Maand: december 2021

Het ‘Future of urban tech’-project

Wie durft te voorspellen of wij technologie de baas blijven of dat het omgekeerde gebeurt? De zevende editie van de serie Bouwen aan duurzame steden – De bijdrage van digitale technologie gaat over prognoses, trends en signalen met betrekking tot de rol van technologie bij de ontwikkeling van steden, zoals het Future of Urban Tech-project van Cornell University in New York die ziet.

Een bron van nieuwe inzichten

Technologie heeft de planeet ten goede en ten kwade veranderd. Zal deze verandering doorzetten en welke richting zal domineren? Om deze vraag te beantwoorden hebben wetenschappers van het Jacobs Institute aan de Cornell University in New York een horizonscan gemaakt. Als onderdeel van dit ambitieuze project The Future of Urban Tech maakten ze een inhoudsanalyse van honderden recente wetenschappelijke publicaties, waaruit ze 217 signalen destilleerden. Deze signalen werden gegroepeerd in 49 deels tegengestelde trends. Elke trend is voorzien van een indicatie van tijdsbestek, waarschijnlijkheid en maatschappelijke impact. Uiteindelijk hebben ze zes prognoses gemodelleerd. Deze beschrijven dominante richtingen voor verandering.

Elke lezer kan het project dat wordt gepresenteerd door middel van een website, op eigen manier gebruiken. Ik ben uitgegaan van de 17 sectoren zoals gebouwde omgeving, logistiek, mobiliteit en energie en heb de daaraan gerelateerde trends verkend. Het is ook mogelijk om top-down te beginnen met een van de zes prognoses en de plausibiliteit ervan onderzoeken in het licht van de gerelateerde trends en signalen. Ik laat hieronder zien dat elk van de prognoses uitdagend is en uitnodigt tot verder lezen.

De selectie van de inhoud wordt ondersteund door dynamische afbeeldingen, die alle signalen, trends en prognoses met elkaar verbinden en de lezer in staat stellen de onderlinge relaties te overzien. Begin gewoon te scrollen en laat je nieuwsgierigheid de vrije loop en beslis na wat verkenningen hoe je systematischer te werk wilt gaan.

De website beschrijft elk van de prognoses, trends en signalen in het kort. Elk signaal weerspiegelt de inhoud van een handvol (populair) wetenschappelijke publicaties die kort worden samengevat. Lees de artikelen die je intrigeren of beperkt je tot de samenvatting.

Neem de tijd om deze site te verkennen, want je zult veel nieuwe inzichten en meningen tegenkomen.  De link naar het project staat aan het einde van dit artikel.

Hieronder zal ik enkele aspecten van de inhoud van het project toelichten, gevolgd door enkele kanttekeningen.

Zes prognoses

De prognoses weerspiegelen de veelheid aan standpunten in hedendaagse wetenschappelijke literatuur, wat lezers prikkelt om tot een oordeel te komen. Hieronder is de formulering van de prognoses in verkorte vorm overgenomen.

1. Alle gebouwen, huizen, verkeersmiddelen, de infrastructuur maar ook bomen en parken zullen met sensoren en camera’s worden verbonden en één web vormen

Nu al zijn veel gebouwen, bussen, treinen en wegen uitgerust met digitale detectie, maar ze zijn nog slechts in beperkte mate onderling gelinkt. Het komende decennium zal hierin verandering brengen, wat bijvoorbeeld een doorbraak zal betekenen in het beheer over de energiestromen. 

2. Steden zullen gebruikmaken van geavanceerde biotechnologie om de leefbaarheid te doen toenemen.

Groeiend inzicht in de menselijke afhankelijkheid van de natuur zal leiden tot het in kaart brengen van de fysiek-biologische wereld evenals de bedreigingen en de zegeningen daarvan voor mensen. Stadsbesturen zullen bomen, parken en waterwegen van sensoren voorzien om de vitaliteit van ecosystemen te meten en te beheersen.

3. Veerkrachtige corridors zullen het effect van de klimaatverandering matigen en burgers worden voorbereid op de onvermijdelijke schokken die komen gaan.

Steden zullen de CO2-uitstoot verminderen maar zich ook voorbereiden op de gevolgen van de onvermijdelijke gevolgen van klimaatverandering. Politieke en financiële machtscentra zullen worden geconcentreerd op plaatsen waar de impact van de klimaatsverandering met technische middelen beheerst kan worden.

4. Kunstmatige neurale netwerken zorgen voor geavanceerde vormen van machine leren met ongeëvenaarde voorspellende mogelijkheden die orde zal brengen in de chaos van het stedelijk leven.

