Eforturile globale către net zero rămân insuficiente. Cu toate acestea, noi tendințe ne apropie de neutralitatea carbonului în clădiri și chiar în orașe. Potrivit unui nou studiu publicat în Applied Sciences, Integrarea AI, IoT - „gemenii” digitali pentru orașele inteligente - câștigă recunoaștere atât în mediul academic, cât și în industrie, plasând gemenii digitali printre cele mai la modă tehnologii în 2025. Experții în energie subliniază că tehnologiile AI și IoT vor permite gemenii pentru a optimiza sistemele energetice, a reduce deșeurile și a economisi până la 29%.
Potrivit Exergio, o companie care se concentrează pe soluții de eficiență energetică bazate pe inteligență artificială, acestea pot oferi o automatizare mai inteligentă, bazată pe date, pentru a oferi rezultate substanțiale cu tehnologia existentă. De exemplu, la un complex comercial din Vilnius, instrumentele bazate pe inteligență artificială au economisit aproape 1 milion de euro în costuri cu energia. Aceste instrumente pot îmbunătăți clădirile individuale și pot pune bazele viitoarelor orașe cu zero net.
Studiul a arătat cum integrarea instrumentelor de inteligență artificială cu gemenii digitale și Internetul lucrurilor (IoT) are ca rezultat optimizarea și durabilitatea energiei. În mod similar, un futurist de renume mondial Bernard Marr a clasat recent d gemenii digitali (modele virtuale de clădiri fizice sau viitoare) drept una dintre tendințele de top care vor remodela viața urbană în 2025.
Experții în energie de la Exergio , o companie care dezvoltă instrumente bazate pe inteligență artificială pentru clădirile comerciale, afirmă că un mediu de construcție durabil este prea dificil de realizat fără inteligență artificială.
„Atât mediul academic, cât și industria lucrează împreună pentru a integra AI în fiecare instrument digital, iar gemenii digitali sunt un bun exemplu al acestei colaborări. Acum trecem la Industria 5.0 — o fază în care tehnologia trebuie să echilibreze automatizarea cu soluții sustenabile centrate pe om. Cu toate acestea, automatizarea singură nu mai este suficientă în gestionarea energiei clădirilor, capacitatea AI de a procesa cantități mari de date în timp real permite luarea unor decizii mai inteligente, bazate pe date, care îmbunătățesc eficiența și reduc risipa. Donatas Karčiauskas, CEO-ul Exergio.
Cercetarea efectuată de oameni de știință din Arabia Saudită, Norvegia, Australia și Egipt analizează modul în care AI, IoT și gemenii digitali pot îmbunătăți mediile clădirilor abordând două domenii: optimizarea energiei și monitorizarea în timp real și analiza predictivă.
AI, IoT și gemenii digitali creează un ecosistem care gestionează energia mai eficient. Senzorii IoT pot monitoriza date în timp real, cum ar fi consumul de energie, ocuparea și condițiile de mediu. Pe de altă parte, gemenii digitali acționează ca replici virtuale ale clădirilor și determină sistemele energetice să ruleze simulări constante și să se optimizeze.
Inteligența artificială este folosită mai ales pentru a analiza tendințele și a prezice comportamente. În sectorul construcțiilor, automatizează, de asemenea, iluminatul, încălzirea și răcirea pentru a maximiza eficiența.
Cu ajutorul inteligenței artificiale, gemenii digitali au posibilitatea să aibă control în timp real și să opereze folosind capabilități predictive.
Potrivit experților în energie, în acest fel, senzorii colectează continuu date privind ocuparea, utilizarea energiei și factorii de mediu. Modelele avansate de inteligență artificială, cum ar fi regresia aleatorie a pădurilor , prognozează nevoile de energie și echilibrează producția de energie din microrețea cu considerente ecologice și economice.
„Din munca noastră cu complexe de birouri și proprietăți comerciale, am văzut că monitorizarea în timp real, asociată cu analizele predictive, a condus la economii de energie de până la 29%”, a menționat Karčiauskas. „Diavolul este în detalii, iar inteligența artificială poate identifica ineficiențe invizibile pentru ochiul uman, cum ar fi erori minore ale senzorului care provoacă risipă masivă de energie. Cu gemenii digitali, în curând vom modela și simula strategii și mai precise pentru optimizarea resurselor. Înseamnă că inteligența artificială poate fi puternică în mai multe moduri – doar cu senzori și IoT sau în combinație cu gemeni digitali.”
Sistemul AI integrat al Exergio a ajutat centrul comercial din Vilnius, Lituania, să reducă economiile de energie cu 29% și să economisească aproximativ 1 milion de euro. Într-un alt caz de utilizare, platforma a redus risipa de energie cu 20% într-o clădire mare de birouri din Polonia. Pe parcursul a nouă luni, sistemul a economisit 80.000 de euro.
Studiul concluzionează că viitorul gemenilor digitali, AI și integrările IoT depășește clădirile individuale, transformând potențial orașe întregi.
