智慧城市四部曲—站在巨人的肩膀上還是在自家車庫創新?

(作者:黃智彥 老師/逢甲大學 公共事務與社會創新研究所)

「農業時代的城市,政治、經濟是核心;工業時代的城市,就業、技術是核心;
「資訊時代的城市,科技、創新是核心;智慧時代的城市,標準、管理是核心。」

        無論城市的發展是局部還是整體,以人為本還是不變的宗理。市民的需求如夏天午後的雷聲隨時出現,不同地方的城市和市民,則因制度與環境建設不同而出現不同的需要。環顧城市建設軌跡,歐美國家基於經濟已成熟、生活已便利,故追求能源與醫療等智慧建設;新興國家則更重視基礎建設與公共管理。從1992年新加坡提出智慧島計畫開始,世界各城市對智慧城市的探索與建設就未曾停歇。只是過去僅能透過姊妹市締交、學術研究與觀光旅遊達成交流學習的城市建設,在智慧城市時代就無法單純學習模仿應用了。

        大多數的城市治仰賴藍圖,空間先後的決定靠地方政治、時間長短的決定則依賴預算經費,然而智慧城市的建設卻明顯與先前時代迥異。由於全球經歷資訊時代,許多科技技術已形成了共同規格與標準,且上述標準多由取代各國政府的民間產業或組織所討論制定,循此經驗,智慧科技的布建進程也是如此。因此,智慧城市無法僅依賴國家或政府的力量,科技趨勢、產業創新、民眾需求可能才是決定新興智慧城市建設的動力。目前國際上採用的規格與標準,已經在許多組織推動中產出發展框架與評價指標、共同規格與建設標準。目前各國紛紛建立自己的智慧城市發展框架,國際上最具成熟規模的架構應屬英國標準協會(BSI)所推動的PAS 181 Smart City Framework1,這個由公、私、第三部門的實務綜整後的指南引導了英國所有城市推動智慧城市的標準,該框架可供不同部門推動智慧城市的設計指南,其中包含「指導方針」、「14個關鍵的城市治理與實施流程」、「效益實現策略」及「關鍵成功要素」。其非一體適用的想要將所有城市發展成為單一型態,相反地,它用策略、規格、標準來更專注在創新運用科技和資料,將智慧城市不同構面的建設流程化與組織化,藉以有利於後續整合與永續經營,這為市政當局和產業帶來相當好的指引。

國際標準組織(ISO)2也制定了一系列相關智慧城市與技術創新相關的標準。 另外一個整合效率較快的國家為中國,由於中國在科技化的進程快速追趕歐美腳步,部分市場應用甚至超前國際社會,例如行動支付、智慧安全等領域。2013年中國電子技術標準化研究院(ESI)3發布了「中國智慧城市標準化白皮書」,提出了智慧城市ICT參考框架與評價指標,從數據、訊息、知識、智慧(DIKI)四大面向建構了服務、管理營運、應用平台、資源、技術(SMART)策略發展目標模型,從而發展了基礎、支撐技術、建設管理、信息安全、應用等標準體系框架,羅列了數十萬項標準,作為各地建構智慧城市的共同基準,也加速了智慧城市的誕生與成長。

台灣目前推展智慧城市還停留在以六個直轄市各自為政的推展,政策鼓勵不缺、產業應用有餘,惟缺乏一套全國整合後的框架與(國際銜接)標準,使得表面看起來似乎百家爭鳴,但日後與國際標準接軌卻潛藏疑慮。期待產官學未來多方討論,嘗試在一共同平台的架構下,建立台灣長期發展智慧城市的框架與標準,讓地方與民間有規可循,才不會浪費時間與人物財力投入。

看著國際上眾多城市的突飛猛進,我們是該急起直追了!

【參考資料來源】

1https://www.bsigroup.com/en-GB/smart-cities/Smart-Cities-Standards-and-Publication/PAS-181-smart-cities-framework/

2https://www.iso.org/publication/PUB100423.html

3http://www.cesi.cn/page/

智慧城市三部曲—市府智慧還是產業智慧?

(作者:黃智彥 老師/逢甲大學 公共事務與社會創新研究所)

「我懂,我來說!」

「我會,我來做!」

        智慧城市真實的內涵究竟是甚麼呢?大家都做一樣的事嗎?

