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2050 年規劃的未來智慧城市
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2023年12月8日 星期五
★ 人工智慧如何使建築變得智慧
人工智慧將如何改變我們居住的城市？
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| 不只是縮時，還有粉塵、噪音、位移偵測 |
幾十年來，技術創新一直在徹底改變企業，為他們提供了無數的長期利益和成長。現在，這些技術將改變構成城市及其發展基礎的結構。將現在的建築與幾年前的建築進行比較，將顯示出巨大的變化。現代建築不僅僅是四面牆和一個屋頂。事實上，建築牆現在甚至有耳朵和眼睛，這一切都要歸功於數位技術。根據研究，到 2020 年，全球智慧建築市場預計將達到 360 億美元。
憑藉無處不在的無線連線，如今的建築物可以生成大量可用於提高效率和永續性的資料。隨著技術的大幅進步，幾項新技術正在伸出援手，使建築栩栩如生。人工智慧是帶來新一波變化的技術之一。人工智慧和智慧建築是簡化、最佳化和創新建築功能的理想組合。藉助人工智慧和智慧建築的結合，建築管理人員可以確保提高結構可靠性，並最大限度地減少有害的生態影響。
智慧建築：歡迎未來的建築
智慧建築已經流行了相當長一段時間了。然而，這一切都是關於什麼的？好吧，沒有任何普遍接受的定義可以參考。簡單地說，智慧建築可以被稱為能夠響應即時事件的自動化結構模型。這個概念背後的想法，是為居住者提供無憂無慮的體驗，同時有效地利用能源資源。早些時候，為了安全和效率，建築物佈署了閉路電視監控攝影機、煙霧探測感測器和其他光感測器。今天，其他幾個智慧感測器，如溫度、溼度、二氧化碳等，都嵌入了建築物中。攝影機和執行器安裝在建築物的各個地方。這些來源生成的資料連線不同的建築元件，並允許它們彼此互動。有了如此全面的資料和智慧，建築經理可以完全透明地控制建築物的不同系統。考慮到居住者的舒適性、安全和保障，管理者可以微調營運，以增強租戶的生活體驗。
智慧建築不僅完全照顧居民的舒適和安全，還能促進能源和財務節約。現在，與物聯網相結合，人工智慧也有助於使智慧建築，比以往任何時候都更智慧、更聰明。
人工智慧和智慧建築：實現智慧和永續建築目標
在不太昂貴、高度可訪問、令人難以置信的先進物聯網裝置的幫助下，從建築物的每個角落收集大量有意義的資料。收集的資料，如果有效分析和處理，有可能幫助管理人員獲得寶貴的營運洞察力，從而做出明智的決策。為了將原始資料轉化為可操作的智力，人工智慧發揮了重要作用。沒有這種令人難以置信的技術，收集的資料是徒勞的或毫無意義的。藉助人工智慧，建築經理可以更大程度地確保營運效率，可靠地利用資產，並提高居住者的舒適度。讓我們瞭解人工智慧，是如何幫助建築變得更聰明的。
- 水管理
我們 90% 的時間都待在室內。想像一下我們每天為不同目的消耗的水量。粗略估計，一個普通美國家庭每天在家裡使用 300 加侖的水。想像一下，全球範的水消耗量。水資源正在變得稀缺。因此，重要的是要考慮我們的用水量，並採取適當措施來減少它。因此，建築經理應密切監測每個家庭或辦公室的用水程度。然而，手動追蹤用水量幾乎是不可能的。這是人工智慧可以發揮巨大用處的地方。
嵌入到廁所、浴室和水箱的供水通道中的感測器，將提供有關單個家庭或辦公室標準用水量的資訊。這些感測器的資料可以輸入人工智慧工具，以檢查是否有任何家庭或辦公室消耗的水量超過預期情形。如果是，該工具將通知經理，並採取適當的行動。
- 建築物維護
