Издание Rusbase изучило мнения футурологов, урбанистов и разработчиков, чтобы узнать, как технологии изменят облик будущих человеческих поселений. Было рассмотрено три главных аспекта жизни города — ресурсы, жилье и транспорт.

Городской транспорт и автомобили

Сегодня 7 млрд. жителей Земли использует чуть больше 1 млрд. автомобилей. Во Всемирном банке подсчитали, что к 2050 году количество транспортных средств увеличится вдвое. Учитывая, что к 2030 году две трети населения будет жить в городах, дальнейший рост числа автомобилей неизменно приведет к обострению транспортной проблемы. Вопрос нарастающего количества транспорта и сейчас является одним из главных для современных городов. Пробки, невозможность дальнейшего расширения дорог, ухудшение экологии — все эти явления требуют радикального и эффективного решения. В то же время транспорт является той сферой, в которую активно внедряются передовые технологии, поэтому к 2030 году могут воплотиться некоторые смелые идеи футурологов.

Две главные цели автомобилестроения — летающие машины и полностью беспилотные автомобили — могут стать массовым явлением в ближайшие 10 лет. Очевидно, что это потребует также полной перестройки городской дорожной инфраструктуры и создания более совершенной навигационной системы. Аналитик венчурной компании Andreessen Horowitz, влиятельный техноблогер Бенедикт Эванс считает, что автономный транспорт и автономные системы в целом являются одной из четырех самых перспективных технологических отраслей будущего. Причем интересны даже не сами беспилотные машины, так как к ним человечество уже привыкает, а то, какие возможности они открывают. «Представьте, что настал день, когда все машины, автобусы и другие виды транспорта в городах стали беспилотными. Роль транспорта в нашей жизни будет полностью пересмотрена. Более того, будет полностью пересмотрена среда, в которой этот транспорт функционирует», — говорит Бенедикт.

При полностью беспилотном транспорте на дорогах станет на порядок больше машин, но пробок станет меньше, рассуждает Эванс. Автомобильные аварии уйдут в прошлое, так как транспортные средства будут взаимодействовать между собой, определяя расстояние до других машин, скорость движения и возможные маневры. Помогать им в этом будут умные дороги, оснащенные системами динамической навигации и регулирования движения. Все это приведет к принципиально новой планировке улиц и дорог, например, отпадет необходимость парковок в центре города. Прообраз таких систем уже разработан. Например, компания Bosch предлагает решени для Умных городов, среди которых есть и Smart-парковки. Автомобили смогут находить место в гараже и парковаться полностью без участия водителя. Человек просто оставляет машину на въезде в парковочное пространство и отправляет соответствующую команду со смартфона. Машина самостоятельно находит свободное место и паркуется. Такое решение требует интеграции в единую платформу навигационных систем автомобилей и датчики на стоянках.

Компании Илона Маска, а также Google, Uber и другие гиганты последовательно разрабатывают новые транспортные системы, которые также дают представление о том, какими будут автомобили и дороги в городах 2030 года. Uber во всю тестирует аэротакси и намерена реализовать проект к 2023 году в двух пилотных городах — Далласе и Дубае. А компания Volocopter уже осуществила первый публичный полет полноразмерного прототипа летающего такси 2X в Сингапуре. Тестирование без пассажиров прошло с площадки VoloPort — универсального дока, разработанного компанией в партнерстве со стартапом Skyports. Volocopter 2X — мультикоптер, рассчитанный на перевозку двух человек весом не более 160 кг. Дальность полета составит 35 км при максимальной скорости в 110 км/час. При этом мультикоптер может производить взлет, полет и посадку в полностью автоматическом режиме. Полет длился 3 минуты. за это время аппарат пролетел по кругу над заливом Марина-Бэй и совершил успешную посадку. Ранее компания завершила первый этап испытаний своего аэротакси Volocopter 2X в городских условиях, который прошел в немецком Штутгарте. В ходе тестирования аппарат с 18 роторами без пассажиров успешно взлетел и приземлился над спортивной площадкой в центре города.

