Comunicación presentada al V Congreso Ciudades Inteligentes
Autores
- Enrique Alba, Catedrático, Universidad de Málaga
- Rosa María Arce Ruiz, Directora de Transyt, Universidad Politécnica de Madrid
- Raquel Barco, Catedrática, Universidad de Málaga
- Felipe Espinosa, Catedrático, Universidad de Alcalá
- Victoria Fernández Áñez, Investigadora, Universidad Politécnica de Madrid
- Diego Gachet, Profesor, Universidad Europea de Madrid
- Jorge Gómez Sanz, Profesor Titular, Universidad Complutense de Madrid
- José Fernán Martínez, Profesor Titular, Universidad Politécnica de Madrid
- José Miguel Fernández Güell, Profesor Titular, Universidad Politécnica de Madrid
- Carlos del Río Bocio, Profesor Titular, Universidad Pública de Navarra
Resumen
Las soluciones y estrategias de Smart City siguen implementándose en las ciudades, convirtiendo las nuevas tecnologías urbanas en cada vez más ubicuas e indispensables. Uno de los grandes problemas de este crecimiento acelerado de aplicaciones inteligentes para la ciudad son las dudas sobre el rigor científico y el uso de innovaciones tecnológicas aún sin estudios previos soportados por datos que sugieran la mejor manera de llevar a cabo una actuación. Desde el mundo de la investigación se están realizando importantes aportaciones a este campo que pueden mejorar los resultados de las Smart City. El objetivo de la red CI-RTI (Red temática de investigación en Ciudades Inteligentes) es dar visibilidad a estas investigaciones, con sus necesarias relaciones en el desarrollo de aplicaciones y la transferencia a empresas, produciendo múltiples sinergias. Esta red está conformada por diez grupos de investigación de distintas universidades españolas, con experiencia en movilidad, energía, tecnología, salud, planeamiento urbano y una componente científica en sistemas inteligentes para abordarlos. A través de artículos, encuentros, participación en congresos y diversas colaboraciones se encargan de difundir sus resultados y colaborar a aumentar la eficiencia de las soluciones y estrategias Smart.
Palabras clave
Red, Investigación, Innovación Tecnológica, Difusión, Ciencia, Universidad, Transferencia Tecnológica
Introducción
Hay numerosas maneras de justificar el interés de una nueva área de investigación en Ciudades Inteligentes (CC.II., Smart Cities, SC en inglés). Algunas recurren al componente social humano, otras a la ciudad como organismo, otras al mapa político de un país (European Commission, 2010). Según la Conferencia de las Naciones Unidas sobre el Desarrollo Sostenible, celebrada en Río de Janeiro en 2012, la mitad de la humanidad vive en ciudades. La población urbana ha aumentado desde los 750 millones de personas –en 1950–, hasta los 3.600 millones en 2011. Se estima que hacia 2030 (“thirty”, /ˈθɜːtɪ/ en inglés, red “CI-RTI”) casi un 60% de la población mundial residirá en zonas urbanas. En España lo hace ya más del 80%, según el Ministerio de Fomento. Según el Instituto Nacional de Estadística, en 2018 el 16% de la población vivía en 6 grandes ciudades. Este notable crecimiento supondrá que, en los próximos años, ciudades de todo el mundo deberán prestar servicios, fundamentalmente no administrativos, de manera sostenible. Atender a las necesidades de agua potable, transporte o aire limpio constituirá un reto científico de extraordinaria magnitud y una oportunidad para la industria (Caragliu et al, 2009; MINETUR, 2015).
Es complicado definir de manera objetiva lo que es una ‘Ciudad Inteligente’. De hecho, es un tema de investigación y hay numerosas propuestas. Dado que esta red es una propuesta española, tomaremos el espíritu de la definición que hace el Plan Nacional de Ciudades Inteligentes, propuesta por el Grupo Técnico de Normalización 178 de AENOR (AEN/CTN 178/SC2/GT1 N 003): “Ciudad inteligente (Smart City o SC) es la visión holística de una ciudad que aplica las TIC para la mejora de la calidad de vida y la accesibilidad de sus habitantes y asegura un desarrollo sostenible económico, social y ambiental en mejora permanente. Una ciudad inteligente permite a los ciudadanos interactuar con ella de forma multidisciplinar y se adapta en tiempo real a sus necesidades, de forma eficiente en calidad y costes, ofreciendo datos abiertos, soluciones y servicios orientados a los ciudadanos como personas, para resolver los efectos del crecimiento de las ciudades, en ámbitos públicos y privados, a través de la integración innovadora de infraestructuras con sistemas de gestión inteligente.”
