世界人口很可能在未来 12 个月内达到 80 亿，距离上一次突破 70 亿大关仅仅过了11 年。随着越来越多的人现在居住在城市中心，我们越来越需要让我们的城市变得更智能。

新加坡南洋理工大学 (NTU Singapore) 将自己置于这项研究的最前沿，因为这些需求对新加坡来说尤为迫切。这是一个城市国家，其老龄化人口完全居住在城市环境中。新加坡的原材料也依赖其他国家，容易受到气候变化导致的海平面上升的影响。因此，新加坡人强调他们在财富、人力资本和创新方面所拥有的东西，以努力实现可持续和“智能”的未来也就不足为奇了。

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但是，是什么让城市变得智能？智慧城市的口号是监控、分析和响应。“智慧城市将使用人工智能 (AI)、无线通信、基于云的大数据和分析以及物联网等技术来帮助提高政府运作的生产力、效率和质量，”南洋理工大学战略和合作伙伴关系负责人Kwok Yan Lam 解释说。

建立信任

NTU 的校园已经让人们一窥这些未来主义大都市的面貌。它点缀着大量无线智能传感器，监控当地环境的各个方面，使其成为最新智慧城市技术的试验台。与整个城市相比，校园提供了一个更可控、更不繁忙的环境，可以安全地试验这些项目。甚至有一条测试无人驾驶汽车的轨道，已经安全地展示了一辆能够搭载 80 名乘客的自动电动巴士。

NTU 成功定位为“智慧校园”和解决现实世界问题的技术试验平台的关键在于其协作方法以及吸引行业和政府合作伙伴的能力。例如，自动驾驶巴士是与沃尔沃合作开发的。

“NTU 在与工业界合作方面做得非常好，”NTU 创新与创业副总裁 Louis Phee 说。“我们认为这是一种三方关系：南大、公司和政府，它们提供额外的资金来发展项目。”

再举一个例子，该大学一直在与新加坡城市重建局合作开发智慧城市规划辅助系统的人工智能。人工智能自动从相关的城市规划案例中提取信息，以帮助处理新的开发申请。

但是，如果人工智能可以支持关键领域的决策，并且到处都有传感器监控环境，那么城市的用户可能会担心网络安全和数据隐私。Lam 正在研究一个被称为数字信任的研究领域。“在智慧城市中，网络攻击和隐私泄露的风险更大，”他说。“只有通过适当的风险管理，我们才能帮助人们建立对最终用户的信任；人民。”因此，这将是智慧城市的另一个关键考虑因素。

能源、水和废物

任何智慧城市都必须具备可持续性。“简单来说，你想在不损害后代的情况下满足当今人们的需求，”南洋理工大学可持续发展办公室执行主任 Madhavi Srinivasan 说。

新加坡人不需要看得太远，就能看到过度现代生活的后果。向南 8 英里是 Semakau 垃圾填埋场，每天从该市接收超过 2000 吨焚烧灰和垃圾。它由开垦的土地组成，形成一个废物坑岛，沙子、岩石和粘土的墙壁覆盖着聚乙烯膜，以防止有毒物质泄漏。最终，到大约 2035 年，这个垃圾填埋岛将拥有 2800 万立方米的垃圾。

但 Semakau 也为更可持续的未来带来了希望。填满的坑被埋在土壤中，并用棕榈树和其他植物重新种植。该岛也是 REIDS 的所在地：新加坡的可再生能源整合示范项目 。这个 NTU 项目是一个相互连接的电网系统，每个电网都测试不同的可再生能源技术。例如，REIDS 包含太阳能电池板、风力涡轮机和潮汐发电机。

REIDS是东南亚最大的微型电网，在这个地区，它们可能特别重要。亚洲许多与世隔绝的农村和岛屿社区都没有电网，依赖柴油驱动的电力。微电网提供了一条有效结合每个社区可能拥有的不同自然资源的途径。重要的不仅仅是能源生产技术。南洋理工大学正在积极研究配套的基础设施，以实现这种多样化的能源技术的整合，并再次与工业界的国际合作伙伴合作。例如，索尼(Sony)和三星(Samsung)正在开发存储能源的方法，而法国电力生产商EDF (Électricité de France)正在帮助研究微电网的互联和控制。劳斯莱斯正在研发生物燃料和氢燃料电池。

城市开采

而矛盾的是，这种向更清洁的发电和储存的转变本身就开始对环境产生负面影响。Srinivasan 的研究背景是开发用于驱动电动汽车的锂、锌和铝基电池。“我意识到我生产的所有电池都放在我的实验室里，而且这些电池都含有一些有毒元素，”Srinivasan 回忆道。“所以我想知道我们能做些什么。”

向解决方案迈出的一步是新加坡 CEA 循环经济研究联盟 (SCARCE)，这是 NTU 与法国替代能源和原子能委员会 (CEA) 之间的一个联合项目，旨在尝试“城市开采”这种电子垃圾。我的话是对的：如果能够开发出正确的提取技术，可以从电子垃圾中回收多达 60 种元素周期表中的元素。

“我认为南大正在尽其所能推广所有这些不同的智慧城市技术，因为它们对新加坡来说非常珍贵，”Phee 说。“但我们迈向可持续发展的步骤当然也可以在其他国家采用。因为如果我们今天不做点什么，20年后就太晚了。”

本文来源：Nanyang Technological University, Singapore