CIDADES MAIS INTELIGENTES COM TECNOLOGIA E CIÊNCIAS SOCIAIS

Projetos sobre Smart Cities e Internet of Things envolvem as várias escolas do Iscte e estão a ser desenvolvidos no âmbito de mestrados e doutoramentos, além de parcerias com empresas e outras entidades.

João Ferreira.

João Ferreira - Investigador Istar

Quando faço uma utilização inteligente e eficiente da iluminação ou do sistema de climatização de minha casa, tenho uma recompensa evidente através da redução da fatura que pago no fim do mês. Quando uma câmara municipal faz o mesmo na rede de iluminação de uma cidade, o orçamento municipal beneficia dessa política. Mas o que acontece em espaços, como os hospitais, as repartições públicas ou as universidades, em que os utilizadores não são individualmente recompensados por comportamentos eficientes? Que mecanismos podem levar esses utilizadores muito diversos a terem comportamentos de maior responsabilidade ambiental e, também, de maior eficiência energética e, logo, económica?

INTERNET OF THINGS, IoT

 A digitalização, a internet das coisas (Internet of Things – IoT) e as comunicações 5G podem ser instrumentos poderosos para alcançar essa mudança de comportamentos. Permitem recolher e tratar enormes quantidades de dados, em tempo real, e a partir deles estabelecer padrões e tendências. Mas o que fazer a esses dados, se estamos perante um conjunto de utilizadores diversificados, aos quais não é possível propor soluções sistematizadas e estruturadas?

Para responder a essa questão, os especialistas em Ciências e Tecnologias da Informação (CTI) necessitam do apoio de outros saberes científicos, como a sociologia ou a psicologia, capazes de estudar e padronizar comportamentos coletivos e individuais, mas, acima de tudo, de avançarem com as ferramentas necessárias para propor modelos de mudança comportamental orientados a utilizadores específicos. E é precisamente isto que está a ser feito, neste momento, no Centro de Investigação em Ciências da Informação, Tecnologias e Arquitetura (ISTAR), do Iscte.

“O ISTAR aposta na multidisciplinariedade para encontrar soluções inovadoras para os desafios atuais nas áreas das cidades inteligentes, da transformação digital e dos desafios societais, focando-se sempre num desenvolvimento sustentável, quer ecológico, quer social e económico”, afirma Sara Eloy, diretora do Centro.

O projeto, coordenado por João Ferreira, do ISTAR, e financiado pela Fundação Calouste Gulbenkian, está a utilizar as instalações do Iscte como campo de investigação, através da monitorização da utilização, do ponto de vista energético, de zonas como as salas de aula, auditórios e espaços administrativos. Através de sensores e da transmissão de dados em tempo real é possível ter dados de contexto da realidade que nos rodeia, seja a temperatura, a humidade, a luminosidade, o consumo de energia, o ruído, a qualidade do ar ou a simples presença de pessoas. Estes dados, para além de fazerem um retrato da realidade, permitem, através de posteriores análises, identificar ineficiências e desperdícios e, assim, reduzir gastos.

No projeto é utilizada uma aplicação para dispositivos móveis, com representação dos dados em modelos 3D, introduzida pela equipa multidisciplinar em que a AEC (Arquitetura, Engenharia e Construção) desempenhou um papel muito importante com os modelos de Building Information Modeling (BIM). Este ambiente visualmente apelativo permite modelar comportamentos individuais, através da sugestão de ações personalizadas baseadas em comportamentos anteriores, tendo em vista um comportamento coletivo mais sustentável, através da redução do consumo energético em espaços partilhados. De forma a conhecer a eficácia dessa aplicação, além das medições de consumo, são realizados dois inquéritos aos utilizadores, no início e no final da investigação, o que permitirá observar a evolução comportamental.

Sílvia Luís, investigadora do Centro de Investigação e de Intervenção Social (CIS), do Iscte, considera que “o recurso às engenharias e ao IoT confere aos especialistas da área da psicologia a possibilidade de uma intervenção mais dirigida e adaptada às características de cada pessoa. Sabemos, caso a caso e com grande detalhe, qual a razão de cada comportamento, por exemplo, se é motivado por desconhecimento sobre o modo de atuar, ou se pela desvalorização dos benefícios daí resultantes. E, conforme essas motivações, é possível propor medidas e sugestões de melhoria”.

O projeto de investigação culminará com a elaboração de um manual de recomendações e boas práticas de eficiência energética para edifícios partilhados, em especial universidades. A multidisciplinariedade deste projeto beneficia do facto de, no mesmo campus do Iscte, desenvolverem a sua atividade investigadores e docentes de várias áreas, da arquitetura à engenharia, da gestão às ciências sociais e às políticas públicas. 

Uma das preocupações, nesta como noutras investigações em curso em que são utilizados dispositivos móveis e é recolhida grande quantidade de informação, prende-se com a proteção dos dados pessoais dos intervenientes. Além de toda a investigação ser realizada com participantes voluntários e com consentimento informado, os dados são devidamente anonimizados e sujeitos a regras de confidencialidade. Além disso, estas atividades são acompanhadas pela Comissão de Ética do Iscte.