每個人都希望他們的建築空間乾淨、維護良好、安全。透過與專業清潔公司合作，建築經理可以確保結構的可靠清潔和安全。感測器和攝影機可以捕捉建築物每個角落的細節。當這些資料輸入人工智慧工具時，可以通知建築經理進行現場清潔過程的區域，為居住者提供更好的服務。
- 故障檢測
必須不斷監測建築物的異常和故障，以確保安全。要做到這一點，建築經理需要一支專門的專業團隊來處理建築維護。然而，這可能會成為一種考驗，這取決於建築物的複雜性。
人工智慧可以不斷處理來自各種來源的資料。人工智慧工具將分析輸入、研究模式，並揭示任何技術故障或故障的隱藏見解。例如，安裝在升降機上的感測器和攝影機，將捕獲有關升降機效能的資訊。然後，資料將由人工智慧工具處理，以檢測電梯是否執行良好或即將崩潰。然後，在電梯停止正常工作之前，可以採取主動補救措施。
- 停車協助
在當今快節奏的世界中，停車是人們的主要擔憂。在訪問任何新地方時，可能會浪費大量時間，來辨識空置的停車位。除非絕對必要，否則人們寧願不與人類互動。人工智慧在這些情況下可以發揮重要作用。
地面上的壓力感測器和周圍的攝影機，可以收集停車場的資訊。人工智慧停車工具在輸入這些資料時，將分析停車位利用率，並提供有關空停車位的完整資訊。只需在智慧手機上輕點一下，遊客就能獲得有關可用停車位的全面資訊。事實上，該應用程式將幫助訪問者導航到正確的停車位置。像這樣的援助不僅會改善遊客的體驗，還會有助於節能。這就是人工智慧和智慧建築的力量。
傳統上只是磚頭和砂漿圍欄的建築，現在能夠響應即實時需求。感測器、攝影機、執行器和其他物聯網裝置的融合，使建築變得智慧化。但是，人工智慧使智慧建築在真正意義上變得「聰明」。除了降低營運成本、增強租戶體驗和提高資產利用率外，智慧建築還促進了節能。現在，這正是永續發展的全部，不是嗎？
專欄作家 Naveen Joshi 是 Allerin 的創始人兼執行長，該公司開發專注於最佳客戶體驗的工程和技術解決方案
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★ 博物館安全的技術趨勢
博物館體驗的新興趨勢
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博物館可以展示壯觀的繪畫和雕塑收藏，如紐約市現代藝術博物館，世界著名作家的作品，如在吉布蘭博物館展出，在美國棒球卡博物館展出運動紀念品，甚至在墨西哥獨特的水下博物館：MUSA 水下雕塑。
如果有一個團體收集和珍藏的東西，很可能有一個博物館來展示它。不言而喻，博物館是破壞者、小偷和恐怖分子的主要目標，他們的收藏品往往非常珍貴。與辦公樓、學校或倉庫不同，博物館積極邀請人們參觀。
藝術盜竊是歷史上最古老的盜竊形式之一，在當今現代同樣盛行。「經濟學家談論藝術」報告稱，全球每年有超過 5 萬件藝術品被盜，許多藝術犯罪案件因博物館安全鬆懈而助長。
最近，一名綽號為「蜘蛛俠」的法國藝術竊賊，在博物館警報未能響起時，偷竊超過 1.1 億美元的收藏品後被捕；請閱讀《紐約客》報導的完整故事。 盜竊耶穌誕生案在聯邦調查局的十大未解決藝術犯罪名單中排名第二，根據《當地人》的說法，這幅丟失的畫作經常被描述為世界上「頭號通緝犯」。大英博物館表示，它與一個複雜的新資料庫一起，現在將成為被洗劫文物的國際監督機構。所有觀點都意味著，各類博物館對全面安全系統的極大需求。
那麼，博物館裡一個好的安全系統是什麼樣的呢？首先，帶有射頻辨識（RFID）資產標籤，和顯示器的即時定位系統（RTLS）非常適合放置在古董、美術收藏品、繪畫和其他貴重物品上。這些使用電磁場自動辨識和追蹤附著在物體上的標籤。不斷監控標記的資產狀況，並儲存資料。資產條件的任何更改，都會立即觸發警報，立即透過電子郵件、文字警報或其他首選方法傳送。此外，來自攝影機系統和臉部辨識軟體的影像分析，可以記錄所有事件，以進行即時分析。