Илон Маск еще в 2016 году анонсировал проект по созданию автономного общественного транспорта. Тогда основатель Tesla Motors осторожно высказался за идею «не совсем автобуса», который якобы поможет решить проблему загруженности городских трасс. Подробности проекта он раскрывать не стал. Однако компания Маска активно разрабатывает и испытывает беспилотные системы, в том числе для грузового и пассажирского транспорта, так что в ближайшее десятилетие можно ожидать презентации «городского автобуса Tesla» или чего-нибудь в этом духе. Еще одна идея от Маска, которая пока остается лишь объектом мечтаний инженеров и футурологов — проект Hyperloop, представляющий собой высокоскоростной поезд внутри вакуумной трубы. Крайне амбициозный, дорогой и труднореализуемый, этот проект тем не менее продолжает будоражить технологические умы и даже привлекать инвестиции. Поэтому не исключено, что к 2030 году мир увидит и этот «пятый вид транспорта», как его называет сам Илон Маск.

Другие инновации в сфере транспорта могут быть не столь эффектными, как летающие автомобили и поезда в трубах, но в ближайшие десятилетия они окажут не меньшее трансформирующее воздействие на городскую среду. Например, появятся беспилотные микроавтобусы on-demand, то есть приезжающие по требованию пассажиров. Этот транспорт будет передвигаться по динамическому маршруту, выстраивая его по мере поступления заявок. Проект намерены реализовать в Лос-Анджелесе. Там же к 2025 году городские власти планируют довести долю электротранспорта до 10%. Для этого развивают программу BlueLA, в рамках которой Лос-Анджелес закупит до 50 электрокаров, необходимые для городского каршерингового сервиса. Кроме того, весь городской транспорт в городе будет подключен к системе трекинга Mobileye, а светофоры будут управляться через интернет.

Футуролог Артур Скижали-Вейс согласен с тем, что городские жители будут постепенно отказываться от личных автомобилей в пользу каршеринга и общественного транспорта. Но для этого услуги краткосрочной аренды автомобилей должны стать гораздо более доступными, а общественный транспорт должен стать более удобным и динамичным. Уже сейчас есть сервисы, которые объединяют услуги каршеринга и аренды других видов транспорта.

Дома и городская среда

Чтобы уже сейчас увидеть, как будут выглядеть города в 2030 году, нужно отправиться в китайскую провинцию Нинся и посетить город Иньчуань. Этот небольшой по меркам КНР город является воплощением технологий Smart City, прообраза будущих метрополисов. Жители Иньчуаня расплачиваются за покупки в супермаркете или за проезд в общественном транспорте, просто повернувшись лицом к сканирующему устройству — биометрические данные всех горожан привязаны к их банковским счетам. В муниципальных зданиях посетителей приветствуют голографические фигуры, которые могут подсказать, куда обратиться. Даже мусорные баки на улицах сами сообщают в коммунальную службу о наполнении.

Конечно, Иньчуань является лишь «витриной», на которой китайские власти демонстрируют достижения технологий всей страны. Но это еще и полигон, который в реальных условиях обкатывает городские системы будущего, испытывая их на востребованность и понятность. Власти Китая намерены внедрять стандарты Smart City в 200 небольших городах страны с перспективой их масштабирования на крупные агломерации вроде Шанхая и Гуанчжоу. К 2050 году в города переедут примерно 250 млн. сельских жителей КНР. Такой скачок урбанизации должен быть увязан с существенной модернизацией самой городской среды.

Технологии будущих городов важно обкатывать в реальных условиях. Иначе они могут быть отторгнуты, как живой организм отторгает чужие ткани. В этом на практике убедились в ряде стран, где пытались построить «города будущего» на пустом месте. Это Сонгдо в Южной Корее, Масдар в ОАЭ, Конза в Кении, Палава в Индии.

