بخش بزرگی از این چارچوب، اساسا یک شبکه هوشمند از اشیاء متصل و ماشین‌هایی است که اطلاعات را با استفاده از فناوری بی‌سیم و رایانش ابری انتقال می‌دهند. برنامه‌های مبتنی بر رایانش ابری، اطلاعات را در لحظه دریافت کرده و تجزیه‌وتحلیل و مدیریت می‌کنند تا به شهرداری‌ها، شرکت‌ها و شهروندان کمک کنند برای بهبود کیفیت زندگی خود تصمیمات بهتری بگیرند. مردم برای ارتباط با اکوسیستم‌های یک شهر هوشمند، از راه‌های گوناگونی همچون تلفن‌های هوشمند، ابزارهای هوشمند قابل‌حمل، اتومبیل‌ها و خانه‌های هوشمند استفاده می‌کنند. یکپارچه‌سازی اشیا و داده‌ها با زیرساخت‌های فیزیکی و خدمات شهری می‌تواند هزینه‌ها را کاهش و پایداری را بهبود دهد. جوامع می‌توانند روش‌های توزیع انرژی را بهبود بخشند، جمع‌آوری زباله را ساده‌تر کرده و با کمک IoT باعث کاهش ترافیک و حتی بهبود کیفیت هوا شوند. کارشناسان معتقدند پردازش داده، مهم‌ترین گام در طراحی شهرهای هوشمند است اما این در حالی است که در کشورمان ضعف‌های زیادی در زمینه تامین داده و جامعیت آن وجود دارد. در این گزارش به اصلی‌ترین چالش‌های پیش‌پای دانش‌بنیان‌ها در ایجاد شهر هوشمند پرداخته است.

جنبش «شهرک‌های سبز»
انقلاب صنعتی با تمام پیشرفت‌ها و امکاناتی که به بشر داد، شهرها را با سرعتی فزاینده تبدیل به مکان‌هایی شلوغ و پرجمعیتی کرد که بیش از حد از منابع طبیعی استفاده می‌شد، تا جایی که زمین‌های شهری نرخ چند برابری پیدا کردند و ساختمان‌های بلند و خیابان‌های طویل، اجزای اصلی این شهرها شدند. در واقع بهره‌گیری بی‌حدومرز از صنعت و فناوری بدون توجه به حفظ محیط طبیعی باعث شد شهرها استاندارد لازم برای آسایش شهروندان را نداشته باشند. تا اینکه در قرن بیستم جنبش «شهرک‌های سبز» در جهان شکل گرفت؛ در واقع زندگی در این شهرک‌ها یا باغ‌شهرها با این هدف بود که مزایای زندگی شهری و روستایی برای ساکنان به‌طور همزمان فراهم شود. اما بشر در گامی رو به جلو تصمیم گرفت علاوه بر همسویی با طبیعت، ؛ عنصر مهم دیگری را هم به این شهرها اضافه کند تا رویکرد تازه‌ای در تمدن انسانی رقم بزند؛ این عنصر چیزی نبود جز فناوری که با توان دانش‌بنیان‌ها می‌توانست به اجرا دربیاید و به این ترتیب، عنوان باغ‌شهرها به باغ‌شهرهای هوشمند تغییر کرد.

تعامل باغ‌شهرهای هوشمند با محیط طبیعی
امین فرجی، رئیس مرکز تحقیقات شهر هوشمند ایران در گفت‌وگو با درباره ماهیت باغ شهرهای هوشمند و زمینه‌های شکل‌گیری آن، گفت: توسعه شهرها در دوران انقلاب صنعتی، دغدغه‌های زیادی برای بشر به وجود آورد و بشربا استفاده نادرست از مکان‌های طبیعی در یک برهه زمانی، ظرفیت محیطی خود را کم کرد. به همین دلیل، نظریه‌پردازان تلاش کردند مفهومی را در شهرها به‌وجود بیاورند که علاوه بر استفاده از امکانات شهرها از مزیت‌های روستایی هم بهره بگیرند.
وی افزود: شهر، روستا و روستاشهر مانند ۳ آهنربایی هستند که در تعامل و ارتباط با یکدیگر قرار دارند و هر کدام مزایا و معایبی دارند. خروجی این تعامل توسعه افقی شهرهای سبز به جای توسعه عمودی آن بود و به همین دلیل، تاکید اصلی در ایجاد باغ‌شهرها، رشد خانه‌های ویلایی و تک‌واحدی است.

