Il Gemello Digitale urbano: un nuovo approccio alla gestione delle città

Il termine “Gemello Digitale”, coniato dal tecnologo Michael Grieves nel 2001, si è sensibilmente evoluto alla luce dei profondamenti mutamenti sociali, culturali, economici che hanno investito le comunità territoriali di tutto il mondo nel corso dell’ultimo quarto di secolo.
In estrema sintesi, quando si parla di un Gemello Digitale, ci si riferisce alla replica virtuale di un oggetto, di un processo, di un sistema o di un’entità del mondo reale. I Digital Twin integrano tecnologie come l’IoT (Internet delle Cose), l’Intelligenza Artificiale e l’analisi dei dati per creare modelli digitali in grado di riflettere o simulare le condizioni e i comportamenti del loro corrispondente reale.
La realtà e le potenzialità di utilizzo sono ad oggi molto più ampi di quanto la mera definizione potrebbe lasciar supporre.

Il Gemello Digitale urbano: cos’è e ambiti di applicazione

Gli Urban Digital Twin, meglio noti in italiano come “Gemelli Digitali urbani” (o anche “Gemelli virtuali”), rappresentano uno degli strumenti più avanzati per la comprensione e l’analisi dell’ecosistema cittadino. Integrano varie fonti di informazioni, sia statiche che dinamiche, provenienti da contesti complementari e diversificati. Utilizzano ad esempio dati storici e aggiornati per fornire una visione dettagliata di infrastrutture, edifici, sistemi di trasporto, spazi verdi cittadini e altre risorse urbane, includendo inoltre informazioni da sensori in tempo reale per aggiungere una dimensione dinamica alle proprie rappresentazioni.

L’utilizzo dei Gemelli Digitali nelle comunità urbane può contribuire in maniera estremamente significativa al miglioramento della qualità della vita dei cittadini, portando vantaggi concreti alle realtà territoriali e offrendo importanti prospettive di sviluppo agli Enti Locali.

Alcuni dei principali ambiti di applicazione dei Digital Twins nell’ambito delle comunità urbane, riguardano, ad esempio:

• La gestione delle infrastrutture. Attraverso l’utilizzo di Gemelli Digitali, le città possono monitorare e analizzare in tempo reale la salute delle proprie infrastrutture, ottimizzandone la manutenzione preventiva, riducendo i costi e minimizzando le interruzioni dei servizi all’utenza.
• L’ottimizzazione della mobilità. Il Gemello Digitale di una rete di trasporto urbano può simulare e prevedere flussi di traffico, consentendo una pianificazione più efficace e soluzioni concrete ed immediate ai problemi di congestione e di viabilità.
• La gestione delle risorse energetiche, permettendo di monitorare e ottimizzare l’uso di energia, promuovendo l’efficientamento energetico e il miglioramento della qualità dell’aria in tempo reale, attraverso l’identificazione delle principali fonti di inquinamento e delle contromisure più appropriate da attuare.

I Gemelli virtuali sono quindi strumenti utili a migliorare e ottimizzare le attività di pianificazione urbana, possono essere utilizzati per simulare e analizzare efficacemente le varie proposte di sviluppo territoriale, per prevedere e gestire al meglio l’impatto delle nuove infrastrutture o delle modifiche a quelle esistenti. Ma rappresentano anche uno strumento d’avanguardia per la prevenzione e risposta alle calamità. Ad esempio, le città e i territori possono utilizzarli per simulare scenari di emergenza e per pianificare e testare anticipatamente le risposte e le azioni più adeguate.

Appare dunque evidente come gli Urban Digital Twin siano anche e soprattutto un potente strumento di interazione attiva con la cittadinanza, in grado di offrire potenzialità di sviluppo tali da permettere a utenti e residenti di avere una visione più chiara delle problematiche e delle peculiarità urbane e territoriali, di partecipare attivamente alla pianificazione e alle decisioni della propria comunità e di beneficiare di servizi personalizzati basati su dati reali, che si traducono in un miglioramento complessivo della qualità della vita della collettività.

Casi internazionali di Gemello Digitale urbano

Già da tempo molte città in tutto il mondo hanno iniziato a sperimentare e implementare con successo il concetto di Gemello Digitale. Sebbene la definizione di successo possa variare, anche in funzione della natura dinamica e in costante evoluzione dello strumento, molte di queste città hanno ottenuto risultati positivi in termini di miglioramento della pianificazione urbana, gestione delle risorse e coinvolgimento dei cittadini. Ecco alcune fra le realtà urbane che hanno mostrato risultati promettenti grazie all’utilizzo e all’implementazione dei Gemelli Digitali:

1. Singapore: la piattaforma Virtual Singapore è uno degli esempi più avanzati di un Gemello Digitale urbano. Consente la simulazione di scenari diversi per la pianificazione, la gestione delle emergenze e la ricerca.
2. Helsinki, Finlandia: la città ha sviluppato un modello 3D dell’area urbana, utilizzandolo per diversi scopi, tra cui la pianificazione urbana, la partecipazione cittadina e lo sviluppo di nuove applicazioni tecnologiche.
3. Cambridge, Regno Unito: utilizzando il Gemello Digitale, Cambridge ha potuto simulare e analizzare i modelli di trasporto per ridurre la congestione del traffico e migliorare la pianificazione delle infrastrutture.
4. Amsterdam, Paesi Bassi: Amsterdam ha sviluppato un Gemello Digitale per integrare dati in tempo reale, fornendo informazioni preziose per la pianificazione urbana e la gestione delle risorse.
5. Boston, USA: la città ha utilizzato il Gemello Digitale per visualizzare sviluppi futuri e valutare il loro impatto su vari fattori ambientali, contribuendo a prendere decisioni informate sulla pianificazione urbana.
6. Melbourne, Australia: anche se ancora in fase di esplorazione, Melbourne mira a utilizzare il Gemello Digitale per gestire meglio la crescita urbana, il trasporto e l’ambiente.