Все они должны были стать средоточием высоких технологий, оазисами инноваций. Но они не стали городами, в которых люди захотели бы жить — все они сегодня стоят полупустые. Урбанист Бойд Коэн, который изучает явление Умного города с 2011 года, считает, что города эпохи Smart City должны пройти три стадии развития: стадию корпораций, стадию чиновников и стадию горожан. На первом этапе города охотно внедряют все предлагаемые им корпорациями технологии и решения. Такие гиганты, как Cisco, IBM, Intel, а также более мелкие поставщики неплохо на этом заработали. На втором этапе инициативу в свои руки берут уже городские власти. Они разрабатывают обширные программы по развитию Smart City, расставляют приоритеты, дают зеленый свет тем или иным проектам. Чиновники решают, какие инновации нужны городу — умные дороги или интеллектуальная система уличной безопасности, умные мусорные контейнеры или автоматический учет пациентов в больницах. На третьем этапе, когда основные системы в городе внедрены и работают, в свои права вступают горожане. Теперь уже от жителей зависит, как дальше будут развиваться городские технологии. Люди прямым голосованием решают, какое заведение лучше открыть в районе и где нужно строить новую станцию метро. К этому времени уже довольно развитые умные дома и беспилотные автомобили позволяют собрать большой объем обезличенных данных для изучения предпочтений любой социальной группы, живущей в городе.

Можно предположить, что к 2030 году наиболее развитые города, так называемые мировые центры: Нью-Йорк, Лондон, Пекин и т.д. — перейдут к третьему этапу развития. Это означает довольно централизованную и отлаженную систему регулирования городской инфраструктуры (ЖКХ, дорожной сети, городского транспорта, систем безопасности и так далее) в сочетании с доступными и повсеместно распространенными технологиями умных домов и зданий с нулевым энергопотреблением. Улицы будут оснащены многофункциональными столбами с датчиками, которые собирают необходимую информацию о городской жизни и среде — траффике, количестве пешеходов, погоде, загрязнении воздуха, уровне шума. Большие данные с этих датчиков будут использоваться для регулирования дорожного движения, планирования природоохранных мероприятий, а также в коммерческих целях для размещения рекламы, торговых и сервисных объектов.

Директор по городскому развитию Центра городских компетенций Siemens Джулия Тэйн считает, что в будущем разработчики технологий и городские планировщики должны работать сообща. В пример она приводит решения компаний, в которых учтены особенности жизни города. Одна из них — интеллектуальная система управления светофорами Concert, установленная в Сиэтле, на одной из самых загруженных улиц города Мерсер-стрит. Система изменяет время переключения светофоров в зависимости от многих факторов — времени суток, загруженности улицы, погоды и даже проходящих в городе массовых мероприятий. В итоге среднее время движения по улице сократилось с 35 до 15 минут. Еще одна идея Центра городских технологий — делать так называемые «гибкие» улицы, которые становятся автомобильными или пешеходными в зависимости от ситуации. Если в городе наблюдается плотный траффик, то парковка на таких улицах автоматически запрещается, и часть транспорта перенаправляется по освободившимся полосам. Если же в предпраздничные дни ожидается массовый шоппинг или недалеко проходит концерт, то улицу закрывают для автомобильного движения, она становится полностью пешеходной.

Техноблогер Бенедикт Эванс считает, что принципиальным отличием городской среды будущего будет повсеместное использование систем дополненной реальности. Смешанная реальность станет одной из четырех наиболее перспективных отраслей в ближайшие 10 лет. Если сегодня использование виртуальной реальности ограничено (технологии VR и AR пока в основном применяются в развлекательных и обучающих целях), то в будущем их функционал значительно расширится. Причем о некоторых сферах применения пока можно только догадываться. Представьте, что вы встречаете на улице человека, а в воздухе возле него вы уже видите всю информацию: где и когда вы встречались раньше, знакомы ли вы, стоит ли поздороваться с этим человеком или лучше его избегать. Такую же информацию можно будет получить не только о людях, но и вообще обо всех объектах в городе: понравилось ли вам в том ресторане, что пишут клиенты об этом магазине, сколько раз покупателей обсчитали в ближайшем супермаркете и так далее. Доступность информации в любой момент и в любом месте станет одной из отличительных черт городской среды будущего.

Энергетика и ресурсы

Рост численности городского населения в ближайшие 10 лет неизбежно обострит вопросы снабжения людей ресурсами — пищей, водой, теплом, светом. Города должны будут обеспечивать большее количество жителей за счет меньшего объема первоначальных ресурсов. Поэтому очевидно, что повсеместно будут развиваться альтернативные источники энергии, в том числе индивидуальные источники питания и микросети. Сегодня они внедряются только в экспериментальных целях и в небольших масштабах в развитых странах. К 2030 году использование возобновляемых источников энергии станет необходимостью, просто потому что мощности традиционных электростанций хватит не всем. При этом строительство новых электростанций потребует изменения ландшафта, возведения масштабных искусственных сооружений — островов, приливных дамб, целые поля будут отданы под солнечные панели и ветрогенераторы.

