Italia
a cura di Flavio Fabbri
Il 50% della popolazione mondiale vive e consuma risorse nelle città, dove sono generate oltre il 70% di tutte le emissioni di CO2. In Europa la densità urbana è ancora più alta, circa il 72% della popolazione vive in aree urbane ed arriverà all’84% entro il 2050. Le smart city sono ormai una necessità storica. Come si realizzano? Con quali strumenti? Ne abbiamo parlato con Marco Conti, direttore del Dipartimento Ingegneria, ICT e Tecnologie per l’Energia e Trasporti (DIITET) del Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR), che ha illustrato i principali progetti per la città intelligente e sostenibile.
K4B. Che cosa intende il dipartimento da Lei diretto per Città Sostenibile?
Marco Conti. Una città sostenibile è una città in grado di promuovere un uso efficiente ed efficace delle sue risorse, al fine di garantire la sostenibilità socio-economica ed ambientale delle sue infrastrutture e dei servizi offerti ai cittadini e contribuire quindi alla sostenibilità del pianeta. Infatti, il 50% della popolazione mondiale vive e consuma risorse nelle città, dove sono generate oltre il 70% di tutte le emissioni di CO2. In Europa, la densità urbana è ancora più alta (circa il 72% della popolazione vive in aree urbane) ed arriverà all’84% entro il 2050. Questo aumento crescente della domanda di risorse e di impatto sull’ambiente richiede lo sviluppo di soluzioni intelligenti per assicurare che le città siano sostenibili (dal punto vista del consumo di risorse e dell’impatto ambientale) e la qualità della vita (sicurezza, salute/benessere, cultura, ecc.) sia elevata. Come evidenziato dalla Commissione Europea le città di domani devono adottare un modello olistico di sviluppo urbano sostenibile da realizzarsi attraverso l’uso di tecnologie ICT e sistemi integrati per sviluppare soluzioni intelligenti e sostenibile nei vari domini che caratterizzano una città, quali: smart mobility & transport (sistemi di trasporti sostenibili ed integrati per muovere in ambito urbano persone e merci); smart building (gestione efficiente degli edifici); smart energy (efficienza energetica attraverso l’uso di energie rinnovabili, tecnologie ICT, ecc.); smart environment (utilizzo sostenibile delle risorse, prevenzione dell’inquinamento e protezione ambientale); smart living (società inclusiva, sicura, sana, istruita, ecc.); smart government (e-democracy, e-government), ecc.
K4B. Quali sono i settori chiave in cui il sul dipartimento, il DIITET, è impegnato?
Marco Conti. Il nome del dipartimento, Ingegneria, ICT e Tecnologie per l’Energia e Trasporti, evidenzia l’ampio spettro di tematiche affrontate in questo dipartimento. Infatti, le attività di ricerca e sviluppo svolte dal dipartimento sono mirate a perseguire sfide scientifiche, sempre più ambiziose, in molte delle aree prioritarie per la ricerca nazionale quali, in primis: energia, mobilità sostenibile e trasporti, tecnologie dell’informazione e della comunicazione, homeland security, sensorialità aumentata, nuovi materiali, beni strumentali e Made in Italy, costruzioni, ambiente, aero-spazio, beni culturali, salute, agricoltura e cantieristica.
L’eterogeneità delle competenze e delle tematiche di ricerca è una sfida ed un’opportunità per il dipartimento. Le differenze metodologiche e strumentali rendono più complesse le interazioni tra i ricercatori, ma l’integrazione e la messa a sistema delle competenze multidisciplinari del dipartimento offrono opportunità di ricerca uniche nel panorama nazionale ed internazionale della ricerca. In particolare, è strategica l’integrazione delle discipline ingegneristiche più tradizionali ed ancorate al mondo fisico (es., meccanica, costruzioni, energia, materiali innovativi e sistemi di produzione), con le tecnologie ICT. Infatti, uno degli aspetti emergenti della società e del mondo produttivo è la “cyber-physical convergence”, cioè la convergenza tra il mondo virtuale e il mondo fisico per la creazione di nuovi prodotti, processi e servizi per una società sostenibile sicura ed inclusiva.
Il concetto emergente di Smart city esemplifica molto bene questo trend. Una smart city è una città che opera contemporaneamente su due livelli: uno fisico ed uno virtuale. La città intelligente prevede una gestione integrata dei suoi servizi (trasporti, energia, illuminazione, gestione dei rifiuti, intrattenimento, ecc.) attraverso l’uso diffuso delle tecnologie ICT che forniscono un’infrastruttura virtuale che controlla e coordina le infrastrutture fisiche.
K4B. Per progettare e realizzare una smart city da dove si deve partire e come si deve procedere?
