打造永續智慧城市
每當我們談到物聯網和和高科技，以及過程所採用的精密機械時，往往只將目光侷限於工廠、醫院和其他建築物室內發生的事。然而，許多物聯網應用也適用於建築物戶外的環境，而其中幾項最夯的應用與智慧城市有關。智慧城市為構思交通、公用事業、交通運輸和許多其他複雜的系統，提供了全新的思考方式。
然而，都會環境還必須考量另一項因素，也就是大家這幾年越來越重視的永續性。城市是污染和碳排放的前幾大來源，因此轉型為智慧城市的過程也必須要能提供永續解決方案，甚至還要能減輕人工作業，讓城市更宜居。
艾訊專精於工業電腦領域，該公司的專家產品解決方案經理 Jody Cheng 以及 應用工程主管 Manny Hicaro 談及永續智慧城市的難題與收穫（影片 1）。他們的話題包括，AI 和邊緣運算在城市永續解決方案的關鍵作用、實施這些解決方案所需要的基礎架構，以及哪些合作夥伴關係能夠利用這項技，術造福在城市居住或工作的每個人。
為什麼現今的智慧城市以永續發展為目標？
Jody Cheng：首先，意識到氣候變遷及其影響的人越來越多。都會區排放了大量溫室氣體，加上全球人口越來越向都會集中，城市因而面臨了因應這些環境議題的壓力。世界銀行近期一項研究指出，全球人口有 56% 居住在城市，相當於大約 44 億人。預期到了 2050 年，每 10 個人中就有七個人住在城市。
有鑑於此，城市越來越主動設法減少碳足跡，並採行因應氣候變遷及改善空氣品質的措施，為居民大幅提升整體生活品質。對於越來越重視永續發展的這個趨勢，艾訊樂觀其成。關鍵在於確保環境長期保持健康繁榮。
有哪些技術解決方案能協助推動永續智慧城市？
Jody Cheng：永續智慧城市是指，對於人和地球而言，運作方式更用心也越來越聰明的城市。實現這項目標的方法包括採用智慧電網和物聯網資料收集，以及建築物、交通運輸和資源管理的創新技術。
智慧電網是永續智慧城市的基礎；先進的電網採用監測工具，有效管理用電方式。此外，智慧電網有助於整合太陽能等可再生資源，減少對化石燃料的依賴。舉例來說，能夠根據即時交通量調整的紅綠燈，可緩解塞車問題並減少排放量。
但可能性沒有極限。邊緣運算和 AI 在收集資料的位置處理資料，更是推動永續發展的一大助力，例如遍布城市的物聯網感應器網路，負責追蹤空氣品質、用水量和交通流量。這樣一來，決策速度更快、作業效率更高，更有助於城市管理人員將資源最佳化、減少浪費，讓智慧城市更聰明。
智慧建築與住宅則是推動永續發展的另一大助力；遵循嚴格永續標準的 LEED 認證建築也越來越普遍。這些建築物具有節能系統，例如根據佔用人數自動調整的照明，或是將冷暖氣最佳化的空調系統。
對於有志減少排放量的城市而言，交通運輸則是另一項重點。城市正開發電動車充電基礎架構，並透過追蹤行人和交通流量最佳化推廣大眾運輸系統。這些創新技術有助於減少排放量、緩解塞車問題，並且為居民提供環保的旅行選項。
永續發展的另一項關鍵在管理各項資源，例如廢棄物和水。將收集廢棄物的過程自動化，加上將廢棄物轉化為能源，有助於減少垃圾掩埋場的使用量，以及推廣回收。至於水的方面，智慧灌溉以及先進處理流程，將使用方式最佳化，減少浪費。
在您看來，智慧城市如何實施邊緣 AI？
Manny Hicaro：Jody 剛提到的一個例子，我可以進一步補充，那就是交通運輸。雖然電動車充電及推廣大眾運輸是永續發展的推手，但邊緣 AI 則能夠提供許多其他應用。大眾運輸自動化可將路線最佳化及管理乘客流量。在另一個例子，即時感應器可將公共停車場最佳化。此外，未來自駕車改良之後，甚至可與其他車輛和交通基礎設施協調，提升效率與安全。邊緣 AI 還可強化交通管理；裝設更多攝影機能立即偵測事故及調整交通路線。
此外，AI 支援的監控系統能偵測異常活動及預測洪水或火災這類事件，大幅提升公共安全。基礎設施監測系統能偵測需要立即維護的異常情況，包括道路狀況和公用設施管線。這種監測系統甚至能延伸至水和空氣品質等資源。
請進一步探討 AI 和邊緣運算對這些解決方案有哪些作用。
Jody Cheng：AI 和邊緣運算日新月異，將這些永續解決方案提升至前所未見的境界。AI 能夠讓城市環境全面提升能源效率，包括建築物、工廠與運輸系統等。
邊緣運算將資料移至裝置本機處理，例如物聯網感應器、路由器或閘道。由於靠近資料來源，因此能快速做出決策，也比較不需要將資料傳輸至集中化的伺服器。它提升了系統內的反應能力，傳輸大量資料時使用的能源與消耗的資源也隨之減少。