幸運的是，所有這些系統都可以作為基於網路和雲的解決方案，從任何地方訪問資料，這消除了為執行電纜鑽牆的需要。通常，該設施本身可能是博物館的亮點，例如波士頓的 USS 憲法博物館或巴黎世界著名的盧浮宮博物館。
★ 科技如何幫助廢棄物管理
人工智慧幫助回收中心分類垃圾
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人工智慧、大數據、機器學習和機器人等技術，如果實施得當，可以使印度廢棄物管理部門更加高效
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| 廢物回收中的機器人（信用：https://zenrobotics.com） |
廢棄物管理是指固體廢物的產生、預防、監測、處理、處理、再利用等。有各種類型的固體廢棄物，包括市政、農業、危險、家庭等。
廢棄物是由各種人類活動產生的，通常進行回收過程，以減少其對健康、環境或美學的影響。1971 年，北美進行了第一次市政廢棄物管理工作。
根據環境、森林和氣候變化部的資料，印度每年生產 6200 萬噸固體廢棄物，但其中只有 75% 至 80% 被收集，22% 至 28% 被處理和處理。
印度的快速工業化和人口爆炸，導致人們從村莊遷移到城市。這產生了數千噸城市固體廢棄物（MSW）。 預計在不久的將來，MSW 將大幅增加。
自動化和廢棄物管理
在固體廢棄物管理等關鍵領域，電子和自動化部門獲得了全新的重要性。印度城市廢棄物累積增加的主要原因，是印度人口的成長。一個有效和智慧的廢棄物管理系統可以提供永續、舒適和健康的生活環境。
自動廢棄物分離和佈署感測器，是維護城市固體廢棄物的兩種方法。自動廢棄物分離器可以將廢棄物分為三大類，即金屬、有機和塑膠。新增超音波感測器來監控廢棄物收集過程。感測器放置在所有垃圾桶中，當這些垃圾桶中的垃圾達到設定水準時，會給微控制器（MCU）指示。 然後，這些 MCU 使用 GSM 技術透過簡訊，向垃圾收集卡車的司機傳送通知。
在印度，公共垃圾箱溢位。這給人們創造了不衛生的條件。具有自動上傳功能的智慧廢棄物管理和監控系統，可以有效地用於解決這個問題。
有幾種電子技術，可以幫助管理垃圾或固體廢棄物。電子硬體元件包括 PLC MCU、液晶顯示螢幕、紅外線（IR）和超音波感測器、GSM 調變解調器、驅動電路、繼電器、機器人和直流電機。
一些可能的廢物管理選項是廢棄物最小化、材料回收、廢棄物處理、廢棄物轉化和衛生填埋。
廢物處理應：
- 從技術上講是健全的
- 在經濟上可行
- 環保/環保
- 允許強勁的操作
- 允許維護由當地社群控制
- 有長期的可持續性
顯然，在佈署自動化廢棄物管理系統方面，印度缺乏其他國家。
廢棄物管理新創企業
今天，印度有幾家 新創公司正在進行廢棄物管理。其中一些將在下面討論：
Timarpur Okhla 廢棄物管理有限公司
這是印度第一個商業廢棄物轉化為能源的專案。它目的在將德里三分之一的垃圾，轉化為急需的電力 —— 足以為 60 萬戶家庭提供服務。
RVM 回收有限公司
這家公司是由三所印度商學院鋁業公司構思的。它目的在徹底改變印度的固體塑膠廢棄物管理。該公司創造了一種基於逆向自動售貨機技術的產品。其自動廢棄物收集和隔離機，可以處理塑膠、鋼鐵和鋁瓶或罐子，並透過折扣、禮品券、現金返還和免費 Wi-Fi 接入，來獎勵人們對 Swachh Bharat Abhiyan 的貢獻。
RVM 安裝的機器有一個基於感測器的機制，指示何時達到機器的容量。它還計算了裝滿機器所花費的時間。使用這些機器，廢棄物管理的運輸成本大大降低。