WINTER SCHOOL

A par deste projeto multidisciplinar para a mudança de comportamentos em espaços públicos, o ISTAR desenvolve um vasto conjunto de atividades na área das smart cities, tendo realizado, no verão de 2019, uma summer school e uma conferência internacional sobre o tema, que juntou vários especialistas nacionais e estrangeiros. No centro dos debates estiveram os novos paradigmas de computação emergentes, novos serviços ligados à IoT, assim como as oportunidades que, sob o ponto de vista arquitetónico e urbanístico, podem conduzir à concretização de cidades mais eficientes, sustentáveis e com melhor qualidade de vida. 

Tendo em conta o sucesso da summer school de julho 2019, vai ser realizada uma nova versão, em fevereiro de 2020 (winter school), na qual será ainda abordada a temática do blockchain, com a participação de investigadores estrangeiros, de universidades da região de Lisboa e ainda de representantes do meio empresarial.

Sara Eloy - Diretora Istar

«O ISTAR aposta na multidisciplinariedade para encontrar soluções inovadoras para os desafios atuais nas áreas das cidades inteligentes, da transformação digital e dos desafios societais, focando-se sempre num desenvolvimento sustentável, quer ecológico, quer social e económico»

 OUTROS PROJETOS NA ÁREA DAS SMART CITIES

As smart cities e a IoT estão no centro de vários projetos, que envolvem diversos investigadores do ISTAR e ainda docentes e estudantes da Escola de Tecnologias e Arquitetura do Iscte, seja em laboratório ou em contexto de parcerias com empresas.

• Colaboração no projeto de instalação de 14 mil postos de iluminação inteligente em Tomar, iniciado em setembro 2019. Trata-se da instalação de lâmpadas led com camadas de inteligência, sensores para medir temperatura, intensidade e luminosidade em função do ambiente, com controlo remoto. O Iscte, em colaboração com a Cisco, desenvolveu toda a parte de comunicações, anteriormente baseada em GSM, e que passou a ser realizada através de comunicações LoRa (Long Range), que permite uma transmissão de muito baixo débito, pouco consumidora de energia, e que está a ser utilizado para realizar remotamente os updates de firmware de todo o sistema. Este projeto vai permitir a poupança de 700 mil euros por ano em energia. Como resultado desta colaboração, serão instaladas duas iluminárias LoRa no Iscte, que permitirão reduzir a fatura da energia. Duas teses de mestrado foram desenvolvidas no âmbito deste projeto.

• Colaboração com a empresa Evox num sistema de monitorização e gestão de resíduos, em que serão utilizados sensores que indicarão em tempo real o nível de enchimento dos contentores espalhados pela cidade. O ISTAR trabalhou na otimização da capacidade instalada, para que a recolha seja uniforme, com uma periodicidade pré-definida, permitindo reduzir custos operacionais em 30%. A experiência piloto decorre na cidade de Castelo Branco.

• Projeto sobre o carregamento de carros elétricos em condomínios, ou outros espaços em que a energia é partilhada. Trata-se de um sistema de IoT com sensores de medição de energia e autenticação através de dispositivo móvel. Este trabalho começou por ser desenvolvido numa tese de mestrado, depois num doutoramento, estando agora a ser testado para eventual comercialização em postos de carregamento público com recurso ao blockchain, dispensando os cartões de carregamento.

• Projeto sobre poupança energética numa creche da região de Lisboa, realizado por um estudante de mestrado. O trabalho consistiu na monitorização dos consumos relacionados com a iluminação e a climatização do estabelecimento e na elaboração de templates de visualização e ação padronizados, que permitiram alcançar poupanças de 20% na fatura energética.

• Participação no Laboratório de Dados Abertos da Câmara Municipal de Lisboa, através do qual as instituições universitárias e de investigação são convidadas a resolver desafios, nomeadamente relacionados com mobilidade e energia, a partir dos dados fornecidos por várias entidades que operam na cidade. Estão a ser desenvolvidos vários projetos, no âmbito do Mestrado de Sistemas Integrados de Apoio à Decisão.

• Solução para reduzir o congestionamento turístico das zonas históricas da cidade de Lisboa. Um sistema de deteção da atividade dos telefones móveis permite recolher dados sobre a concentração anormal de pessoas em determinadas zonas da cidade, especialmente as mais frequentadas por turistas. Essa informação é transmitida para uma aplicação de telemóvel, fornecendo informação aos turistas e aos operadores turísticos sobre as zonas a evitar. Este sistema, em fase muito avançada de desenvolvimento, permitirá uma gestão mais eficiente e sustentável da atividade turística na capital portuguesa.

Sílvia Luís - Investigadora do CIS

O recurso às engenharias e ao IoT confere aos especialistas da área da psicologia a possibilidade de uma intervenção mais dirigida e adaptada às características de cada pessoa. Sabemos qual a razão de cadacomportamento e as suas motivações.