Подобное строительство в ближайшие годы можно будет увидеть в Северном море между побережьями Нидерландов и Великобритании. Национальная электроэнергетическая компания Нидерландов TenneT заявила о планах по созданию крупнейшей ветряной электростанции в мире на искусственном острове в открытом море.

Ее мощность составит 30 гигаватт — этого достаточно для обеспечения электричеством 20 млн. жителей. Для сравнения, крупнейшая действующая ветряная электростанция London Array вырабатывает 630 мегаватт, что в 48 раз меньше запланированного на станции TenneT. А самая мощная атомная электростанция в США — Пало-Верде вырабатывает лишь 3,9 гигаватта электроэнергии. Будущая электростанция TenneT расположится на шельфе в 125 км от берега Великобритании. Для размещения оборудования будет отсыпан искусственный остров площадью 5,6 квадратного километра. Выработанная электроэнергия будет поставляться на континент и в Великобританию по подводным кабелям. Компания планирует продавать электричество в города Англии, а также в Бельгию, Германию и Данию.

Другой амбициозный проект — самый большой резервный аккумулятор в мире, созданный при участии Tesla в Австралии. Гигантская литий-ионная батарея накапливает электроэнергию на случай пиковых нагрузок и аварийных отключений в крупных городах на юге страны. С ростом энергопотребления в городах такие источники бесперебойного питания для мегаполисов станут привычным явлением.

К 2030 году повсеместно распространится использование микросетей (микрогридов) — систем электроснабжения местного уровня, в масштабах квартала или одного дома. Микрогриды будут интегрированы с традиционными электросетями, индивидуальными источниками питания, например, домашними солнечными батареями, и интеллектуальными системами контроля и учета. Это позволит использовать альтернативные источники энергии в часы пиковых нагрузок, а также отдавать в сеть излишки энергии, выработанной индивидуально, и даже зарабатывать на этом. Например, стартап из Сан-Франциско OhmConnect платит деньги потребителям за экономию электроэнергии. Все это позволит создать «умную» электроэнергетику, более экологичную и устойчивую к перебоям.

Проблема снабжения питьевой водой остается актуальной для многих городов-миллионников. Например, города южной Калифорнии испытывают перманентную нехватку питьевой воды при растущем населении. В Сан-Диего и Санта-Монике проблему отчасти решают при помощи опреснителей морской воды. Пока все существующие технологии обходятся довольно дорого. Но и здесь есть идеи, которые через десять лет могут значительно улучшить ситуацию. Футуристичный проект «Труба» (The Pipe) предполагает построить оборудованную солнечными батареями опреснительную станцию в заливе Санта-Моники. Станция методом обратного осмоса будет эффективно и дешево очищать достаточное количество воды для половины населения города.

Продовольственную безопасность городов будущего обеспечат не только роботизированные фермы в сельской местности, но и вертикальные плантации внутри самих городов. Гидропонные фермы, которые создаются сегодня в крупных городах, пока малоэффективны. Производство продуктов стоит дорого, а отдача маленькая. Но с развитием биотехнологических систем и с большими инвестициями городские фермы смогут в будущем прокормить, по крайней мере, часть населения. Первый такой амбициозный проект реализуется в Швеции, где решили построить «зеленый небоскреб» — самую большую вертикальную городскую гидропонную ферму в мире. Предполагается, что небоскреб-теплица, который достроят к 2020 году, сможет прокормить 5500 человек.

Немаловажный фактор: потребление электроэнергии в мире к 2035 году резко возрастет. По прогнозам, через 20 лет человечеству нужно будет на 50% больше электричества, чем сейчас. При этом известно, что около 43% парниковых газов образуется при выработке энергии тепловыми электростанциями. То есть при росте выработки электричества наполовину — объем парниковых газов вырастет пропорционально. Поэтому развитие альтернативной электроэнергетики футурологи называют единственным разумным способом решить нарастающий энергетический и экологический кризис.