智慧城市的概念正在導致更好的廢棄物管理。有效的廢棄物管理可以減少碳足跡，改善人們的健康和生活方式，以及其他好處。智慧城市的概念始於 2015 年印度。從那時起，大量智慧產品進入市場，以減少浪費。從智慧垃圾箱到機器人道路清潔工，智慧城市正在佈署有趣的技術，來保持城市清潔。
廢棄物管理的另一個關鍵重點領域是汙水的回收。蘇拉特是印度最乾淨的城市之一。它每天處理 5700 萬升汙水，將其轉化為 4000 萬升可用水。賈坎德邦的 Jamshedpur 建立了沼氣站，將廢棄物轉化為可重複使用的沼氣。
在廢棄物管理中使用機器人
將機器人應用於公共廢棄物管理和回收，可能具有挑戰性。一旦這些機器人被開發出來，下一步就是在人們中建立意識，然後將機器人商業化。就廢棄物管理而言，機器人仍然處於意識階段。
2011 年，總部位於芬蘭的 Zenrobotics 公司，成為第一個用於廢棄物分類的機器人的商業供應商。該公司在中國、新加坡、美國和其他國家都有分銷商，但在印度仍然沒有任何分銷商或分公司。
一家總部位於西班牙的公司，開發了由人工智慧（AI）驅動的機器人進行垃圾分類。該公司提供的機器人比 Zenrobotics 提供的機器人更小。貞子機器人可以使用專有演算法，將它們連線到雲中的多層神經網路系統。
2016 年，Carton Council 與 AMP 機器人和，Alphine Waste and Recycling一起推出了 Clarke 機器人。 它每分鐘可以抓取近 60 箱，精度近乎完美。
在公眾意識和全球支援的幫助下，在跨越了幾個障礙後，垃圾機器人（垃圾機器人）正在慢慢流行起來。 這些機器人為廢棄物管理提供了有效的解決方案。預計到 2024 年，他們的市場將出現 21.5% 的 CAGR。 如此令人震驚的成長原因是：
- 機器人不斷降低垃圾機器人的成本
- 更多地使用物聯網（IoT）技術、消費電子產品和連線裝置
- 需要高效的廢棄物管理系統
- 智慧城市的概念
垃圾機器人可以輕鬆地對垃圾進行分類，並提高生產力和效率。視覺感測器、金屬探測器、重量測量感測器、光譜儀、3D 雷射掃描器和觸控感測器是垃圾機器人的重要組成部分。這些元件可以收集回收行業所需的大量有價值的資料，並採取相應行動。
將電子廢棄物與廢棄物管理聯結起來
由於缺乏適當的基礎設施、立法和框架來處置已達到終點的電子小工具和產品，印度電子廢棄物或電子廢棄物總量的不到 5% 被回收。根據印度工商會（ASSOCHAM）的資料，印度每年產生超過 44 萬噸電子廢棄物（根據 2012 年的一項調查）。這以每年約 20% 的速度成長。大約一半的未使用和報廢電子產品位於垃圾填埋場、垃圾場和倉庫。
印度生產的 90% 以上的電子廢棄物由無組織部門管理，該市場的廢料經銷商拆除處置的產品，而不是回收它們。自智慧城市和印度製造的概念開始以來，一些新創企業已經進入了電子廢棄物管理。 下面提到了一些從事電子廢棄物管理的新創企業。
- Altero 電子資產管理公司，主要關注電子廢棄物採礦。
- Shivalic 固體廢棄物管理是孟買 UPL 集團的一個分支。它提供幾項廢棄物管理服務，包括環境監測、電子廢物、CFL和廢舊鉛酸電池回收等。
- Namo eWaste Management Ltd 由來自新德里的 28 歲企業家 Akshay Jain 創辦。該公司每天處理多達 20 噸電子廢棄物。這家新創公司在全國 12 個州和聯邦領土設有收集中心，正在與領先的電子公司建立策略合作伙伴關係。
前方的道路
近年來，大量新創企業冒險進入廢棄物管理領域。 這個數字預計會進一步成長。人工智慧、大數據、機器學習和機器人等技術，如果實施得當，可以使印度廢棄物管理部門更加高效。