由洛桑管理學院和新加坡大學共同花費兩年時間完成,每年10月公布的「IMD全球智慧城市指數」(IMD Smart City Index),主要是觀察全球城市規劃設計者與城管部門在「以市民為中心」的思維與落實,並能兼重經濟與科技發展的同時也能顧及人文需要;強調政策與民眾生活需求須保持一致,是世界上至今獨一無二的排名。「2019全球智慧城市指數」排名前十的城市,依序為:新加坡,蘇黎世,奧斯陸,日內瓦,哥本哈根,奧克蘭(美國),台北市,赫爾辛基,畢爾包(西班牙)和杜塞道夫(德國)。調查單位對全球102座城市評比最優到最差,評值為AAA到D;台灣唯一入選的台北市,總體評比為A,其中現代科技服務為A;都市結構硬體設備為BBB。整體環境條件中,最令市民滿意的是醫療健保,交通和空氣污染仍是民眾心中的痛。

國內也自行開發了一套衡量標準,「天下雜誌」,為了解各縣市推動智慧城市之現況,也將環境、移動、政府、人民、生活及經濟等六大面向,共34項細項指標,擬定智慧城市指數,針對國內城市進行評比。其中台北市、新北市、高雄市、和桃園市獨領風騷。國內各大城市陸續都已跟上台北市的腳步,陸陸續續加強智慧健康醫療、智慧建築、智慧教育、智慧能源、智慧交通、智慧社區、智慧安全與防災,透過智慧科技達到城市的永續發展目標。

當聯合國(UN)將全球人口2050年預估值從70億上修至100億人時,運作是否有效率便成為全球城市競爭下能否存活的殘酷指標之一。當科技和創新隨同效率已經成為生活新常態,城鄉環境的各項元素也將「自然而然」地納入科技與創新。不單僅是成本節省與環境減廢,舉凡市民參與、官民溝通、建設美學、學習移動、安全健康、與生活品質,無一不智慧。然而資本的限制往往使得城市或企業必須早於市民投資在智慧城市上,這樣推展進程才會加快,市民與城市運作也才有規格與情境可以遵循。

        2020年初,日本汽車業龍頭豐田汽車(Toyota)連結日本電信龍頭NTT,將搶進「智慧城市」的研發,計畫在日本靜岡縣裾野市興建連結所有物品、服務的實驗城市。該座智慧城市命名為「Woven City」,豐田將利用預計 2020 年底關閉的東富士工廠用地、在約 70.8 萬平方公尺的範圍內興建城市,並計劃於 2021 年初期動工興建。美國IBM企業已經為全世界超過100座城市設計了智慧城市的藍圖。未來將有更多的政府與企業投入智慧城市的建設與推展。

未來為了避免一座智慧城市僅剩下智能技術,也不受大型出資企業的主導,應在各城市的獨立發展上成立一個智慧城市運作平台,鏈結共同可能的資源,並且充分納入市民互動與參與,將城市打造成一座具有「人味」的智慧城市!

【館藏資源-多媒體資料】

智慧城市2.0. 1. , 南韓松島國際商務. 日本東松島市智慧防災生態城 [錄影資料]
智慧城市2.0. 2. , 印尼萬隆創意城市. 新加坡智慧之國城 [錄影資料]

智慧城市二部曲—智慧科技還是智慧獻祭?

(作者:黃智彥 老師/逢甲大學 公共事務與社會創新研究所)

想像一下以下的場景

「基地台有強烈電磁波,不要設在我家旁邊啦!」
「基地台斷訊了!基地台斷訊了!我追劇追到一半,怎麼辦啦!」

「我正在用微信談一筆訂單哪!怎麼就斷訊了!?」

… … … … … … … (七天後)

「好啦!好啦!都給你設,只要快點接通網路!!」

「我終於可以好好繼續看劇了!」

「呼!還好沒掉單,生意還在!」

「啊!我女朋友這一週找不到我,跟學長跑了啦!嗚!嗚!誰要賠我啊……」

2020年5月在彰化縣和美鎮上演了一場民眾從抗議到妥協基地台設置的荒謬劇,將當地居民從現代打回原始,七天後又重新回到現代。這驚奇戲碼活生生告訴我們,在長期被科技馴服的我們,一旦失去科技顯得有多麼脆弱。當我們充分享受科技的便利與效率時,可能也得提醒自己某些犧牲是必要的交換,例如隱私、個資、視力、判斷力…等。

