Reimaginando a comunidade com a tecnologia Digital Twins

Ao trazer modelos para o 3D, arquitetos e planejadores urbanos estão mais bem equipados para resolver desafios relacionados a paisagens mutáveis, mudanças climáticas, transporte e muito mais.

Embora um gêmeo digital seja, por definição, qualquer cópia virtual de um ativo físico, processo ou sistema, um gêmeo digital urbano é uma representação virtual de todos os ativos físicos de um ambiente urbano. Os Digital Twins urbanos desempenham uma função crítica no movimento global mais amplo em direção às cidades inteligentes. Uma "cidade inteligente" é uma comunidade que usa meios eletrônicos para coletar dados valiosos sobre o uso e o desempenho de seus serviços públicos, padrões de mobilidade e infraestrutura, usando ferramentas como sensores da Internet das Coisas (IoT) para registrar atividades e mudanças no ambiente urbano. Os Digital Twins urbanos geralmente servem como sistemas nos quais esses dados são representados e visualizados. Eles são criados pela agregação de grandes conjuntos de dados de mapas e modelos, visualizados em tempo real.

Por esse motivo, os Digital Twins urbanos oferecem a capacidade de analisar o estado futuro de um ambiente urbano em um contexto mais preciso do que uma coleção de modelos de construção tradicionais permitiria. Eles também estão ajudando os designers a reimaginar e democratizar ainda mais o processo de planejamento. De acordo com a ABI Research, mais de 500 cidades em todo o mundo terão implantado Digital Twins até 2025. Atualmente, muitas cidades estão se esforçando ativamente para replicar digitalmente suas paisagens urbanas e explorar as funções que os Digital Twins desempenharão em suas comunidades.

Uma dessas cidades é Trondheim. A quarta maior cidade da Noruega, Trondheim, está localizada às margens do Fiorde de Trondheim. Fundada pelo rei viking Olav Tryggvason em 997, a cidade tem uma rica história nórdica. Como em muitas cidades do mundo, as características geográficas de Trondheim exigem a densificação da paisagem urbana existente para permitir o crescimento. Isso representa um desafio de design notável, especialmente quando combinado com o esforço para preservar a beleza e o charme de longa data da cidade.

Em 2020, os arquitetos locais começaram a trabalhar na modelagem de uma visão para o futuro de sua cidade no concurso Trondheim 2050. A competição fez parte do esforço maior da cidade para criar planos estratégicos abrangentes para seu crescimento nas próximas décadas, convidando diferentes perspectivas e aumentando o envolvimento público com o processo de planejamento.

Para modelar a aparência de Trondheim em 2050, Martin Vitsø, especialista em geodados da cidade de Trondheim, recorreu à Unity.

Vitsø liderou o esforço para trazer uma coleção de modelos SketchUp das equipes, bem como dados críticos do sistema de informações geográficas (GIS) para o Unity Pro, a fim de criar uma visão precisa e interativa do futuro potencial de Trondheim.

Coordenar esse esforço entre equipes de arquitetura que usam soluções técnicas diferentes não é uma tarefa fácil, e as cidades enfrentam o mesmo desafio em uma escala muito maior ao criar modelos coesos. "Para esse projeto, usamos o SketchUp quase que exclusivamente. As equipes receberam modelos do SketchUp de partes da cidade nas quais trabalhariam e receberam instruções para colocar seus próprios modelos nesses modelos do SketchUp primeiro."

Martin decidiu fazer experimentos independentes com o Unity há alguns anos e esse foi seu primeiro esforço para usá-lo nessa escala e em um formato público.

"O Unity foi capaz de lidar com uma grande carga de dados", diz Vitsø. "Gostei muito de poder programar scripts para fazer capturas de tela com resolução de alto nível e diferentes projeções, até mesmo em 360 graus."

O resultado foi uma visão digital detalhada da cidade, uma visão 3D de Trondheim que permitiu aos espectadores ver os edifícios propostos por cada equipe e as mudanças de infraestrutura no contexto.

