Thành phố thông minh: AI và IoT đã thay đổi cuộc sống đô thị như thế nào?

Internet vạn vật (Internet of Things - IoT) là mạng kết nối các đồ vật và thiết bị thông qua cảm biến, phần mềm và các công nghệ khác, cho phép các đồ vật và thiết bị thu thập và trao đổi dữ liệu với nhau. Hệ thống IoT hoàn chỉnh đều có đủ 4 bước: thu thập dữ liệu, chia sẻ dữ liệu, xử lý dữ liệu và đưa ra quyết định.

Trí tuệ nhân tạo (Artificial Intelligence - AI) là ngành thuộc lĩnh vực khoa học máy tính, tạo ra máy móc và hệ thống thông minh giúp thực hiện các công việc yêu cầu trí tuệ của con người. Đến nay, trí tuệ nhân tạo đã có thể điều khiển máy tính suy nghĩ, giao tiếp, học tập, nhận diện khuôn mặt và giọng nói, lên kế hoạch, lập luận - giải quyết vấn đề, thích nghi với hoàn cảnh...

Hiểu về thành phố thông minh

Theo Techopedia, hiện nay, tại các thành phố thông minh, công nghệ trí tuệ nhân tạo (AI) và Internet vạn vật (IoT) đang được sử dụng kết hợp để tận dụng lợi thế của nhau trong việc cải thiện cơ sở hạ tầng đô thị và chất lượng cuộc sống.

Thông qua Internet, sự kết nối đồng bộ của các thiết bị tạo dữ liệu bao gồm các hệ thống cảm biến, máy tính, phương tiện giao thông, điện thoại thông minh, hệ thống quản trị tòa nhà,... đã cách mạng hóa cuộc sống của người dân đô thị.

Sự tương tác giữa các công nghệ đã thay đổi hoàn toàn cách chúng ta diễn giải và phân tích lượng dữ liệu khổng lồ được tạo ra liên tục bởi thiết bị IoT và sự hỗ trợ của kỹ thuật AI.

Sự giao thoa giữa trí tuệ nhân tạo (AI) và Internet vạn vật (IoT) đã mở đường cho kỷ nguyên phát triển các thành phố thông minh và bền vững hơn. Ảnh: Techopedia

Các thành phần của thành phố thông minh:

Thiết bị IoT: các thiết bị cảm biến thu thập các loại dữ liệu khác nhau như mật độ giao thông, chất lượng không khí, thiết bị giám sát sử dụng năng lượng,...

Thành phần phân tích dữ liệu: thành phần chịu trách nhiệm xử lý và phân tích dữ liệu được thu thập thông qua thiết bị IoT.

Mạng truyền thông: được sử dụng để truyền dữ liệu giữa các thiết bị IoT, hệ thống phân tích dữ liệu và các thành phần cơ sở hạ tầng khác.

Cơ sở hạ tầng đô thị và dịch vụ công cộng: rất cần thiết cho hoạt động của các thành phố thông minh. Cơ sở hạ tầng bao gồm các tòa nhà, đường xá và các khu vực công cộng khác, có thể được chuyển đổi thông qua phân tích dữ liệu và IoT. Các dịch vụ công cộng có thể được cải thiện thông qua AI và phân tích dữ liệu là giao thông vận tải, chăm sóc sức khỏe, giáo dục và an toàn công cộng,...

Thời gian qua, ngày càng nhiều thành phố trên thế giới chú trọng triển khai các công nghệ thông minh để nâng cao mức sống của người dân.

Tiêu biểu, sáng kiến thành phố thông minh của Singapore sử dụng dữ liệu IoT và thực hiện phân tích để cải thiện các dịch vụ di động và chăm sóc sức khỏe, hỗ trợ doanh nghiệp, đồng thời tối ưu hóa lưu lượng giao thông và sử dụng năng lượng.

Còn tại Amsterdam (Hà Lan), ngoài những giải pháp trên, thành phố này còn đầu tư vào các giải pháp bền vững cho tính "di động" như cung cấp hệ thống giao thông thông minh và các trạm sạc điện.

Thành phố thông minh kết hợp hài hòa giữa quy hoạch kiến trúc đô thị, nghiên cứu sinh thái, ứng dụng khoa học công nghệ thông tin nhằm nâng cao chất lượng cuộc sống của người dân. Ảnh: Greenbiz

Barcelona (Tây Ban Nha) cũng triển khai chiến lược thành phố thông minh dựa vào các thiết bị IoT và phương pháp phân tích dữ liệu. Những sáng kiến nổi bật tại đây là hệ thống chiếu sáng thông minh dựa trên cảm biến chuyển động, không gian xanh, tòa nhà tiết kiệm năng lượng, chia sẻ xe đạp thông minh và giảm thiểu chất thải.

Tương tự, xe buýt tự động và hệ thống tàu điện ngầm đô thị, lưới điện thông minh, tòa nhà thông minh và tiết kiệm năng lượng, chăm sóc sức khỏe thông minh đã giúp Dubai nổi lên là một trong những thành phố thông minh đang phát triển nhanh chóng.

AI và IoT đang thay đổi cuộc sống đô thị như thế nào?

Sự giao thoa giữa công nghệ AI và IoT đang thay đổi cuộc sống và công việc ở các thành phố thông minh với tác động đáng kể. Bằng cách kết hợp 2 công nghệ này, một kỷ nguyên của sự đổi mới, hiệu quả và tính bền vững đang xuất hiện, điều mà trước đây con người chỉ có thể mơ ước.