    智慧城市應用的科技當中,就屬人工智慧(AI)與互聯網(IoT)。如果AI是協助城市管理者的決策支援者,那IoT便是將各個節點串連起來不可或缺的工具。隨著AI技術的成熟,AI元素的加入應用可讓市政服務更有智慧,藉由AI與IoT的整合應用,與未來5G技術及應用的推展,將可推動許多城市升級至智慧城市。

韓國以400億美元從2002年起在首爾近郊打造一座世界知名的松島(Songdo)智慧城市,原訂2015年開始運營,歷經二度推遲,目前暫訂2022年開始全面運營;設定容納30萬人,目前約僅7萬人(1/4)居住該地。細究其中原因,發現智慧城市不僅需要智能化的基礎設施,同時也需要智慧市民和智慧社會。換句話說,智慧城市需要納入市民的情感與體驗,城市也需要具備人文精神與友善環境。許多專家曾明確表示,智慧城市不是充斥大量新技術的發明,它是一套整體的數位框架和生態系統,同時也需要融入市民生活與人文精神,歷史軌跡與傳統文化更是不可忽略。松島雖然很早開發,但其智慧城市的建設,僅包含了結構與技術的結合,卻未將市民生活與交換的交互過程考量進去。因此,智慧城市無論是智慧基礎建設或AI和IoT技術應用,日後的智慧運營與治理將無法偏廢人文精神與自由彈性。     科技為多數人帶來便利生活的同時,也讓市民愈來愈離不開它。建立一個具有互動介面網絡及沉浸式數位環境的智慧城市,且在適當的共同規範中建立起數位生態系統,讓市民生活與城市穿梭更有效率。

【館藏資源-多媒體資料】

智慧城市2.0. 1. , 南韓松島國際商務. 日本東松島市智慧防災生態城 [錄影資料]
智慧城市2.0. 2. , 印尼萬隆創意城市. 新加坡智慧之國城 [錄影資料]

智慧城市一部曲-智慧空間還是智慧市民?

(作者:黃智彥 老師/逢甲大學 公共事務與社會創新研究所)

想像一下以下的場景
「念高三的哥哥俊明,在校園利用VR完成月球探索功課後,放學在校門口等公車,同學魚貫地在站牌刷上市民卡或手錶,兩分鐘後從不同方向一次來了兩台公車,車側告示牌顯示小明應該上第二輛168號公車,因為最佳路徑的計算可以讓小明提早15分鐘到家。八年級的妹妹雅婷,下課後和怡君沿著人行道散步回家。提早感應到光照不足的街燈照亮了回家的路,書包裡的手機和平板同時也開始尋覓著一根根電桿充電,此時手機顯示路旁的阿勃勒即將在下個月開滿黃金雨,提醒雅婷週末去店裡面取回保養的復古相機。然後她看著清潔隊員依手機顯示的資訊敏捷的收拾塞滿的垃圾桶,抬頭看見路旁的公車對著空無一人的站牌呼嘯而過。一旁顯示的告示牌預告再過五分鐘將會下雨,雅婷和怡君放心的跨過因感測到她們要過馬路而投射的虛擬斑馬線及紅燈號誌,哼著歌跑回家去了。」

    上述場景距離完全實現,甚至更好,已經不遠了!

根據維基百科的定義:「智慧城市(Smart City)是指利用各種資訊科技或創新意念,整合都市的組成系統和服務,以提昇資源運用的效率,最佳化都市管理和服務,以及改善市民生活品質。」國際大國紛紛加入智慧城市的大發展,包括歐美先進國家,如英國「智慧倫敦(Smart London)計畫」、美國「智慧城市發展計畫」(Smart City Projects);亞洲亦不落人後,如日本的「i-Japan」、新加坡的「Smart Nation 2025」,到南韓的「IoT實證區域建構計畫(Global Smart City)」,印度總理宣稱2015-2020年的5年間要打造100座智慧城市沙烏地阿拉伯將在2025年於紅海岸邊的新經濟特區投資5000億美元,建成一座王儲命名的「Neom」新城,預計將成為世界上最安全,最有效益和最現代化的城市。上述案例都預示國際的城市與城市間的競爭,已非軟硬體的戰爭,而是更創新和多元應用的智慧城市競爭。

