Comunicación presentada al III Congreso Ciudades Inteligentes:
Autores
- Prof. Dr. Henk J. Scholten, Profesor Informática Geo-espacial, Universidad Libre de Ámsterdam, Holanda
- Eduardo Dias, Laboratorio de Información Espacial (SPINLab), Universidad Libre de Ámsterdam, Holanda
- Steven Fruijtier, Departamento I&D, Geodan BV, Ámsterdam, Holanda
- Michiel Zevenbergen, Geodan Next
Resumen
La participación ciudadana es fundamental en los desarrollos urbanos del futuro. En este trabajo presentamos Geocraft, un entorno de Geoinformación, basado en Minecraft, el archiconocido juego de mundos virtuales. Queremos saber si Geocraft es una herramienta óptima para involucrar a ciudadanos de todas las edades en entornos geoespaciales para el desarrollo y sostenibilidad de nuestras ciudades. Para ello, presentamos un caso práctico sobre energía sostenible en un barrio de la ciudad de Zaandam, en los Países Bajos, donde hemos creado una aplicación de Geocraft que permite ubicar turbinas eólicas, placas solares y aislamiento térmico en las viviendas. Y se calculan los efectos en el uso energético y en la producción de CO2, así como sus costes asociados. Concluimos que el mundo virtual de Geocraft efectivamente involucra de forma positiva a los ciudadanos. Los escenarios diseñados en Geocraft se pueden traducir en diseños arquitectónicos para su posterior implantación.
Palabras clave
Participación Ciudadana, Ciudades Inteligentes, Minecraft, Urbanismo, Ciudades Sostenibles, Energía sostenible, Geocraft
Introducción: ¿por qué generar el mundo real en Minecraft?
En el Manifesto for Cities (World Urban Campaign partners, 2012), la ONU ha declarado que la batalla para un futuro más sostenible se ganará o se perderá en las ciudades. Durante las próximas décadas casi tres cuartos de la población del mundo vivirán en ciudades. Como planifiquemos, construyamos y gestionemos nuestras ciudades determinará el resultado de nuestros esfuerzos para conseguir un desarrollo sostenible y armonioso para el futuro.
Ciudades Inteligentes y gobierno inteligente
El Gobierno Inteligente, como una de las 6 características de Ciudades Inteligentes (Lazaroiu and Roscia, 2012) trata de usar la tecnología más moderna para optimizar la planificación y la toma de decisiones. El objetivo es mejorar el proceso democrático, aprovechar el potencial del conocimiento colectivo y las ideas de los ciudadanos. Son estos últimos los que deben ser capaces de interactuar y trabajar conjuntamente para mejorar nuestras ciudades y nuestra sociedad.
La TI moderna ofrece muchas posibilidades para trabajar y tomar decisiones de forma colaborativa. Modelización en 3D, análisis de redes o modelos de interacción espacial (Lee, Dias y Scholten, 2014), que conocemos como el “enfoque en Geodiseño”, son algunos ejemplos.
Hoy en día las ventajas de la planificación jerárquica y el dominio de las grandes compañías son menos válidas que hace varias décadas. Al mismo tiempo, cada vez estamos más limitados en la expansión de nuestras ciudades. En este entorno cada vez más complejo, es importante incluir las ideas y valores de todos los involucrados en los procesos de planificación urbana. Por todo ello, la inclusión de las iniciativas de los ciudadanos y del pequeño comercio es cada vez más común en la planificación urbana.
La TI en Participación Ciudadana
En Ámsterdam, como en muchas otras ciudades, se ha introducido una plataforma informal en el gobierno para fomentar iniciativas nuevas. Iniciativas de ciudadanos, de PIMEs y colectivos público-privadas forman la base para muchos proyectos en energía sostenible, economía circular, multifuncionalidad de espacios públicos, etc.
Durante los últimos años la Ludificación o Gamificación (Wikipedia, 2016) ha sido introducido como una tecnológica que permite la interacción entre diferentes participantes. Se trata de usar las técnicas, elementos y dinámicas propias de los juegos con el fin de potenciar la motivación, así como de reforzar la conducta para solucionar un problema, obtener un objetivo. Se usa los motores de juegos de ordenador para crear juegos serios que permiten el trabajo en equipo y facilitan la participación ciudadana.
Geocraft aplicado a la energía sostenible
En este trabajo enseñamos como aplicamos el archiconocido juego de Minecraft (es una marca de Mojang. Mojang no está involucrada en este proyecto, ni está financiándolo) en la planificación urbana y participación ciudadana, lo que llamamos Geocraft.
En el siguiente apartado introducimos Geocraft; la metodología para crear mundos reales en Minecraft, usando datos geográficos disponibles para visualizar, analizar, diseñar y compartir escenarios geoespaciales.
En el tercer apartado presentamos un caso práctico del uso de Geocraft y sus resultados, realizado en un barrio de la ciudad de Zaandam en los Países Bajos. Se trata de un juego serio que permite a los usuarios investigar los efectos de la introducción de fuentes de energía alternativa.