Vitsø também estava interessado em encontrar maneiras pelas quais os modelos Unity pudessem aumentar o envolvimento do público com o projeto Trondheim 2050 e convidar os comentários dos residentes. Ele experimentou maneiras de tornar os mapas públicos existentes de Trondheim mais interativos e fáceis de navegar. "Os planos de fundo no mapa de resposta pública são todos imagens isométricas únicas de alta resolução da Unity. O tour virtual com suporte à realidade virtual (VR) também é feito com imagens em 360 graus da Unity." Abaixo, é possível ver onde ele agregou os comentários em um mapa de calor sobreposto a uma versão 3D do mapa público, para que as equipes pudessem identificar facilmente as áreas de maior interesse ou preocupação da população de Trondheim.

A equipe de planejamento da cidade chegou a uma lista definitiva das principais preocupações e aspirações dos residentes para incorporar em seus planos estratégicos. Os residentes destacaram onde gostariam de ver mais vegetação, assentos públicos, zonas de pedestres livres de carros e melhor acesso ao rio Nidelva, que atravessa a cidade.

As respostas ao projeto, tanto da cidade quanto do público, foram muito fortes. "Os membros da equipe da cidade ficaram muito felizes em trazer 3D, VR e um mapa de resposta interativo para o mix de participação pública. Em geral, o envolvimento da comunidade era principalmente analógico, consistindo em reuniões públicas e desenhos em mapas impressos", diz Vitsø.

"Esperamos que essa maneira de fazer as coisas possa trazer um público mais diversificado para participar do processo de planejamento. Os planejadores da cidade me disseram que muitas das pessoas que participam dos meios convencionais de compartilhamento de informações já conhecem bem o processo e teriam oferecido feedback de qualquer forma."

Para Trondheim, o projeto 2050 foi apenas o começo. "Não usávamos o termo 'gêmeo digital' antes desse projeto - sempre fizemos modelos 3D de áreas pequenas ou grandes da cidade quando necessário. Consequentemente, investimos mais energia em ter um meio eficaz de criar novos modelos 3D a partir de novos dados de mapas, em vez de manter e atualizar um Digital Twins."

Vitsø tem esperança de que o compartilhamento mais simplificado de dados e modelos seja a próxima onda no movimento em direção aos Digital Twins e às cidades inteligentes.

"Do meu ponto de vista burocrático, eu gostaria de poder compartilhar facilmente Digital Twins contextuais atualizados com outros atores municipais, estaduais ou privados. Atualmente, isso pode exigir muito processamento manual, criando modelos de uma determinada maneira e, em seguida, combinando dados de modelos com determinadas colunas em determinados bancos de dados para atender às necessidades de um projeto específico. Estão sendo feitos esforços em nível nacional com relação à modelagem 3D e ao armazenamento de informações de construção em bancos de dados que interessarão a todos os municípios."

Vitsø e seus colegas em Trondheim ainda estão trabalhando arduamente na busca de novas maneiras de aproveitar os dados e impulsionar Trondheim para o futuro.

"O objetivo de um Digital Twins abrangente seria expandir o uso de um modelo de cidade 3D para incluir dados de sensores ao vivo juntamente com atributos selecionados de registros de dados. Por exemplo, uma análise do uso de energia em uma cidade pode exigir um modelo 3D da cidade e várias informações extras relacionadas a cada edifício. Temos todas essas informações, mas elas estão espalhadas em vários bancos de dados e exigem acrobacias para serem combinadas."

Com o Unity, os usuários podem consolidar seus dados em um só lugar. Designers e planejadores urbanos de todo o mundo estão descobrindo rapidamente o poder que os Digital Twins oferecem para visualizar os impactos de planos futuros, informar decisões baseadas em dados e envolver o público para colaboração remota.

"Vejo a Unity como a plataforma para criar os produtos de visualização que queremos mostrar ao público", diz Vitsø. "Uma engine como a Unity oferece recursos exclusivos."

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