    台灣已經實現了許多智慧城市的場景,亦足堪是世界其他城市典範,例如ETC(國道電子計程收費)系統、YouBike共享單車、高鐵捷運系統串聯、智慧停車場顯示與管理系統、悠遊卡小額支付系統等。更多智慧城市場景與細節,都已在世界的許多城市完成布局且已開啟智慧生活,未來隨著更佳技術的開發與服務的創新,將有更多國際智慧城市開展新效率的服務與系統化的運作,且讓我們拭目以待的同時,也期許自己未來也能夠成為一位模範智慧市民。

【館藏資源-多媒體資料】

智慧城市2.0. 1. , 南韓松島國際商務. 日本東松島市智慧防災生態城 [錄影資料]
智慧城市2.0. 2. , 印尼萬隆創意城市. 新加坡智慧之國城 [錄影資料]

Felsuma

(作者:王維漢老師 / 逢甲大學 纖維與複合材料學系)

  1. Felsuma

與前二公司不同,Felsuma的技術源自於麻州大學-Amherst分校的二位教授,分別是生物系的D.J. Irschick暨高分子工程系的A.J.Crosby。Felsuma公司名稱原意是日行守宮屬(Phelsum)。產品組合分成三部份,Griphook、Griphanger、Griploop。產品名稱是GECKSKIN®,如下圖九。

圖九、Felsuma公司的產品是GECKSKIN®

在Irschick-Crosby系統中f,為了模仿壁虎的剛毛-匙片(Setae-Spatulae- Lamella),在人工系統中加入筋和骨的角色Tandon(tether)&Skelten(bone),如圖十。圖十一是Irschick-Crosby系統的製造程序,涉及含浸彈性體於布表面。其中,彈性體的剛性是0.05~50MPa而彈性體的層厚是0.0001~0.1cm。這種作法在力學中,算是軟/硬複合材料的結合。材料力學中通常堅硬材擁有高荷重與接觸面積小的特性,而柔軟材則是擁有大形變與接觸面積大的特性。Gecko Tape要求是受力方向要高剛性暨垂直介面方向要低彎曲模數。

圖十、壁虎與仿生人工系統
圖十一、Irschick-Crosby系統的製造程序

界面黏著能力(Fc)影響參數有二,幾何形狀(Gc)與材料特性(Material property)。其中,C(Compliance)是指材料在受力下的彈性變形能力。Fc、Gc、C、三者之間的關係如下圖十二。A/C最適化狀況是,(1)材料夠軟,接觸面積最大、(2)材料夠硬,忍受高荷重。在Irschick-Crosby系統中,筋和骨的角色分別由Silicone或PU暨Kevlar或Nylon所扮演。

圖十二、界面黏著能力的相關影響參數
表二、傳統感壓膠與壁虎膠的性能比較

上表二,比較傳統感壓膠與壁虎膠。在傳統感壓膠中,主要調整高分子的黏彈性,對粗糙面適形並散失能量。其中,強感壓膠是指初黏能,介面分離的散失能量。但高初黏力不適用於多次荷重情況,這是由於非彈性所造成。相對的,壁虎膠帶是物理力形成,附著力大小取決於單位面積的剛毛密度。分離力低,取決於特定角度。

自然科學是研究人類與其他動物的相似處,而人類學則是研究二者的不同。仿生學搭起人類與自然之間的橋樑,壁虎膠帶在實務上扮演一實用而重要角色。如同在壁虎膠帶的商業化章節中所述,壁虎膠帶較傳統感壓膠帶應用範圍大,除了黏著膠之外,並跨入抓持材與固定材的領域。壁虎膠帶是乾式膠,軟/硬複合材料的結合。同時,壁虎膠帶具有自潔性樑,可以重複黏著使用。由於物理特性與傳統感壓膠大不同,我們期待壁虎膠帶在未來發光發熱。

【網路資源】

Felsume企業網站,https://www.buygeckskin.com/