Marco Conti. Una città intelligente richiede un’ottimizzazione integrata dei suoi servizi. La città intelligente deve prevedere il controllo e il coordinamento dei suoi servizi – trasporti, energia, illuminazione, gestione dei rifiuti, intrattenimento, ecc. – attraverso l’uso diffuso delle tecnologie ICT. L’infrastruttura ICT deve essere in grado di apprendere i comportamenti e i bisogni dei cittadini al fine di adattare i servizi della città alle loro effettive esigenze in modo da ridurre gli sprechi e rendere la città sostenibile; ad esempio, adattando l’illuminazione pubblica alle esigenze della sicurezza. Allo stesso tempo, l’integrazione di tecnologie fisiche e virtuali è in grado di: i) favorire l’emergere di comportamenti sostenibili tra i cittadini attraverso la condivisione di servizi e risorse (si pensi, ad esempio, ai servizi di car-sharing); ii) rendere più efficiente, sicura e consapevole la mobilità (si pensi, ad esempio, alla possibilità di creare reti veicolari in grado di coordinare il movimento dei veicoli e aumentare quindi la sicurezza stradale); iii) favorire un uso più consapevole ed efficiente delle risorse energetiche tramite le smart grids.
Come evidenziato anche dalla vice-presidente della Commissione Europea, Neelie Kroes, responsabile dell’Agenda Digitale, elemento centrale per progettare una smart city sono i Big Data. I Big Data rappresentano un “proxy” del comportamento umano nella città reale. Applicando tecniche di data mining è possibile estrarre dai dati informazioni sul comportamento dei cittadini (es., sui nostri movimenti, sulle nostre relazioni sociali, sui nostri acquisti) e partendo da queste informazioni è possibile progettare e ottimizzare i servizi della città correlando i dati relativi all’uso dei servizi e al comportamento dei cittadini. Bisogna, pertanto, andare oltre lo sviluppo e l’ottimizzazione di singole applicazioni (verticals) quali, ad esempio, il sistema d’illuminazione pubblica, per arrivare allo sviluppo di una piattaforma che raccolga, integri e correli i dati provenienti dalla città e dai cittadini ed estragga da questi la conoscenza necessaria per l’ottimizzazione integrata dei servizi della città. La piattaforma, che possiamo definire una sorta di sistema operativo delle città, dovrebbe anche fornire delle interfacce di programmazione per favorire lo sviluppo di un mercato di applicazioni per la città intelligente.
Altro aspetto importante nello sviluppo delle soluzioni per le smart city è la realizzazione di smart city living lab, cioè laboratori sperimentali su scala cittadina in modo da poter testare il concetto di smart city, e le relative tecnologie, in un contesto realistico, con il coinvolgimento diretto dei cittadini.
K4B. A riguardo, che iniziative ha messo in cantiere il DIITET per il 2014 e i prossimi anni?
Marco Conti. Il dipartimento è molto attivo nell’ambito dei bandi smart city recentemente lanciati dal MIUR. In particolare, nell’ambito del primo bando “Smart Cities and Communities and Social Innovation”, gli istituti del dipartimento partecipano ai cinque progetti (PRISMA, DICET INMOTO, RES NOVAE, I-NEXT e SMART HEALTH) che affrontano il tema della smart city da molteplici prospettive: dai servizi basati sul cloud per servizi intelligenti di e-government, ai servizi per l’inclusione sociale e l’utilizzo intelligente del territorio; dalle energie rinnovabili, agli edifici sostenibili; dalle smart grid ai sistemi di trasporto intelligenti. Inoltre sono in partenza le attività nell’ambito del cluster tecnologico “Technologies for smart communities” in cui si affronteranno i temi della città educante , della mobilità cittadina intelligente e sostenibile, e dei servizi legati al “turismo intelligente”. Dal 2014, il dipartimento sarà, inoltre, attivo in nove progetti recentemente approvati dal MIUR nell’ambito del secondo bando “Smart Cities and Communities and Social Innovation”: RIGERS (Architettura sostenibile e materiali); SMARTOUR (Beni culturali); DIONISIO (Domotica); WATERTECH (Gestione risorse idriche); SmartGATE (Giustizia); PSC (Giustizia); CLARA (Sicurezza del territorio); S4E (Tecnologia del mare) e ASMARA (Trasporti e mobilità terrestre).
