João Garcia
João Garcia
Data Scientist da Ubiwhere

Apesar da Inteligência Artificial ser uma ferramenta benéfica para as cidades inteligentes, há vários aspetos que temos considerar na sua implementação: a perspetiva das pessoas em relação a um algoritmo que elas não entendem tomar decisões por elas e a privacidade dos cidadãos face à utilização dos seus dados.

Inteligência Artificial nas Smart Cities: Oportunidades e riscos

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Smart Cities são cidades que obtêm e usam dados para melhorar as suas operações, serviços e vida dos cidadãos. Estes dados podem vir de diversas fontes, seja diretamente dos cidadãos, de sensores, de serviços da cidade ou de equipamentos.

Com base nestes dados, é possível desenvolver tecnologias que permitam obter indicadores que ajudam a melhorar a eficiência dos serviços da cidade (trânsito, energia, qualidade do ar, etc.) e/ou criar serviços que melhoram a vida das pessoas. E a Inteligência Artificial pode ser uma excelente ferramenta para atingir estes objetivos. 

A Inteligência Artificial é um ramo abrangente da informática que se refere a métodos e algoritmos que ajudam sistemas a tomar decisões ou a inferir informação com base em dados passados ou actuais. Esta área entrou numa nova revolução nos últimos anos pois a evolução da capacidade de processamento permitiu atingir novos limites do que estes métodos conseguem fazer. 

O cidadão comum interage com a Inteligência Artificial diariamente, quer repare quer não. Quando faz uma pesquisa num motor de pesquisa, quando procura por algo para ver no seu serviço de streaming preferido, quando faz compras online, todos estes serviços são potenciados por métodos de Inteligência Artificial para melhorar o resultado das pesquisas e apresentar informação mais relevante ao utilizador final.

As aplicações mais populares deste tipo de métodos têm o fim de aumentar os lucros das empresas que os usam, através do aumento do número de cliques ou visualizações dos seus produtos ou serviços. Todavia, este facto não impede que as capacidades desta área emergente não possam ser usados noutros domínios, podendo-se verificar os vários algoritmos e métodos de Inteligência Artificial que são usados com sucesso em diferentes campos, como na medicina, aviação ou indústria.

Como tal, mesmo para pessoas leigas em relação ao mundo da Inteligência Artificial, não é difícil imaginar as diferentes possibilidades, funcionalidades e serviços que esta área pode trazer para as cidades inteligentes. 

Oportunidades da Inteligência Artificial

É desafiante a tomada de decisões que cada cidade tem de tomar com base na diversidade de  domínios que a compõe. As decisões têm um forte impacto, dado que o seu  resultado envolve custos, trabalho e poderá ter diferentes níveis de influência no quotidiano dos cidadãos. Desta forma, uma decisão errada pode gerar muitas dores de cabeça para quem a tem que tomar e para quem é responsável por ela.  

E é por isso que as decisões têm que ser bem informadas, onde as Smart Cities desempenham um papel fundamental por permitirem aferir toda a informação necessária para que este processo seja bem fundamentado. 

Mas, para além da angariação e visualização da informação, também se pode recorrer a métodos de Inteligência Artifical para inferir mais conhecimento escondido nos dados, encontrar padrões e indicadores que não seja viável obter manualmente. 

Por exemplo, num sistema de Smart Parking de uma cidade (onde é possível obter informação em tempo real da ocupação dos parques de estacionamento através de diferentes tipos de sensorização), facilmente se pode visualizar padrões regulares nos dados, tal como a diferença do padrão de ocupação dos estacionamentos nos dias da semana em comparação com o fim de semana.

Mas é possível obter informação mais interessante através destes métodos de Inteligência Artificial, tal como perceber como a meteorologia afeta a utilização dos parques, ou a afluência que se pode esperar quando decorrer um jogo de futebol. Através desta informação, a cidade pode tomar melhores decisões sobre onde construir novos parques de estacionamento ou como se preparar para um evento futuro.

A Inteligência Artificial também pode ser usada para melhorar a eficiência dos serviços da cidade, sendo que muita das suas aplicações se concentram na otimização de certos problemas. Se pensarmos na área de Smart Waste Management, onde se pode obter informação em tempo real do enchimento dos contentores de lixo da cidade, podem  usar-se algoritmos de optimização para calcular rotas de recolha de lixo que passam só pelos contentores que realmente precisam de ser recolhidos na altura. Isto leva a um menor consumo de combustível, um uso mais eficiente dos recursos destas instituições e menor impacto no ambiente. 