★ 溪流和河流監測
地球水源 - 溪流和河流
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溪流和河流是運輸地球淡水的主要動脈。世界上許多大城市都位於大溪流和河流沿線，這些水域具有許多重要功能，包括魚類和其他水生生物的棲息地、養分運輸、飲用水、工業供水、灌溉、運輸、發電和娛樂。保護這些水道的健康，對於保持自然和人類文明之間的平衡非常重要。
溪流和河流水質
溪流和河流是敏感的生態系統，容易受到汙染、過度使用和氣候變化的影響，導致乾旱和洪水的發生頻率增加。監測這些寶貴的資源對於瞭解它們是如何變化的，以及我們如何最好地保護它們非常重要。
- 溪流和河流自然運輸養分和其他固體，但農業和雨水徑流增加的負荷會導致有害的藻類繁殖。
- 工業和發電設施的排放會引入汙染物，並導致溫度快速變化，損害生態系統。
- 過度用於農業和其他目的，加上不斷變化的天氣模式，導致一些流域稀缺。
- 廣泛用於運輸的河流可能會泛濫，水深不足，或被行駛的船隻汙染。
- 發電設施會改變溪流和河流的物理特徵，並可以改變溫度、溶解氧水準和整體水質。
- 河流中運輸的汙染物可以跨越區域和國家邊界，並最終到達海洋，在那裡它們可以不受控制地傳播。
典型的溪流和河流水質系統
像 USGS 營運的溪流測量系統，對溪流和河流的流動條件和水質提供了寶貴的監督。如果安裝和維護得當，這些系統可以提供多年的有用資料。
NexSens 溪流和河流水質系統，通常使用壓力感測器，或非接觸式水位感測器，以及使用多感測器聲道監測水位的各種水質參數。YSI、Hydrolab、Eureka 和 In-situ 等儀器與 NexSens X2 資料記錄器相容，可以測量溫度、pH值、電導率、溶解氧、渾濁度、營養物質、藻類、葉綠素等。如果已知河流或溪流橫截面，水位資料可用於估計流量。
水質感測器通常安裝在，牢固安裝在河流或溪流岸邊的穿孔佈署管道中。感測器可以固定在管道內的固定位置，並輕鬆從水中取出進行維護和校準。
X2 資料記錄器安裝在附近的結構、樹或桅杆上，並透過無線電、蜂窩或衛星通訊近即時無線傳輸資料，到 WQData LIVE網路資料中心。在基本配置中，此免費服務允許使用者安全地訪問和分析資料，以及透過 API 或自動報告共享資料。WQData LIVE 基於訂閱的層也可用於高階報告、警報和資料管理，包括公共門戶選項。
X2 記錄器上的多個感測器埠，可以適應感測器放置在多個位置或系統，與其他儀器擴充的情況。傾斜桶雨量計、多參數氣象站和側面電流剖面儀是一些通常整合到流量計系統中的儀器。
★ 利用物聯網實現運動場館的長期安全
體育場外的協作實體安全
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隨著物聯網 (IoT) 的不斷發展，每年有數十億台設備聯網。隨著終端設備數量的不斷成長，該技術正變得更加智慧和多功能。這些發展催生了一種新型的智慧安全攝影機，它不僅可以提供數據豐富的影像，還可以分析這些數據，並透過使用設備上的智慧應用，觸發適當的操作。透過有效地將它們製成物聯網感測器，智慧攝影機可以靈活地配備和重新配備，用於解決運動場和其他活動場所與 COVID-19 相關需求的應用，然後重新用於解決其他營運需求。
在 COVID-19 大流行之後，一旦取消限制，許多運動場館將尋找解決方案，以幫助他們增加安全和保全程序，同時提升訪客體驗。更智慧的監控攝影機可能會在這方面發揮重要作用，提供採取正確行動和自動化流程所需的營運智慧，以幫助訪客和營運商。