La descripción EU de una CI es más operativa. En las propuestas de Giffinfer et al, (2007) y Manville et al, (2014) una ciudad inteligente es aquella que realiza actividades en al menos una de las seis áreas de acción inteligente: Smart Economy, Smart People, Smart Governance, Smart Mobility, Smart Environment y Smart Living.
Este dominio está despegando en estos últimos años (Gobierno español, 2016):
“…Sin embargo, los proyectos de ciudades inteligentes necesitan ir más allá de las experiencias actuales y convertirse en realidades que tengan un impacto efectivo en la gestión municipal y la vida del ciudadano…”
Uno de los grandes problemas que se están detectando en este crecimiento acelerado de aplicaciones supuestamente inteligentes para la ciudad es la falta de rigor científico y el uso de la tecnología sin estudios previos soportados por datos que sugieran la mejor manera de llevar a cabo una actuación. Dado que ésta es una red académica, no podemos seguir un enfoque únicamente basado en la aplicación (el ‘vertical municipal’) sino que queremos proveer a la sociedad del conocimiento que guía y genera servicios SC.
La investigación requiere el uso del Método Científico, la capacidad de reproducir resultados, la definición no ambigua de los problemas que se van a resolver con sus objetivos y restricciones, la publicación en foros con revisiones por pares que aseguren que existe alguna novedad o mérito en lo propuesto. Naturalmente, este dominio es un lugar complejo donde coexisten varios actores además de la academia, notablemente los ciudadanos, las empresas y los gestores (policy makers). Esto lo hace especial sin duda, y desde esta red pretendemos investigar pautas, ideas, software, hardware y, en general, asegurar que existe en cada paso de los procesos mencionados un componente científico.
El apartado de ‘ciudad’ en ‘ciudad inteligente’ parece bastante claro para todos los actores. Sin embargo, el componente ‘inteligente’ no está tan definido. En TIC, la inteligencia artificial es un dominio reconocido, pero que no siempre aparece aplicado en los desarrollos actuales de CC.II. A veces, parece que digitalizar o conectar elementos de la ciudad proporciona mágicamente ‘inteligencia’, pero no es así. Sin duda, son pasos habilitadores de futuras aplicaciones. pero para tener apps en smartphones, servicios webs y otros avances ‘inteligentes’ se necesita un tiempo pausado de definición de lo que significa la ‘inteligencia’, dónde está el ‘conocimiento’ adquirido, cómo se usa en la aplicación, cómo identificar la ‘inteligencia’. Además, en el centro de la ciudad inteligente debe estar el ciudadano y, en conjunto, la sostenibilidad ambiental, económica y social. La inteligencia de la ciudad ha de medirse también, por tanto, en términos de sostenibilidad.
Por todo lo anterior, la red CI-RTI tiene un componente científico/tecnológico innegable, pero con el objetivo igualmente innegable de ser útil, transferir a los ciudadanos los resultados e interaccionar con la empresa. El objetivo final de la red CI-RTI (Red temática de investigación en Ciudades Inteligentes) es dar visibilidad a estas investigaciones, con sus necesarias relaciones en el desarrollo de aplicaciones y la transferencia a empresas, produciendo múltiples sinergias. Esta red está conformada por diez grupos de investigación de distintas universidades españolas, con experiencia en movilidad, energía, tecnología, salud, planeamiento urbano y una componente científica en sistemas inteligentes para abordarlos. A través de artículos, encuentros, participación en congresos y diversas colaboraciones se encargan de difundir sus resultados y colaborar a aumentar la eficiencia de las soluciones y estrategias Smart. Para ello se pretende aunar los esfuerzos de 10 universidades distribuidas por la geografía española (http://cirti.es). Figura 1.
Objetivos
Los objetivos de esta red tienen como marco los objetivos de la convocatoria de redes temáticas. En esta sección los presentamos como un resumen a alto nivel.
O1 – Contribuir a la vertebración del sistema español de Ciencia-Tecnología-Empresa
Para completar este objetivo, hemos reunido una red de equipos con experiencia en investigación, desarrollo e innovación. La creación de la red y sus actividades supone aglutinar esfuerzos de grupos españoles con conocimiento científico (especialmente), así como tecnológico y de transferencia a la empresa en ciudades inteligentes. Dado el panorama internacional, es imprescindible disponer de una red nacional de investigación de este tipo y esta quiere ser el germen de una red más amplia.