Através destes e outros exemplos, também é possível verificar como a Inteligência Artificial pode ter uma influência positiva no ambiente, levando as cidades a ser mais verdes. O Smart Parking, apresentado anteriormente, concretiza essa visão, dado que a optimização dos parques de estacionamento da cidade permite que as pessoas encontrem facilmente um lugar para os seus veículo, libertando as estradas para quem realmente está a tentar ir a algum sítio. Assim, existe uma redução no número de carros nas estradas, tendo um impacto positivo na qualidade do ar. 

Podemos também ir além destes exemplos para entender outras maneiras como a Inteligência Artificial pode ter influência positiva na vida das pessoas. Em situações de emergência, pode-se usar estes métodos para calcular a rota mais rápida para chegar ao local. Adicionalmente, pode-se dinamicamente manipular os semáforos presentes na rota para, de forma segura e organizada, desimpedir a estrada para o veículo de emergência passar. Este tipo de acções poderá ajudar a salvar vidas, permitindo ambulâncias ou bombeiros chegarem ao seu destino e prestar assistência mais depressa. 

Poderia referir muitos mais exemplos onde a aplicação da Inteligência Artificial  tem efeitos positivos nas cidades, tanto a nível ambiental, operacional ou eficiência. Mas fica claro como, bem aplicada, a potencialização da Inteligência Artificial nas cidades pode proporcionar inúmeros benefícios para os cidadãos. 

Riscos da Inteligência Artificial

Apesar da Inteligência Artificial ser uma ferramenta benéfica para as cidades inteligentes, há vários aspetos que temos considerar na sua implementação: a perspetiva das pessoas em relação a um algoritmo que elas não entendem tomar decisões por elas e a privacidade dos cidadãos face à utilização dos seus dados.

Um problema geral no mundo da Inteligência Artificial, principalmente em métodos black-box (não se sabe ao certo como o algoritmo chegou a certo resultado), é que é difícil, ou mesmo impossível, perceber o raciocínio que levou o sistema a tomar certa decisão ou obter dado resultado. Quando estas decisões têm impacto na vida das pessoas ou no trabalho dos funcionários, pode ser difícil para elas aceitar os resultados destes sistemas sem explicação nenhuma. Um campo emergente no mundo da Inteligência Artificial é a Explainable Inteligência Artificial, que procura desenvolver técnicas e soluções para explicar os resultados deste tipo de métodos. Os resultados desta área podem ajudar os utilizadores a integrar a Inteligência Artificial nas suas vidas, ajudando-os a entender o motivo por detrás de certas decisões ou resultados. 

Outro aspecto importante a considerar é a privacidade dos cidadãos. A Inteligência Artificial está muito dependente dos dados angariados, e, no mundo da Smart Cities, estes dados em geral vêm directa ou indirectamente dos cidadãos. Portanto, é preciso implementar as medidas de segurança e privacidade certas de modo a garantir a privacidade dos cidadãos. Mas ainda neste assunto, é importante também para as pessoas saberem que os dados e o sistema em geral não está a ser usado contra eles (por exemplo ao monitorizar parques de estacionamento, as pessoas podem-se sentir demasiado vigiadas) mas sim a favor deles e da sociedade em geral. 

Assim sendo, pode-se concluir que, para mitigar os riscos inerentes à Inteligência Artificial, é preciso não só utilizar os dados obtidos de forma ética, como também é preciso garantir a segurança e privacidade destes. Finalmente, é importante comunicar estes sistemas e resultados aos cidadãos, de modo a entenderem como a informação está a ser usada e de que forma serão beneficiados. Assim será mais fácil existir uma aceitação dos cidadãos perante a integração da Inteligência Artificial nas suas rotinas

Como construir Smart cities com Inteligência Artificial 

Tendo em vista as inúmeras oportunidades que a Inteligência Artificial pode oferecer às Smart Cities, e tendo em conta os riscos, cabe às cidades tomar a iniciativa de abraçar o futuro, explorando tudo o que este mundo pode dar. Estas soluções têm que começar a ser construídas pela base, garantindo que existe a infraestrutura para se realizar a sensorização e a capacidade de guardar e tratar a enorme quantidade de dados que se pode esperar. A partir deste ponto, será possível começar a construir serviços mais interessantes que podem trazer vantagens aos cidadãos e aos diferentes setores da cidade. 

A Ubiwhere tem trabalhado neste sentido, apostando na criação de relações duradouras com as cidades, por vezes envolvendo também instituições como universidades, para as ajudar a desenvolver este tipo de serviços e lhes fornecer o know-how necessário para implementar sistemas de Inteligência Artificial de forma eficiente. Deste modo, as cidades podem embarcar no caminho para realmente se poderem tornar em verdadeiras Smart Cities.

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