Nel 2014, un’attività di particolare rilievo riguarderà l’implementazione e la sperimentazione su larga scala delle soluzioni sviluppate dai ricercatori CNR attraverso lo sviluppo di smart city living lab nell’ambito del progetto CNR “Energia da Fonti Rinnovabili e ICT per la Sostenibilità Energetica”. Le città prescelte (nell’ambito di un accordo tra CNR e l’ANCI) per essere trasformate in smart city living lab sono: Agordo, Riccione e Siracusa. Le tecnologie da sperimentare si basano sulla trasformazione della rete dell’illuminazione comunale in una rete dati che, per la sua capillarità, può permettere di erogare alcuni servizi innovativi in tutta la città: dal collegamento Internet ad alta velocità con hotspot WiFi pubblici alla gestione automatizzata della sosta nei parcheggi; dal controllo del traffico al bilanciamento e alla razionalizzazione dei consumi di energia. Questa attività verrà svolta dai ricercatori CNR in collaborazione con lo Smart Services Cooperation Lab, il laboratorio creato da CNR, MIUR e Telecom Italia, ai quali si è aggiunta, recentemente, l’Agenzia per l’Italia Digitale.
K4B. Che tipo di sinergie è possibile sviluppare con le amministrazioni pubbliche, le Istituzioni, le aziende e i centri di ricerca?
Marco Conti. Il settore delle smart city richiede sicuramente la messa a sistema delle risorse, servizi e finanziamenti disponibili in ambito pubblico e privato. L’accordo tra il CNR e l’ANCI è un primo concreto esempio in questa direzione con l’obiettivo di mettere a disposizione dei comuni una serie di soluzioni, bastate sui risultati delle attività di ricerca, per introdurre soluzioni smart per la gestione delle infrastrutture delle città. L’obiettivo è quello di identificare soluzioni utili per le diverse tipologie di comuni italiani. Infatti, nell’ambito dell’accordo con ANCI, il CNR svilupperà e testerà il concetto di smart city in città che rappresentano le differenti tipologie delle città italiane: una piccola cittadina (Agordo), una città turistica (Riccione) e una città con un centro storico importante (Siracusa). Tuttavia, per poter sviluppare il mercato di prodotti e servizi per le smart city, è sicuramente necessario un coinvolgimento delle aziende nazionali, in primo luogo, per affrontare il nuovo programma europeo della ricerca, Horizon 2020, che vede le tematiche di ricerca sulle smart city tra le principali sfide della società (Societal challenges). Inoltre, il dipartimento DIITET sta promuovendo la collaborazione tra mondo della ricerca, le principali aziende nazionali e gli enti locali per progetti avanzati nel settore delle smart city nell’ottica di sviluppare un partenariato pubblico-privato per affrontare gli investimenti che, attualmente, la finanza pubblica non è in grado, da sola, di sostenere.
K4B. In base alla sua esperienza, che tipo di interventi è possibile eseguire da subito nelle nostre città, anche considerando che si tratta di centri di interesse storico per lo più di piccole dimensioni?
Marco Conti. Il progetto che stiamo sviluppando, in collaborazione con ANCI, ha l’obiettivo di capire le soluzioni più adatte in funzione delle caratteristiche della città. In particolare, lo smart city living lab che stiamo sviluppando a Siracusa, e più precisamente nell’isola di Ortigia, ci permetterà di sperimentare e studiare i servizi più idonei da realizzare nel centro storico di una città storica. Le analisi preliminari svolte in questo contesto hanno evidenziato che i servizi per il turismo sono quelli più rilevanti per questi contesti. L’obiettivo è di rendere più fruibili i beni storico artistici dei nostri centri storici garantendo, al tempo stesso, la loro protezione attraverso la gestione intelligente dei flussi turistici ed utilizzando strumenti di realtà aumentata per favorire la fruizione di beni non direttamente accessibili al pubblico.
K4B. Quali le principali sfide e le possibili soluzioni per l’innovazione tecnologica e infrastrutturale del Paese?
Marco Conti. Le sfide sono molteplici ma sicuramente un utilizzo maggiore, ma soprattutto più efficiente ed efficace, delle tecnologie ICT in tutti i settori della pubblica amministrazione possono dare notevoli risparmi e allo stesso tempo fornire servizi migliori ai cittadini. Si pensi, ad esempio, ai notevoli vantaggi in termini di risparmio di tempo e costi resi possibili dalla giustizia e dalla sanità digitale. Un ruolo primario in questo settore deve essere svolto dall’Agenzia per l’Italia Digitale che ha la missione di promuovere i processi di digitalizzazione e ammodernamento della PA. Dal punto di vista infrastrutturale, questo richiede, in primo luogo, investimenti sui data center, per la gestione efficiente dei dati, e infrastrutture di rete a banda larga per l’accesso veloce e ubiquitario ai dati stessi. A questo si associa la diffusione del modello degli open data per favorire il libero accesso ai dati, in primo luogo quelli prodotti dalle pubbliche amministrazioni.