Machine leren en kunstmatige intelligentie zullen ondoorgrondelijke ‘black boxes’ worden die beslissingen nemen zonder uitleg te geven. De ultieme vragen zijn of de machines waaraan we onze besluiten uitbesteden zelf nog wel bestuurd kunnen worden en of de impact van spontane ontmoetingen en menselijke ideeën verdwijnt als computers toch de beste oplossingen produceren?

5. Nieuwe Screen Deal die de risico’s en voordelen van stedelijke technologie herverdeelt.

“Alles op afstand” – leren, gezondheidszorg, werk en entertainment – wordt het nieuwe normaal. De voorspellende kracht van AI zal leiden tot conflicten over de concentratie van rijkdom en macht die digitale platforms veroorzaken. Maar aan de andere kant zullen nieuwe stakeholders juist rechtvaardigheid centraal stellen.

6. Een wereldwijze toeleveringsketen voor technologieën voor het maken van steden zal ‘de code van de stad kraken’

In de smart cities-beweging bestaat een spanning tussen top-down en bottom-up, tussen propriëtair versus open en tussen Big Tech en ‘Makers’. Een nieuwe stedelijke innovatie-industrie zal de overhand krijgen, maar is meer afgestemd op de maatschappelijke zorgen. Overheden zullen op hun beurt een duidelijker beeld hebben van de problemen die de industrie moet oplossen. Een publiek-private structuur voor investeringen en governance is onmisbaar om de kracht van Big Tech tegen te gaan.

Een paar opmerkingen

Zoals gezegd is elk van de zes prognoses gebaseerd op trends. Negen trends, in het geval van de laatste voorspelling. Elke trend wordt geïllustreerd door een handvol signalen, gedocumenteerd met behulp van verschillende publicaties. Een van de negen trends die de laatstgenoemde prognose ondersteunen, is ‘Regionale clustering van ondernemingen tot ecosystemen’, bijvoorbeeld New York, Londen, Berlijn en Amsterdam. Deze verwijst naar de groeiende kracht van lokale technologiehubs, ondersteund door regionaal kapitaal en waarbij overheden, startups, kennisinstellingen en burgers betrokken zijn. Deze concentratie kan zelfs leiden tot een nieuwe ‘ruimtewedloop’ tussen steden in plaats van landen.

Uit de onderliggende signalen blijkt echter dat deze ‘trend’ veel opener en onzekerder is dan de beschrijving rechtvaardigt.

Ik heb veel publicaties doorgenomen die een signaal documenteren en concludeerde steeds dat ‘trends’ in wezen de bandbreedte in kaart brengen waarbinnen zich ontwikkelingen binnen een domein zullen voordoen. Voor mij doet dit geen afbreuk aan de waarde van het project, want hoe meer twijfels er zijn over de toekomst en hoe meer inzicht we hebben in de krachten die deze vormgeven, hoe meer mogelijkheden we hebben om de toekomst te beïnvloeden.

Uiteraard moeten de zes prognoses aansluiten bij het open karakter van de trends. Om deze reden heb ik elk van de zes prognoses eveneens geherformuleerd als bandbreedtes van conflicterende ontwikkelingstendensen.

1. De commerciële of politieke belangen achter stedelijke technologie versus het welzijn van de burgers.

2. De strijd tussen (supra)nationale politieke macht versus ‘Big Tech’ over leiderschap over de technologische ontwikkeling.

3. Het onbeperkte doordringen van technologie in alle domeinen van de samenleving versus acceptatie van onvoorspelbare uitkomsten van menselijke interacties die het gevolg zijn van creativiteit, innerlijke motieven en intuïtieve beslissingen.

4. Beheersing van de natuur met behulp van biotechnologie versus het herstel van een evenwicht tussen mens en natuurlijke ecosystemen.

5. De concentratie van macht, politieke invloed en rijkdom door zeggenschap over technologie versus open licenties waardoor technologie ten bate van de hele wereldbevolking kan worden aangewend.

6. Oncontroleerbare autonome besluitvorming door machine leren en kunstmatige intelligentie versus het primaat van de democratische en gedecentraliseerde besluitvorming over de toepassing van technologie.

Bestuderen van het Future of Urban Tech-project is een rijke en tot nadenken stemmende leerervaring en heeft mede de inzichten gevoed die aan deze reeks ten grondslag liggen.

Je vindt het Future of Urban Tech-project achter de onderstaande link:

https://futureofurbantech.org/introduction/

Het ‘Boston Smart City Playbook’

Elke vertegenwoordiger van een technologiebedrijf die bij een gemeente aanklopt om kant-en-klare ‘slimme’ oplossingen te verkopen moet dit vooraf lezen. Deze post gaat over wat het Majors Office of New Urban Mechanics (MONUM) in Boston verwacht van hen verwacht maar zelden aantreft. Het is de zesde aflevering van de serie Steden van de toekomst, de rol van digitale technologie.