邊緣運算結合 AI 時，在網路邊緣整合即時資料分析與決策，將延遲和頻寬限制降至最低。這種分散式方法能提升系統回應能力、減少網路壅塞，以及降低成本。對於城市營運而言，這個方法可以將一切最佳化，包括交通流量和能耗模式，不僅可減少能源浪費與提升整體效率，最終還可提升生活品質，並且解決環境難題。
實現這項目標需要投資哪些類型的基礎設施？
Manny Hicaro：建立智慧城市所費不眥。全市都必須整合物聯網感應器和攝影機，才能收集交通、公共安全和環境條件這類資訊。然而，光靠裝置不足以完成這項任務。建置穩固的網路基礎架構也極為重要，而且必須大力投資先進的硬體，亦即能處理各種處理器的強大 GPU 架構邊緣電腦。處理即時資料和 AI 工作不能沒有這些機器。
將邊緣資料中心策略性配置於城市周圍，既可大幅提升邊緣運算的效率和可靠性，還能推進永續發展目標。這些資料中心如 Jody 所說，可以減少延遲並加速處理即時資訊，而且還能提供備援、支援快速部署新的應用程式，以及提升災難復原功能。
因此，在現有的城市基礎架構實作這些技術並不容易。實作的初始成本很高，而且要確保與舊式系統相容也是一大難題。公部門與私部門就此協同合作是關鍵之所在。這些合作夥伴關係有助於讓技術部署與公共政策保持一致，確保解決方案長期而言永續且高效。
您與 Intel 的合作夥伴關係及其技術，如何成就艾訊的解決方案？
Manny Hicaro：我們與 Intel 的合作夥伴關係，是我們智慧城市解決方案成功的關鍵；他們對於推動技術發展的卓越貢獻，正好與艾訊的目標不謀而合。這段合作夥伴關係讓我們能夠利用尖端技術開發穩定可靠的解決方案，協助我們在發展 AI 和邊緣運算方面保持領先地位。
Intel 處理器提供高效能運算能力，符合處理複雜 AI 與資料處理工作的需求。為了大幅提升效率和效能，處理器持續經過微調，可確保符合城市應用嚴苛的需求。
擴充性是這段合作夥伴關係的另一項優勢。Intel 有各式各樣產品可以讓我們依照解決方案量身打造，因此我們的系統絕對能高效擴充，滿足都會區日益增長的需求。無論是擴充物聯網感應器網路，還是新增更先進的AI 功能，Intel 技術都能支援我們順暢擴充解決方案。
整體而言，Intel 的技術與支援讓我們能開發先進的智慧城市解決方案，並且強化我們高效實作方案的實力。這段合作夥伴關係讓我們的系統一直都走在技術尖端，協助為世界各地的城市提供可靠的可擴充解決方案。
您是否可以舉出任何突顯這項技術成效的使用案例？
Manny Hicaro：當然可以。我們有項出色的專案與 AI 支援的回收桶有關，目前為止已經徹底改變了好幾個都會區管理廢棄物的方式。這些回收桶採用先進的 AI 演算法，以高效的方式分類可回收材料，讓回收計畫更有效，大幅減少收廢棄物的頻率。
其運作方式如下。大家輕輕鬆鬆就能將可回收廢棄物扔進這些桶子，例如金屬容器和塑膠瓶。接著這套系統會自主分類這些材料，確保它們的分類正確無誤，實現最佳資源回收效益。這套系統大幅提升了分類準確性與整體回收率。
感應器會持續即時監測回收桶填滿的程度，在桶子快滿時傳送通知。此外，系統會自動壓縮廢料，將實體儲存空間最大化。這些 AI 支援的回收桶還採用主動保養的方式：它們可以在需要注意時通知清潔工。這個方法簡化了作業，無需持續手動監測。這樣一來，準確性提升、回收率提高，作業效率也更好。
對於正在打造永續智慧城市的人，最後可以鼓勵他們一下嗎？
Jody Cheng：很多人一向認為，經濟問題和環境問題的利益相互衝突。過去，維持永續營運通常需要動用大量人力資源負責管理和近距離監督。然而，我們預計，引進邊緣 AI 之後，都會環境的這種態勢將大幅改變。
我們在回收和資源管理領域看到了這類例子，那些作業現在很都多採用邊緣 AI，以更有效率且自主的方式運作，減少人為干預的需要。因此，利用邊緣 AI 的進展，這些活動會越來越符合成本效益、更易於實現，或是效率更高。
艾訊非常榮幸能提供經過改良的方法對抗溫室效應、長期減少碳排放，以及或許為下一代留下更乾淨的環境與更光明的未來，為永續發展之旅貢獻一己之力。
Manny Hicaro：想像力是可能性唯一的侷限。
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本文由Erin Noble編審。