De stad kan worden gezien als een levend organisme dat energie nodig heeft, voedingsstoffen, en water en scheidt afvalstoffen af. traditioneel, ingenieurs ontwierpen en beheerden de systemen die energie en water in de stad kochten en vast en vloeibaar afval verwijderden. Voedsel wordt op een minder gecentraliseerde manier gedistribueerd, maar nog steeds georganiseerd door grote bedrijven.

Dit model wordt nu ondermijnd. De subversie is het meest opvallend met de trend naar ad-hoc opwekking van stroom door individuele huishoudens, wat nu al hoofdpijn veroorzaakt voor de ingenieurs die verantwoordelijk zijn voor het stabiliseren van het elektriciteitsnet. In de toekomst, echter, de organische en dynamische evolutie van stedelijke infrastructuur, mogelijk gemaakt door nieuwe technologieën, moet worden geanticipeerd en gepland, met de mens centraal. Ingenieurs zullen nauwer dan ooit moeten samenwerken met architecten en stedenbouwkundigen. Eén beroep zal niet altijd de baas zijn, de andere beroepen overlaten om de lege plekken in te vullen. De nauwe en rigoureuze integratie van engineering, data science en architectuur worden verplicht.

Het Future Urban Infrastructure-programma van het Smart Cities Research Institute (SCRI) is georganiseerd rond de volgende drie elkaar kruisende stromen:Integrated Infrastructure Systems (IIS), Stedelijke informatiemodellering (UIM) en digitale fabricage en inkoop (DFP). Elk put uit de kennis en inzichten van de andere twee stromen, en van nature dwars door disciplines heen.

1. Geïntegreerde infrastructuursystemen

De IIS-stroom vertegenwoordigt de stromen van energie en materialen naar steden en stadsgebieden - en ook de stromen daarbinnen. Steden, hun districten en buitenstedelijke gemeenschappen trokken traditioneel elektriciteit aan, water en voedsel van buiten hun grenzen, en afgevoerde restwarmte, water en vaste stoffen. Nutsvoorzieningen, stroom wordt opgewekt en opgeslagen in gebouwen, water wordt opgevangen en hergebruikt, en het voedsel wordt lokaal verbouwd.

Hoe stimuleren we dit anarchistische en organische proces terwijl we reguleren om rampen op het gebied van gezondheid, veiligheid en energie? Als mensen overtuigd zijn om batterijopslag te installeren, waarom zijn ze er niet van overtuigd om gerecycled water te drinken? Hoe kunnen we de big data van de UIM-stroom gebruiken om een ​​groot aantal individuele producenten en consumenten te coördineren? Hoe kunnen we de nieuwe constructietechnieken van de DFP-stroom gebruiken om flexibel in te spelen op de behoeften van burgers?

2. Stedelijke informatiemodellering

UIM omarmt de wereld van big data met de toepassing van nieuwe algoritmen en kunstmatige intelligentie op enorme datasets. Of het nu gaat om individuele gebouwen, stedelijke gebieden, of de hele stad, realtime informatiemodellering en diverse scenariotests kunnen leiden tot snelle besluitvorming en goed geïnformeerde planning.

Gegevens over de stroomstromen, voedsel, water en materialen van de IIS-stroom - evenals op mobiliteit - moeten worden aangeboord. Vervolgens, het moet worden gedestilleerd om onverwachte relaties en implicaties op te leveren. Dit stelt zowel belanghebbenden als eindgebruikers in staat om acties te ondernemen die anders niet bij hen zouden zijn opgekomen totdat het te laat was.

Hoe kunnen we big data in handen van burgers geven, zodat ze actieve maar verantwoordelijke ontwerpers van hun eigen stad kunnen zijn? Door middel van informatiemodellering en -beheer, alle aspecten van ontwerpen, gebouw, het beheren en slopen van de gebouwde omgeving in de DFP-stream kan worden gekoppeld. Dit kan de efficiëntie radicaal verhogen en tijdverspilling verminderen, poging, en middelen in de bouwsector.

3. Digitale fabricage en inkoop

De DFP-stroom houdt zich actief bezig met de snel veranderende processen achter de inkoop en het maken van steden, terreinen en gebouwen. Automatisering verandert de manier waarop we denken over bouwen, die volledig nieuwe en innovatieve inkoopstrategieën en bouwprocessen vereisen.

Hoe kunnen we robot- en adaptieve technologieën gebruiken, lang gevestigd op de fabrieksvloer, om stedelijke omgevingen zowel te fabriceren als te demonteren om aan veranderende behoeften te voldoen? Er zijn significante cross-overs tussen elk van de stromen als paren. Samen, de IIS- en UIM-onderzoeksgemeenschappen kunnen deelnemen aan de zoektocht naar nieuwe modellering van milieusystemen. UIM en DFP kunnen samenkomen bij de integratie van bouwsystemen. De alliantie tussen DFP- en IIS-onderzoekers biedt nieuwe technologieën voor de integratie van bouwsystemen.

Inspelen op de behoeften van stadsbewoners

Transdisciplinair onderzoek was en zal altijd een uitdaging zijn. Dat is waarom, bij Swinburne, we kiezen gebieden waar we hebben gepubliceerd, internationaal erkende expertise, en we matchen onderzoekers die kunnen samenwerken om projecten te realiseren waar alleen de combinatie van disciplines zal slagen.

Ik ben blij om te bekennen dat ik een complete newbie ben in de wereld van stedenbouw. Mijn eigen onderzoeksgebied is vloeistofdynamica - de studie van vloeistofstromen. Het is een tak van wiskundige natuurkunde die wordt bestudeerd door ingenieurs en wetenschappers. Dus, als het om architectuur gaat ben ik absoluut een vis in het water.

Echter, Ik heb enige ervaring met het bij elkaar brengen van teams van onderzoekers uit totaal verschillende disciplines, en mijn SCRI-collega's die architectuur- en ontwerpexperts zijn, hebben me geweldig opgeleid. Het is mijn taak om de cultuurkloof te overbruggen tussen mijn wereld van ingenieurs - de ontwerpers van technologie - en de wereld van mensgericht ontwerpen. Samen, we kunnen nieuwe ideeën bedenken voor toekomstige infrastructuur. Onze concepten zullen nieuwe maar rigoureuze, op onderzoek gebaseerde fundamenten en zal de menselijke behoeften van de stedelijke burger dienen.