Por último, en el apartado cuarto evaluamos la utilidad de Geocraft, presentamos las conclusiones del proyecto y discutimos otras posibles aplicaciones.
Crear y usar mundos virtuales en Minecraft
La tarea básica es generar mundos virtuales para su uso en Minecraft. Presentamos como usamos fuentes de datos existentes y los resultados. Luego presentamos las formas de la aplicación del juego de Minecraft en proyectos.
Geocraft: el mundo real en Minecraft
Un mundo en Minecraft es un entorno en 3D que consiste de bloques de un metro cúbico cada uno. Cada bloque es de alguno de los materiales disponibles, tales como tierra, roca, lana, arcilla, agua etc. Muchos de estos materiales están disponibles en distintos colores y formas. Así, el usuario dispone también de bloques en forma de escalera, losa, alfombra etc.
Con Geocraft tenemos la posibilidad de generar mundos pequeños, del tamaño de una o varias manzanas, hasta mundos grandes que cubren toda Holanda. Un mundo se traduce en ficheros que cubren 512 x 512 x 512 bloques y el número de ficheros en un solo mundo en Minecraft es prácticamente ilimitado.
Con Geocraft usamos un modelo de ocupación espacial enumerada en tres dimensiones, una forma de descomposición regular, usando un sistema de cuadriculas de 1 x 1 x 1 metro. Esta metodología nos permite usar casi cualquier dato geográfico digital en 2D o 3D como base para generar mundos virtuales.
En la figura 1 presentamos un ejemplo de las fases de la generación de un mundo Minecraft.
Geocraft puede ser conectado a bases de datos geográficas, y los mundos virtuales son interactivos. Se pueden incorporar datos de forma dinámica, por ejemplo, datos de análisis geográficos o datos en tiempo real como dirección y velocidad del viento. Esta capacidad permite calcular la contaminación acústica de una turbina eólica (figura 2) o la propagación de un incendio forestal desde su punto de origen.
Figura 2. Contaminación acústica alrededor de una turbina eólica generada con un modelo geográfico, y presentado en tiempo real en un mundo Minecraft usando el entorno tecnológico de Geocraft. Moviendo la turbina eólica, se recalculan también los diferentes niveles de contaminación acústica.
Con Geocraft, también podemos exportar datos geográficos desde un mundo Minecraft a un sistema de información geográfica.
El aspecto de los mundos virtuales y como aplicarlos en proyectos
Después de la creación de un mundo virtual en Geocraft disponemos de los objetos desde el mundo real, pero generados automáticamente. El aspecto base del mundo virtual depende del nivel de detalle de los datos originales, cuanto más detalle introducimos en la fase de generación, más destallado será el resultado.
Trabajamos con una comunidad de usuarios de Minecraft para cambiar el aspecto de los mundos generados automáticamente (figura 3).
Aplicando los mundos Geocraft en proyectos, cuando todos los usuarios entran en un solo mundo, van a ver y sufrir los cambios que hace cualquier otro usuario en este mismo mundo. Es por esto que en proyectos en los cuales varios equipos tienen que trabajar sobre el mismo mundo, tenemos que duplicar este mundo en diferentes servidores, y asegurarnos de que los participantes de un equipo solamente entran en su propio mundo.
Con Geocraft también podemos aumentar las funcionalidades de Minecraft, creando plugins para que los usuarios dispongan de las capacidades necesarias en cada caso. Por ejemplo, aunque con Geocraft generamos mundos reales, Minecraft por defecto no dispone de la posibilidad de identificar calles por nombre o desplazarnos a una dirección en concreto. Nos hace falta un comando que nos diga en que calle estamos y otro comando que nos permita desplazarnos a una dirección concreta.
Caso práctico: un juego sobre energía sostenible
Para poder estudiar el uso en la práctica de Geocraft en participación ciudadana, hemos trabajado con el Zaanlands Lyceum, un instituto secundario en la ciudad de Zaandam, en los Países Bajos.
Geocraft y energía sostenible
Los alumnos, de 14 y 15 años, tenían como objetivo maximizar el ahorro energético y producción de electricidad renovable, todo ello teniendo en cuenta los costes, la producción de CO2 y la producción total de energía en kWh/m3 en un barrio concreto de la ciudad. Para conseguir este reto, tenían la posibilidad de aplicar 3 medidas: (1) la ubicación de hasta 4 turbinas eólicas cuyas alturas pueden variar, (2) la ubicación de paneles de placas solares y (3) aplicar aislamiento térmico a las viviendas (figura 4).
Para cada una de las medidas desarrollamos un plugin que, en tiempo real, calcula los costes y beneficios de las mismas y lo presentan en el tablero de resultados de Minecraft. Así los alumnos eran capaces de, por ejemplo, ubicar una turbina eólica, evaluar el efecto y decidir si dejarla o deshacerla. Adicionalmente realizamos un modelo de cálculo sobre el total de las medidas aplicadas por parte de los jugadores.