„Pentru a putea în sfârșit să construim orașe cu zero net, vom avea nevoie de protocoale de date standardizate, măsuri solide de confidențialitate și colaborare între mediul academic, industrie și factorii de decizie politică. Orașele inteligente și durabile nu vor fi posibile fără tehnologiile menționate”, a conchis Karčiauskas.
DESPRE EXERGIO
Exergio, este o companie născută din experiență vastă în întreținerea clădirilor. Recunoscând insuficiența abordărilor convenționale, firma introduce un sistem bazat pe inteligență artificială care analizează datele clădirilor în timp real, permițând luarea deciziilor în cunoștință de cauză și generând economii de energie de până la 20%. Această soluție inovatoare depășește sistemele statice, asigurând răspunsuri adaptative ale clădirii la factorii de mediu, optimizând astfel consumul de energie fără a compromite confortul sau eficiența operațională. De asemenea, compania are proiecte în derulare în Polonia, Regatul Unit, Irlanda, Republica Cehă, Ungaria, Oman, Suedia și Lituania și intenționează să se extindă în Germania și Franța.
Pentru pasionați, redaum o sinteza a Articolului „AI-Powered Digital Twins and Internet of Things for Smart Cities and Sustainable Building Environment”, publicat în jurnalul Applied Sciences , care oferă o analiză aprofundată a modului în care gemenii digitali (Digital Twins – DTs) , alimentați de inteligență artificială (AI) și susținuți de Internetul Lucrurilor (IoT), contribuie la dezvoltarea orașului inteligent și a unui mediu construit sustenabil.
Obiectivul studiului
Lucrarea urmărește să sintetiza cercetările existente asupra DT- urilor si să evidențieze tendințele emergente , aplicații si provocările din domeniul constructii si managementului constructori inteligent . Autorii analizează 125 de lucrări științifice pentru a identifica principalele teme și direcții de cercetare.
Principalele teme abordate
1. Gemenii Digitali în Construcții și Managementul Facilităților
· DT-urile sunt folosite pentru monitorizarea si optimizarea performanței infrastructurii în timp real.
· Se evidențiază integrarea lor cu Building Information Modeling (BIM) și tehnologii AI pentru a beneficia eficiență constructii și a managementului facilităților .
· Studiul subliniază rolul DT- urilor în proiectarea si operarea clădirilor cu consum aproape zero de energie ( Net Zero Energy Buildings – NZEB).
2. Aplicații ale Inteligenței Artificiale și Automatizării
· AI permite analiza datelor colectate prin senzori IoT, facilitând luarea deciziilor în timp real.
· Algoritmi de învățare automată sunt folosiți pentru optimizarea resurselor și detectarea anomaliilor în funcționarea clădirilor inteligente.
· Modele predictive bazate pe AI ajuta la prevenirea defecțiunilor echipamentelor și a reducerii consumului de energie.
3. IoT și Colectarea Datelor pentru Orașe Inteligente
· IoT joacă un rol crucial în conectivitatea și interoperabilitatea infrastructurii urbane.
· Datele colectate de senzori sunt folosite pentru analiza fluxului de persoane, optimizarea traficului si gestionarea energiei.
· DT-urile permis simularea scenarii pentru a ajunge planificarea urbană si managementul situații de urgență .
4. Sustenabilitate si Dezvoltare Urbană
· Utilizarea DT-urilor și IoT contribuie la reducerea amprentei de carbon a clădirilor și la eficiența utilizării resurselor.
· Modelele digitale ajută la proiectarea orașului, capabile să răspundă bine la schimbările climatice și mai multe cerințe de dezvoltare sustenabilă.
· Se subliniază nevoia de politică standarde care să sprijine aceste tehnologii la scară largă și implementează.
Provocări Identificați
· Complexitatea Integrării: Combinarea DT-urilor, AI și IoT necesită tehnologii interoperabile și infrastructură adecvată.
· Securitatea Datelor : Creșterea conectivității aduce riscuri privind confidențialitatea si securitatea informatiilor colectate .
· Costurile Ridicate: Implementarea DT-urilor la scară largă a procesului de investiții semnificative în infrastructură și tehnologii de date.
· Necesitatea Reglementărilor : Lipsa unor standarde clare poate îngreuna adoptarea acestor soluții în mediu urban.
Concluzii si Direcții Viitoare
· Gemenii digitale rezerve o soluție promițătoare pentru eficientizarea și sustenabilitatea mediului construit.
· Integrarea AI și IoT va permite orașelor inteligente să devină mai eficient energetic, mai sigur și mai rezilient.
· Cercetările viitoare ar trebui să se concentreze pentru a asigura securitatea datelor, optimizarea costurilor și dezvoltarea unor politici de implementare standardizate.
În concluzie, articolul subliniază impactul transformator al DT-urilor asupra infrastructurii urbane, evidențiind necesitatea unor abordări integrate pentru a asigura dezvoltarea sustenabilă a orașului inteligent.