Phân tích dữ liệu thời gian thực được thực hiện liên tục bởi nhiều thiết bị đồng bộ giúp việc ra quyết định và các nhiệm vụ quản trị trở nên dễ dàng hơn mà không cần nhiều sự tham gia của con người. Ví dụ, tín hiệu giao thông được trang bị cảm biến IoT có thể giám sát lưu lượng giao thông, phân tích thêm bằng thuật toán AI, từ đó đèn giao thông thích ứng với tình hình giao thông tại một giao lộ cụ thể trong thành phố.

Tương tự như vậy, trong lĩnh vực quản lý và thu gom chất thải rắn, các thùng rác thông minh được trang bị cảm biến siêu âm IoT có thể thông báo về mức độ chất thải trong thùng. Các kỹ thuật AI có thể lên lịch thu gom, giảm các chuyến đi không cần thiết của các phương tiện thu gom chất thải và tác động đến môi trường.

Một ví dụ khác, trong các tòa nhà thông minh, thiết bị cảm biến IoT và các kỹ thuật phân tích dữ liệu có thể chỉ đạo các module điều khiển để tối ưu hóa việc sử dụng năng lượng hoặc dự đoán bất kỳ hỏng hóc nào của các thiết bị trong tòa nhà. Hơn nữa, hệ thống HVAC trong tòa nhà thông minh có thể được điều chỉnh tự động dựa trên công suất sử dụng và điều kiện môi trường bên ngoài. HVAC là hệ thống sưởi, thông gió và điều hòa không khí sử dụng các công nghệ khác nhau để kiểm soát nhiệt độ, độ ẩm và độ tinh khiết của không khí trong một không gian kín.

Có rất nhiều lợi thế khi sử dụng kết hợp 2 lĩnh vực công nghệ đa dạng này. Về cơ bản, chúng giúp tăng hiệu quả quản trị, tối ưu mức độ sử dụng tài nguyên, giảm sự tham gia của con người, tiết kiệm thời gian và chi phí,...

Ngoài ra, tính bền vững cũng rất quan trọng trong các thành phố thông minh và điều này được cải thiện thông qua một số sáng kiến thân thiện với môi trường.

Với sự trợ giúp của các cảm biến được lắp đặt trên toàn thành phố, dữ liệu về chất lượng không khí và việc sử dụng nước được thu thập và phân tích bằng các kỹ thuật AI. Từ đó đưa ra cảnh báo cho chính quyền về những khu vực cần chú ý, chẳng hạn như nơi có mức độ ô nhiễm cao trong không khí hoặc nơi tài nguyên nước đang bị sử dụng lãng phí.

Công nghệ AI và IoT cũng giúp cải thiện mức độ an toàn công cộng thông qua giám sát thời gian thực. Camera an ninh hỗ trợ AI được sử dụng để phát hiện hành vi đáng ngờ thông qua giám sát liên tục. Tương tự như vậy, việc giám sát cơ sở hạ tầng về các nguy cơ mất an toàn có thể xảy ra thông qua các thiết bị cảm biến cho phép các cơ quan có liên quan đưa ra các cảnh báo kịp thời và phản hồi nhanh hơn.

Ngoài ra, công dân được cấp quyền truy cập vào dữ liệu thời gian thực thông qua nhiều nền tảng khác nhau và đưa ra phản hồi với những quyết định của chính quyền địa phương, từ đó tăng tính công bằng và sự đóng góp của người dân vào quá trình xây dựng chính sách, phát triển thành phố nơi họ đang sống.

Những thách thức và hạn chế của AI và IoT trong thành phố thông minh

Tuy nhiên, bên cạnh những lợi ích mà công nghệ AI và IoT mang lại, vẫn còn nhiều thách thức và hạn chế cần phải giải quyết. Đầu tiên, chi phí để hiện thực hóa các sáng kiến thành phố thông minh là một khoản đầu tư khổng lồ - điều này có thể gây khó khăn cho việc quản lý ban đầu. Bên cạnh đó là những vấn đề phát sinh trong quá trình triển khai các ứng dụng thành phố thông minh như:

Thiết bị không đồng nhất: việc thiếu tiêu chuẩn hóa trên các thiết bị IoT không đồng nhất và các giao thức truyền thông của chúng có thể dẫn đến các vấn đề về khả năng tương thích và giảm hiệu quả truyền dữ liệu.

Dữ liệu dồn dập: khối lượng lớn dữ liệu do các thiết bị IoT tạo ra đòi hỏi phải có trung tâm dữ liệu với khả năng lưu trữ khổng lồ cùng tài nguyên, cơ sở hạ tầng điện toán đám mây tương ứng.

Bảo mật dữ liệu và quyền riêng tư: đây là vấn đề đặc biệt quan trọng trong các thành phố thông minh do nguy cơ bị tấn công mạng và vi phạm dữ liệu ngày càng gia tăng. Hơn nữa, giám sát liên tục cũng có thể dẫn đến các vấn đề về quyền riêng tư. Vì vậy, thành phố thông minh đòi hỏi phải có các biện pháp bảo mật dữ liệu mạnh mẽ.

Vấn đề đạo đức: sự "thiên vị" do các thuật toán tính toán đưa ra có thể dẫn đến kết quả phân biệt đối xử, không công bằng đối với một số nhóm đối tượng nhất định.

Dịch chuyển công việc và bất bình đẳng kinh tế: việc tích hợp AI và IoT trong các thành phố thông minh có thể dẫn đến tình trạng thay đổi công việc, đặc biệt đối với những người có ít kỹ năng kỹ thuật trong các lĩnh vực như sản xuất vận tải hoặc hậu cần. Điều này có thể làm gia tăng thêm bất bình đẳng về thu nhập và dẫn đến một bộ phận lớn người lao động không được hỗ trợ đầy đủ. Các chiến lược để giảm thiểu tác động tiêu cực nên được phát triển dựa trên việc đánh giá những ảnh hưởng của công nghệ đối với người lao động.

Hồng Ngọc