El juego ha sido realizado por equipos de alumnos. En una primera fase, durante una clase, los equipos han entrado cada uno en su mundo para familiarizarse con Minecraft y con las posibilidades de construir y ubicar los diferentes elementos. Durante las 4 clases siguientes cada equipo ha podido discutir y tomar las medidas que consideraran oportunos. Los resultados de las medidas efectuadas por parte de cada equipo han sido presentados a todos los demás participantes.
Resultados del proyecto
La ejecución de este proyecto ha incrementado considerablemente la conciencia de los alumnos sobre el uso energético de diferentes tipos de edificios y medidas alternativas de uso de energía. También han aprendido mucho sobre análisis multicriterios y de que la “mejor solución” en muchas ocasiones depende desde qué punto de vista te acercas al problema. Asimismo han desarrollado habilidades de priorización; qué es más importante: ¿reducir la producción de CO2, bajar los costes para el generador de energía o maximizar el uso de energía sostenible?
Además, han aprendido mucho sobre como acercarse a una problemática compleja y como trabajar en equipo, discutiendo posibles medidas y sus efectos, y como aplicar decisiones en la práctica, y todo ello trabajando sobre un mundo virtual.
Conclusiones sobre las capacidades de Geocraft
Qué hemos aprendido
Uno de los fundamentos para poder aplicar los juegos serios en gobierno inteligente y poder fomentar nuevas iniciativas en TI es una Infraestructura de Datos Espaciales (IDE en castellano / Spatial Data Infrastructure o SDI en inglés) potente y accesible para todos. En Ámsterdam, además al IDE del propio ayuntamiento, hay otras iniciativas de IDEs, por ejemplo el Datalab Amsterdam. Estos IDEs ofrecen una multitud de datos geográficos digitales que facilitan la creación de juegos serios y mundos virtuales de Geocraft en nuestro proyecto.
Los mundos creados con Geocraft tienen el nivel de abstracción adecuado para representar mundos reales. Su uso incrementa considerablemente la visión global sobre las relaciones geo-espaciales en nuestro mundo real.
El caso práctico ha dado prueba de que, con Geocraft, podemos crear un mundo virtual inteligente en el cual modelos en tiempo real pueden ser usados para visualizar y simular desarrollos potenciales en nuestras ciudades. Los plugins realizados, para calcular los efectos de las diferentes medidas, aportan la información necesaria para que los participantes, con poco conocimiento previo, puedan enfocarse en solucionar problemáticas complejas. Los escenarios diseñados con Geocraft pueden ser traducidos en diseños arquitectónicos para su posterior implantación.
Hemos visto que Geocraft es una metodología que aumenta de forma óptima la conciencia sobre diferentes problemáticas en nuestras ciudades. Ayuda en el intercambio de posibles soluciones en situaciones en las cuales tenemos que involucrar los intereses de múltiples partes de nuestra sociedad.
Geocraft es una herramienta de gran valor para involucrar a los ciudadanos, empresas y otros grupos de interesados en la planificación urbana, así como para crear soluciones que cuenten con el soporte de los ciudadanos en un mundo virtual conectado a la realidad.
Otras aplicaciones a futuro
Tecnologías emergentes, como realidad virtual y realidad aumentada, pueden ser integradas con Geocraft. Permitiendo a los usuarios de moverse dentro un diseño realizado con Geocraft incrementará aún más la experiencia cautivante.
La conexión de Geocraft a la Internet de las Cosas es otra posibilidad tentadora que permite crear la interacción directa entre un mundo virtual y el mundo real. Usando sensores en el mundo real podemos hacer pasar cosas en un mundo virtual y viceversa.
Además a usos en proyectos de participación ciudadana en urbanismo, pensamos en un lista larga de otras posibles aplicaciones de Geocraft. Juegos de turismo, aprendizaje sobre temas de medio ambiente y protección civil son solamente algunas de ellas.
Agradecimientos
Nos gustaría agradecer los profesores y alumnos del Zaandams Lyceum su participación en nuestro proyecto. También agradecemos el entusiasmo y los esfuerzos de los miembros del equipo de I&D de Geodan en Ámsterdam y del SPINLab en la Universidad Libre de Ámsterdam, que nos han apoyado en el desarrollo de los elementos de Geocraft en este proyecto.
Referencias
- Lazaroiu, G.C. y Roscia, M., 2012. Definition methodology for the Smart cities model. Energy, 47(1), pp.326-332.
- Lee, D.J., Dias, E., Scholten, H.J., 2014. Geodesign by Integrating Design and geospatial Sciences. The GeoJournal Liberary vol.111. Cham (ZG): Springer International Publishing
- World Urban Campaign partners, 2012. Manifesto for Cities. [pdf] Kenya: UN-Habitat. (15 marzo 2016)
- Wikipedia: Ludificación (25 enero 2017)