سبز شدن شهرها بر پایه فناوری
رئیس مرکز تحقیقات شهر هوشمند ایران سبز شدن شهرها بر پایه فناوری را یکی از بهترین رویکردهای مدیریتی دانست و گفت: زمانی مجبور بودیم با حجم قابل‌توجهی آب به مدیریت مکانی بپردازیم اما امروز باید با حداقل امکاناتی که محیط می‌دهد، سازگاری کنیم؛ بنابراین سبز شدن شهرها گزینه مناسبی برای بشر در راستای پایداری است. باغ‌شهر هوشمند به شهرهای اکولوژیکی می‌گویند که در ارتباط تنگاتنگ با فناوری و هوش مصنوعی هستند. با توجه به آنکه در نسل امروز شیوه بهره‌برداری از محیط تغییر کرده، الگوی استفاده به این سمت رفته که می‌توانیم از فناوری به شکلی موثرتر و بهتر استفاده کنیم. به‌عنوان مثال در گذشته از سیستم غرقابی استفاده می‌کردیم اما امروزه می‌توانیم از حسگرهای هشداردهنده آبیاری بهره بگیریم. الگوی استفاده از محیط این‌گونه است که فناوری به طریقی مورداستفاده قرار گیرد که به پایدارترین حالت ممکن خود برسد و هدف از توسعه باغ‌شهرهای هوشمند این بود که در نهایت انسان در یک محیط پایدار زندگی کند.

تعامل پایدار سه مولفه
فرجی گفت: وقتی از باغ‌شهرهای هوشمند صحبت می‌شود تعامل پایدار ۳ مولفه محیط طبیعی، محیط ساخته‌شده و شهرنشینان مطرح می‌شود که در نهایت به پایدارترین حالت ممکن می‌رسد. در واقع باغ‌شهرهای هوشمند نمونه همراهی صددرصدی انسان با محیط است و اتفاقی علیه محیط رخ نمی‌دهد و همه تعاملات انسانی با طبیعت در فضای هوشمندانه بدون آسیب به آن رقم می‌خورد.
وی با اشاره به ساخت باغ‌شهرهای مبتنی بر فناوری در ایران افزود: در ایران بحث‌هایی مربوط به ایجاد باغ‌شهرهای هوشمند در شهرهای بزرگ مانند تهران، تبریز و مشهد که جمعیت زیادی دارد، مطرح شده اما هنوز معنای واقعی باغ‌شهرهای هوشمند در کشور توسعه نیافته است. در کشور و در طرح اسناد جامع، موضوعی با عنوان فناوری و شهر هوشمند موردتوجه قرار نگرفته و هنوز در بخش شهرسازی و کاربری اراضی پلتفرم شهری به‌نام باغ‌شهر ایجاد نکرده‌ایم که براساس استانداردهای فضای سبز شکل گرفته و بر پایه فناوری اطلاعات رشد کرده باشد. اما ایجاد باغ‌شهرها در کشور به اشکال گوناگون فارغ از کاربرد فناوری مطرح شده که نمونه آن پروژه مسکن‌های مهر بود که به صورت ویلایی در استان اراک ساخته شد.

هزینه باغ‌شهر هوشمند
فرجی با اشاره به نمونه‌هایی از باغ‌شهر هوشمند در جهان گفت: سیلیکون‌ولی نمونه یک باغ‌شهر هوشمند است که هدف آن استقرار صنایع با فناوری‌های فوق‌پیشرفته و پیاده‌سازی آن در شهرها بود که نوعی بیداری و بازنگری جدید در اقتصاد فناوری‌ها را به‌وجود آورد. نمونه‌های دیگر آن در دیگر کشورها نظیر سنگاپور، کره جنوبی و ژاپن ساخته شده که به تمامی آنها شهرهای هوشمند پایدار می‌گویند.
این نوع شهرها به قدری برای برخی کشورها اهمیت دارد که به‌عنوان مثال، عربستان برای ایجاد یک باغ‌شهر هوشمند، ۵۰۰ میلیارد دلار هزینه کرده است.
رئیس مرکز تحقیقات شهر هوشمند ایران ضمن تشریح رویکردهای اصلی در ایجاد باغ‌شهرهای هوشمند، گفت: در باغ‌شهرها تعامل حداکثری انسان با محیط رقم می‌خورد.
به‌عنوان نمونه، نیاز به جابه‌جایی با خودروهای نقلیه شخصی و حتی عمومی نیست و طراحی به‌گونه‌ای است که می‌توان با پیاده‌روی‌های معمول به رفع امور پرداخت و رویکرد در باغ‌شهرهای هوشمند انتشار کربن صفر و آلودگی حداقلی است که معمولا کسب‌وکارهای فناورانه و هوشمند در این شهرها مستقر می‌شود.
به‌گفته فرجی، شهر پردیس در شرق تهران که نقش آکادمیک و فناوری دارد، نمونه‌ای است که چند معیار باغ‌شهر هوشمند را دارد، چراکه چند شرکت بزرگ علم و فناوری با حمایت پارک علم و فناوری پردیس در آنجا مستقر شده که این مسیر نیز می‌تواند ظرفیتی برای ایجاد باغ‌شهر هوشمند هرچند تا رسیدن به‌معنای واقعی آن فاصله داریم، باشد.