Ogni città ha affrontato e continua ad affrontare sfide uniche, utilizzando il Gemello Digitale secondo le modalità che meglio si adattano alle proprie peculiarità ed esigenze. Tuttavia, quello che accomuna tutti questi progetti è la volontà di utilizzare la tecnologia per migliorare la vita urbana, la gestione delle risorse e la qualità di vita della popolazione. Malgrado l’implementazione possa variare, il successo dei progetti si evidenzia nell’impatto positivo sulle comunità locali e sui loro abitanti, per disegnare un nuovo concetto di cittadinanza attiva e inclusiva che traghetti gli enti locali a grandi passi verso nuove frontiere della progettazione e della gestione urbana.

Il Gemello digitale di Bologna: un modello di innovazione e visione per le città di domani

Dopo aver elencato casi internazionali, andiamo a Bologna, dove il Comune ha recentemente approvato e presentato il progetto “Gemello Digitale di Bologna”, finanziato grazie ai fondi PON Metro per un investimento di 7 milioni di euro.
La visione ispiratrice dell’Amministrazione punta tutto sull’esigenza di rispondere alle grandi sfide del cambiamento proponendo un modello alternativo di cittadinanza attiva, in un’ottica di miglioramento della qualità di vita a 360° che renda i cittadini protagonisti dei grandi mutamenti sociali, economici e ambientali in una chiave progressista ed inclusiva.
L’obiettivo è quello di affiancare allo sviluppo tecnologico e agli investimenti per le grandi opere a favore della cittadinanza anche la lotta alle disuguaglianze culturali e territoriali, puntando sulla valorizzazione della conoscenza e sulla costruzione di nuove modalità di comunicazione, relazione e partecipazione fra gli abitanti e il governo del territorio.
A partire da questa visione, il Gemello Digitale di Bologna è stato concepito come una vera e propria infrastruttura civica a disposizione di tutta la città e si basa sulla messa in atto di progetti ambiziosi e investimenti consistenti, puntando alla transizione in ambito sociale, ambientale e tecnologico, pur mantenendo e valorizzando le radici e l’identità della comunità locale.
Bologna ambisce a diventare un epicentro di ricerca e innovazione. L’amministrazione cittadina gioca un ruolo chiave, promuovendo e sperimentando progetti e tecnologie d’avanguardia.
Nello specifico, il Gemello Virtuale di Bologna punterà prioritariamente sui seguenti obiettivi:

• Città della Conoscenza: riorientare lo sviluppo economico e sociale verso l’ambito della conoscenza, attraverso la riqualificazione di ampie zone urbane e l’attivazione di nuove politiche.
• Missione Clima: con l’ambizione di raggiungere una completa neutralità climatica entro il 2030, si prevedono investimenti in mobilità sostenibile, formazione e consapevolezza, efficienza energetica, gestione dei rifiuti e incremento delle aree verdi.
• Impronta verde: realizzazione di un vasto sistema di spazi verdi per potenziare la salute dei cittadini e la qualità della vita urbana.
• Missione per l’abitare: riduzione della pressione sul mercato immobiliare attraverso la creazione di diecimila nuovi alloggi nel corso del prossimo decennio.

Le partnership e le implicazioni etiche del progetto bolognese

La direzione e l’implementazione del progetto saranno nelle mani di un consorzio d’eccellenza, che comprende il Comune di Bologna (guida strategica), la Fondazione Bruno Kessler (guida tecnica e gestione del progetto), Alma Mater Studiorum – Università di Bologna (direzione scientifica), Cineca  (direzione tecnologica) e la Fondazione Innovazione Urbana (gestione della comunità), con il supporto della città di Barcellona e in collaborazione con altre città europee impegnate in iniziative simili. Il Gemello Digitale di Bologna fungerà anche da progetto guida a livello nazionale per il Centro nazionale HPC Big Data e Quantum Computing.

Il finanziamento iniziale del progetto è di 7 milioni di euro, derivanti dai fondi europei PON Metro. A questi si sommano ulteriori risorse destinate al progetto Officine della Conoscenza e al potenziamento dell’infrastruttura digitale comunale.

Il Gemello Digitale di Bologna si troverà inoltre a dover affrontare questioni sia legali che etiche relative ai principali pilastri del suo progetto: gli algoritmi dei sistemi di Machine Learning (ML) e Intelligenza Artificiale (IA) e i dati che li nutrono. Si impegnerà a rispettare tutte le normative internazionali, dell’UE e nazionali riguardanti la privacy e la salvaguardia dei dati personali, facendo riferimento a vari articoli e regolamenti, come l’art. 8 CEDU, Convention 108 +, artt. 7 e 8 della Carta dei diritti fondamentali UE, il GDPR, e la direttiva sull’ePrivacy .

Il progetto terrà anche conto delle raccomandazioni del Comitato europeo per la protezione dei dati e delle decisioni dell’autorità garante per la protezione dei dati personali. Una focalizzazione particolare sarà posta sulle regole attuali e future riguardanti lo scambio e la condivisione di dati fra tutti gli attori coinvolti, sia pubblici che privati.

Il Gemello Digitale riconosce inoltre l’importanza di sviluppare sistemi di IA in linea con i valori ed etica europei, rispettando le linee guida delle Ethics Guidelines for Trustworthy Artificial Intelligence della European Commission e lavorando attivamente per combattere gli stereotipi di genere, in accordo con la EU Gender Equality Strategy (2020-2025).