La red cuenta con actividades de (i) relaciones con las empresas, actividades de estandarización (AENOR, AFNOR, ISO, etc.), (ii) interacción con organismos nacionales, regionales y ayuntamientos, (iii) colaboraciones con clústers público/privados y aporta trabajo para ofrecer un referente académico en investigación sobre CC.II.
O2 – Actividades para el incremento de los conocimientos científicos y tecnológicos
Las áreas de trabajo de los miembros de la red en este campo son:
Ciencia: definición y uso de KPIs, identificación de problemas científicos en diferentes ramas del saber (definiciones formales, problemas, restricciones, datos numéricos), desarrollo de soluciones con inteligencia artificial moderna, uso de técnicas de análisis big data, simulación de sistemas complejos. Implicaciones legales y urbanísticas.
Tecnología: apps para smartphones, software para centros de control de los ayuntamientos, ayuda a la toma de decisiones automáticamente, diseño de nuevos sensores/actuadores, plataformas software/hardware para la ciudad, uso de HPC/grid/cloud/fog computing, Machine Type Communications (MTC), redes Low-Power Wide-Area Network (LPWAN), microrredes eléctricas.
Datos/Información/Conocimiento: toma de datos de la ciudad, tratamiento/filtrado, extracción de información, generación de conocimiento de manera automática. Las CC.II. ofrecen una gran variedad de datos relativos a la calidad del aire (Guerreiro et al, 2013) movilidad, demografía, etc. a través de diversas fuentes (Fernández de Alba et al, 2015) utilizando cada vez más un modelo abierto de acceso a los datos (Open Data). La característica fundamental en estos datos es su heterogeneidad, multi-modalidad, su origen diverso, su volumen y su gran dinamismo. Esta información puede utilizarse para la mejora de los servicios e.g., de salud, permitiendo optimizar los servicios de emergencia o proveer “mapas de salud” y detección temprana de riesgos (Smart Health), o para gestión inteligente del tráfico urbano (García-Nieto et al, 2012), adaptándose a distintas circunstancias y eventos (Smart Mobility), o facilitando la inclusión de minorías (Inclusive City), entre otros.
O3 – Realizar nuevas actividades, consolidar las existentes y conseguir promoción/posicionamiento internacional
La red aprovecha sinergias de resultados y recursos entre los nodos de la red: realización de artículos científicos conjuntos, intercambio de estudiantes y plantilla entre los nodos, definición conjunta de cursos on-line SC, petición conjunta de proyectos nacionales/europeos y colaboración conjunta con empresas.
O4 – Actividades para mejorar los resultados de investigación obtenidos mediante acciones financiadas en convocatorias anteriores
Los nodos de esta red ya tienen una considerable experiencia en I+D+i sobre ciudades inteligentes y por tanto es posible realizar acciones como: seminarios internos, explotación conjunta de infraestructuras (laboratorios de computación, sensores/actuadores, infraestructuras como el UrbanLab o SmartUMA en Málaga, etc.), fusión o especialización de desarrollos de los equipos de investigación participantes, pensar en propuestas como un programa de postgrado interuniversitario en smart cities, etc.
Componentes
La red está conformada por diez grupos de investigación en distintas universidades españolas. Estos grupos tienen experiencia en los campos más importantes en ciudad inteligente: movilidad, energía, tecnología, salud, planeamiento urbano y una componente científica en sistemas inteligentes para abordarlos. Figura 2.
La composición de la red se ha decidido conscientemente para ser relevante. En concreto, la red aúna más de 200 doctores en temáticas de C.I. que ya se conocen y aportan sinergias importantes.
Impacto
El principal impacto de la red ha sido el establecimiento de conexiones entre los distintos grupos de investigación que la articulan a través de reuniones, propuestas y actividades de difusión, así como su contacto con entidades, ciudades y empresas. De este modo se ha mejorado la transferibilidad de las investigaciones realizadas, se han potenciado los resultados científico-tecnológicos, mejorado el posicionamiento internacional de los grupos, así como los resultados de la investigación y la financiación.
Algunas de las actividades que se han realizado han sido:
- Reuniones entre los miembros de la red varias veces al año y en diferentes puntos de la red, la última en Madrid el 6 y 7 de marzo.
- Publicación de artículos científicos de los miembros de la red, apoyados por las discusiones generadas. Estos artículos se han publicado tanto por separado cómo conjuntos, en revistas como IEEE IoT Magazine.
- Realización de actividades de difusión, como conferencias y participación en congresos.
- Premio CI-RTI + SENSORS entregados durante CAEPIA 2018 (Granada), convocatoria de premios realizada en 2018 (500 euros a segundo y tercero -a cada uno- y primer premio de 1000 francos suizos donados por la revista SENSORS indexada).