以前無法獲得的大量情報，將使最終用戶能夠使用他們的攝影機超越安全性。在運動場空間中，活動管理人員可以使用智慧攝影機，更深入地了解參與者的行為，為優化活動流程和動態分配運動中心，和其他活動的資源開闢新的機會 —— 從而確保每次參觀都是安全的體驗。
用於智慧監控的 COVID-19 相關用途
當運動場館開始重新開放和評估現有基礎設施時，靈活性是關鍵。配備區域計數應用的智慧監控攝影機，能夠追踪進出主會場和任何其他區域的人員，這些區域可能也有受控的訪問或占用限制 - 例如 VIP 部分。當放置在入口或出口處時，攝影機可以部分或完全自動化佔用管理過程。當達到最大人數時，可以透過文本通知提醒場館工作人員，讓他們採取適當的行動並通知工作人員。
比人數統計更進一步，人群檢測應用可以檢測人員及其之間的距離。來自這些應用的數據，提供了整個場館的人群密度圖，這對於大型運動場或設施尤其理想。這樣的「大圖」可用於調整場地佈局，以消除與會者彼此靠得太近的阻塞點。透過在售票亭、售票櫃檯、食品和飲料櫃檯，以及其他潛在的聚集點附近放置智慧攝影機，管理人員可以確定，是否需要增加鼓勵社交距離的看板、是否需要地板標記，以保持適當的間距，或是否應採取其他措施，以確保更安全的體驗。
除了佔用管理和社交距離監控外，智慧攝影機還可以自動執行其他健康和安全政策，例如佩戴適當的臉部防護裝置。使用配備物體檢測分析功能的智慧攝影機，可以提醒工作人員注意沒有戴面罩的人進入場地，並確定違反此政策的平均人數，從而使管理人員能夠辨識問題區域，並增加看板或分配保全人員需要。
雖然這些應用可以幫助實現與 COVID-19 相關的合規性，但這些功能遠遠超出了這些短期需求。一旦疫情得到控制，這些智慧攝影機可以靈活配備，以生成有價值的商業智慧並改善遊客體驗。以下是智慧影像分析，可以幫助活動領域的一些長期方法：
維護體育場的安全和保全
運動場附近的智慧攝影機，可以幫助在採取行動之前，檢測可疑或攻擊性的訪客行為。配備強大的處理器，攝影機持續分析影像數據並檢查特定的運動模式，或透過分析訪客服裝，來檢測對方球隊之間的潛在升級。如果及時發現這些活動，可以立即採取降級措施。由於設備上的智慧，智慧攝影機可以辨識可疑人員。這些設備還可以檢測持槍的個人，並有選擇地上傳相關圖像，以幫助安全人員或執法部門評估和解決情況。
管理訪客停車流量
對於遊客來說，通常是最困難和最乏味的任務，在運動場和運動中心附近尋找停車位，可能是對耐心的真正考驗 —— 如果有時是對賽事本身的威懾的話。透過使用支持 AI 的攝影機的智慧停車概念，目的在讓活動前後的停車更輕鬆、更安全。這些攝影機可以檢測空停車位，並使用引導系統將訪客引導至停車位。它們還可以協助控制高峰時段的交通流量，以防止在出口出現堵塞和長時間等待。協助訪客流量在管理大型活動時特別有用，尤其是在取消集會限制後。此外，在出席人數上限的情況下，智慧攝影機可以幫助管理，與會者隊列的距離要求和數量限制，
減少入口和洗手間的等待時間 類似於停車管理的方式，可以分析和控制運動場內的遊客流量。智慧攝影機即時分析訪客行為，並協助預測靜止區域的大量訪客。這項技術可以將游客轉移到不太繁忙的地區，並防止擁擠和聚集，或長時間等待。透過這種方式，物聯網攝影機有助於優化建築流程，並提高訪客滿意度和安全性。這還可以減少人群爆發的次數，透過監控進出以及確保現金處理程序來提高公共安全。
雖然許多運動場設施，將實施目的在減輕 COVID-19 大流行風險的技術，但投資於可以在以後重新利用的智慧監控攝影機，使他們能夠設計一個永續的系統，並為所有類型的場景提供強大的應用產品。關鍵是今天投資這項技術，以便在下次需要時具有靈活性，並押注攝像系統，使運動場設施能夠不斷利用新興的影像分析功能，來提高活動參與者的滿意度，增強營運並提高安全性和安全。