسان تر آزمایش کنند. برای جوامع هم، هدف این است که آنها را از ابتدا درگیر فرآیند طراحی بهتر کنند. با این اوصاف، در می یابیم که شهر متصل، اقتصادی و پایدار دیگر خیلی دور از ذهن به نظر نمی­رسد.

_________________

منبع:

https://gaiapresse.ca/2018/04/sense-city-mini-ville-intelligente-france-etudier-climats-pollutions/