En los últimos tres años la red ha conseguido importantes impactos que se prevé que continúen con la ampliación de la red en una nueva propuesta presentada a la convocatoria Redes de Investigación 2019 del Mº de Ciencia, Innovación y Universidades.
- Las actuaciones realizadas y las proyectadas han tenido y tendrán repercusión directa en los otros organismos con los que colaboramos: CDTI, empresas listadas, RECI, clusters SC.
- Tenemos presencia en el programa SCC europeo (como evaluadores de proyecto y con proyectos activos), lo que actúa de altavoz de esta red.
- Se han establecido convenios de colaboración (que ampliaremos) con varias ciudades españolas, europeas, americanas y asiáticas para la prueba de conceptos (Málaga, Fuengirola, Madrid, Rivas Vacía-Madrid, Pamplona, etc.).
- Tenemos experiencia relevante haciendo aplicaciones para los ciudadanos (gestión del tráfico urbano, predicción de la ocupación en parking subterráneo, estudios sociológicos, consumo de energía en edificios, edificación, etc).
- Constituye un potencial importante en la creación de recursos, personas y conocimiento en colaboración con empresas, financiación privada y pública. Algunos ejemplos serían la interacción con el CDTI y la colaboración con empresas como EMERGYA, Telefónica, Kunak. Indra, Intel, Samsung, Nokia, Juma, Ericsson, Abertis, Correos, etc.
Estos datos avalan, objetivamente, una relevancia nacional e internacional elevada que hace única esta propuesta, beneficiando a la academia, la industria y la sociedad.
Conclusiones
El desarrollo de redes y sinergias es una de las bases de la Smart City, tanto a nivel ciudad (entre los diferentes silos o áreas de actuación) como entre actores (gobiernos locales, universidad, empresa, sociedad civil y ciudadanía). El establecimiento de redes como la Red CIR-TI potencia las sinergias que soportan el concepto de Ciudad Inteligente. Además de mejorar la interacción entre agentes, se apoya e incrementa la transferencia tecnológica de la innovación, aportándole el rigor científico necesario para maximizar su eficiencia. La investigación y la labor desarrollada por las universidades en el campo de la Ciudad Inteligente es indispensable para los otros grupos de agentes y el rol de las redes como la red CIR-TI es fundamental para tejer esas relaciones. Las actividades y propuestas de la red mejoran también la difusión y la utilidad de los aportes científicos en torno a la Ciudad Inteligente, mejorando el potencial de las universidades españolas y su proyección nacional e internacional.
Agradecimientos
La Red CIR-TI agradece al Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades la financiación y el soporte recibido (TIN2016-81766-REDT). Así mismo agradece a las universidades participantes, así como a las entidades, ciudades y empresas colaboradoras su apoyo a la red. Para más información, consulte http://cirti.es.
Referencias
- Caragliu A., Del Bo C., Nijkamp P., 2009, Smart Cities in Europe, Proceedings of the 3rd Central European Conference in Regional Science – CERS, pp.45-59.
- European Commission, 2010, Europe 2020, Technical Report. (accessed on 04 April 2019)
- Manville, C. et al, 2014, Informe del Parlamento Europeo, Mapping Smart Cities in the EU, enero 2014
- Gobierno Español, 2016, España, referente mundial en smart cities, (04 April 2019)
- Fernández de Alba, J.M., Fuentes-Fernández, R., Pavón, J., 2015, Architecture for management and fusion of context information, Information Fusion 21: 100-113, 2015.
- García-Nieto, J.M.; Alba, E.; Olivera, C., 2012, Swarm intelligence for traffic light scheduling: application to real urban areas, Engineering Applications of Artificial Intelligence, 25:274-283
- Guerreiro, C., De Leeuw, F., Foltescu, V., 2013, Air quality in Europe – 2013 report, European Environment Agency, Tech. Rep.
- Giffinguer, R.; Fertner, C; Kramar, H.; Meijers, E., 2007, Ranking of European Medium-Size Cities. Centre of Regional Science, Univ. Tecnológica de Viena. (accessed on 04 April 2019)
- Ministerio de Economía y Empresa, 2015, Plan Nacional de Ciudades Inteligentes. http://www.agendadigital.gob.es/planes-actuaciones/Bibliotecaciudadesinteligentes/Detalle%20del%20Plan/Plan_Nacional_de_Ciudades_Inteligentes_v2.pdf
- Casa Blanca EE.UU., “SMART CITIES”, 2015, Report
- Santander, 2019 (accessed on 04 April 2019)