منظورمان از هوش چیست؟
محمد وکیلی، مدیرعامل یک شرکت دانش‌بنیان در زمینه فناوری‌اطلاعات و عضو شهرک صنعتی اصفهان در گفت‌وگو با با اشاره به معضلات اصلی دانش‌بنیان‌ها در ایجاد شهر هوشمند گفت: عموما وقتی صحبت از هوش می‌شود، آن تعریفی در ذهن خطور می‌کند که بر پایه آن انسان به درک محیط اطرافش پرداخته است. به اعتقاد من، بزرگ‌ترین مشکل انسان از زمانی آغاز شد که در فهم عبارات و کلمات دچار تناقض شد. به‌عبارت روشن‌تر، وقتی واژه هوش را به‌کار می‌بریم، ممکن است دو مفهوم متفاوت در ذهن هر یک از ما تداعی شود. برای مثال، ممکن است تعریف من از هوش خود را در آخرین مدل خودرو تسلا نشان دهد و در تعریف دیگری در توان حل مسئله‌ها دشوار ریاضی توسط یک کودک نمایان شود. علت این برداشت‌های متفاوت از هوش به عدم‌تعریف شفاف مفاهیم پایه در نظام آموزشی ما برمی‌گردد. همچنین نباید هوشمندی را با هوش مصنوعی اشتباه بگیریم، چراکه هوشمندی به فرآیندی گفته می‌شود که دستگاه‌هایی براساس داده‌های از پیش تعریف‌شده واکنش‌هایی را نشان دهند. وی افزود: اما هوش مصنوعی قدرت یادگیری، خلاقیت و حتی تغییر در داده‌ها را دارد؛ بنابراین باید این دو مفهوم را از یکدیگر جدا کنیم. از آنجایی که داده کلید اصلی کاربرد هوش در زندگی اجتماعی است، نقص در داده‌ها مانع ایجاد و توسعه شهر هوشمند می‌شود. در واقع الگوریتم‌هایی که براساس این داده‌ها نظام هوشمندی را در یک محیط اجتماعی خلق می‌کنند، از درجه اهمیت بالایی برخوردار است. کار یک مجموعه دانش‌بنیان برای بکارگیری هوش و هوشمندی در ارکان جامعه تحلیل داده‌ها و سیستم‌هاست اما واقعیت ماجرا این است تا زمانی که فقر داده در کشور حاکم باشد نمی‌توانیم از عبارت هوشمندی در شهر یا شهرهای هوشمند سخن بگوییم. وکیلی تاکید کرد: تقویت و توسعه داده‌ها کمک شایانی به راه‌اندازی و توسعه سیستم‌های هوشمند در یک شهر می‌کند. از آنجایی که هر سیستم یکپارچه‌ای در شهرها نیاز به تحلیل داده دارد و در کشورمان در بخش‌های بزرگ جای خالی این روند احساس می‌شود؛ بنابراین نمی‌توانیم انتظار داشته باشیم که بر مبنای هوش مصنوعی و هوشمندی دانش‌بنیان‌ها در یک دهه آینده مقابل اصلی‌ترین بحران‌ها راهکارهای صد درصدی ارائه بدهند. در حال‌حاضر در مرحله جمع‌آوری داده‌ها از حالت جزیره‌ای هستیم. حال در این شرایط، دانش‌بنیان‌ها چگونه می‌توانند به طراحی و ساخت شهر هوشمند بپردازند.

الگوریتم‌ها بدون داده راه به جایی نمی‌برند
وکیلی افزود: در برخی موارد دولت انتظار حل بعضی معضلات مانند قاچاق کالا از سوی شرکت‌های دانش‌بنیان را دارد، در حالی که داده کافی در اختیار تیم دانش‌بنیان برای ارائه یک راهکار مناسب قرار نگرفته و در اصل داده کافی وجود ندارد. باید گفت معضل اصلی در فقدان داده است، چراکه طراحی الگوریتم‌ها امری شدنی است و فعالان اکوسیستم دانش‌بنیان مهارت کافی در خلق آن دارند. در این شرایط دو اتفاق می‌افتد یا الگوریتم‌های طراحی‌شده رشد نمی‌کنند یا براساس داده‌های غیراستاندارد رشد می‌کنند. در حقیقت فقدان داده‌های واقعی موجب می‌شود اغلب شرکت‌های دانش‌بنیان نتوانند عملکرد منطقی و موثر برای حل معضلات به‌ویژه در شهر را ارائه بدهند.
وی گفت: مهم‌ترین گام برای ایجاد یک شهر هوشمند، جامعیت و ثبت داده در ارکان گوناگون شهر است. همکاری با دانشگاه‌ها و یافتن توسعه‌دهندگان می‌تواند گام بعدی برای ایجاد هوشمندساز ی در ساختار شهر باشد. حرکت به سمت توسعه پایدار اصلی‌ترین هدفی است که دانش‌بنیان‌ها از ایجاد شهر هوشمند پیگیر آن هستند.

سخن پایانی
با توجه به آنچه گفته شد آینده توسعه پایدار در شهرهای هوشمند رقم می‌خورد شهرهایی که چرخه انرژی روندی متفاوت‌تری از شکل امروزی دارد. گفتنی است معضل اصلی در تجمیع و هدایت داده‌ها برای طراحی و ساخت این شهرها از سوی دانش‌بنیان‌هاست تا زمانی‌که فقر داده داریم نمی‌توانیم انتظار هوشمندسازی و بکارگیری سیستم هوش مصنوعی در شهرها را داشته باشیم.