Jascha Franklin-Hodge, voormalig hoofd van MONUM herinnert zich een ontmoeting met vertegenwoordigers van een Fortune 500 technologiebedrijf dat een offerte had uitgebracht om alle lantaarnpalen in de stad uit te rusten met camera’s en sensoren. Op de vraag of deze apparatuur haar waarde elders al had bewezen, was het antwoord dat het bedrijf het op prijs zou stellen als Boston dit zou onderzoeken. Het behoeft geen betoog dat de stad dit ‘aanbod’ resoluut heeft afgewezen. Het was een van de vele vermoeiende ontmoetingen met enthousiaste verkopers die ‘veelbelovende’ technologische oplossingen aanbieden, zonder enige kennis van stedelijke problemen. Naar aanleiding hiervan besloten Franklin-Hodge en zijn collega Nigel Jacob om de feedback die zij normaal aan deze mensen geven, te verwerken in een document dat ze konden delen met bedrijven. Dit werd het beroemde Boston Smart City Playbook[1], met als voornaamste boodschap technologie aan te bieden die mensgericht en probleemgestuurd is.

Hieronder neem ik het boekje door, waarbij ik elk hoofdstuk parafraseer (cursief) en becommentarieer.

Stop met het sturen van verkopers

De inleiding van het boekje verzucht, stuur ons iemand die verstand heeft van steden, iemand die met de bewoners wil praten over wat ze wel (en niet leuk!) vinden aan Boston. Het MONUM-team stelt het op prijs als technologen komen praten over thema’s die er toe doen, in plaats van goed voorbereide pitches af te vuren. Gedeeld inzicht in stedelijke problemen en de aard van oplossing daarvan is de enige manier om een langdurige relatie tussen het bedrijf en de stad tot stand te brengen. Het team zal ook vragen stellen over voorbeelden van hoe het product elders heeft gewerkt of gefaald en benadrukt dat minder succesvolle toepassingen elders goed kunnen zijn voor Boston.

Hierbij komt volgens mij dat vertegenwoordigers van technologiebedrijven wel eens vergeten dat hun gesprekspartners zelf technologen zijn, die vaak beter opgeleid zijn dan zijzelf. Het ontbreekt de gemeentelijke gesprekspartners vaak aan geslaagde voorbeelden van elders zij hopen oprecht dat vertegenwoordigers van een technologie daarin kunnen voorzien. Helaas blijkt dat zelden het geval.

De beste oplossing is eigenlijk pre-competitieve triple-helix samenwerking tussen vertegenwoordigers van gemeenten, kennisinstellingen en bedrijven. Samen kunnen ze elkaars kennislacunes compenseren.

Echte problemen voor mensen oplossen

Medewerkers van gemeenten hebben vaak het gevoel dat het hun collega’s van bedrijven ontbreekt aan betrokkenheid bij en kennis over de zorgen van gewone mensen. Daarom roept het Playbook hen op te praten met werknemers, werklozen, ondernemers, kunstenaars, burgergroepen, belangenorganisaties en architecten voordat ze MONUM bezoeken. Het team wil graag weten wat bedrijven tijdens deze gesprekken hebben geleerd en vooral waarom hun producten voor deze mensen het verschil gaan maken.

Zo’n opdracht is moeilijk. Burgers spreken zich snel uit over hun problemen en komen ook met oplossingen. Maar deze oplossingen hebben zelden een technologische component. Daarbij moeten de tech bedrijven ‘bruggen bouwen’ en burgers naar hun mening vragen. Zelfs als de burgers de waarde van de voorgestelde technologieën niet zien, kan het gemeentebestuur daar toch  vertrouwen in hebben als oplossing voor de lange termijn.

Steek niet onmiddellijk de loftrompet over efficiëntie

Efficiëntie moet deel uitmaken van de oplossing van elk probleem, aangezien steden eindige hulpbronnen en oneindige behoeften hebben. Efficiëntie is echter nooit een motief in de fase waarin alternatieve keuzen worden afgewogen. Zodra een keuze is gemaakt, is aan de orde hoe deze zo efficiënt mogelijk uitgevoerd kunnen worden.

Voorbarig over efficiëntie praten vloeit  vaak voort uit voorbij gaan aan onderliggende politiek standpunten. De vraag is altijd hoezo efficiënt? Op basis van welke criteria, voor welke doeleinden en in wiens belang? Zoals Ben Green schreef in ‘‘The smart enough city’ (p. 14): For those on the front lines, words like “better” and “more efficient” are the tip of an iceberg, below which sit the competing interests and conflicting values of the city and the people who live in it. 

Volgens mij geldt hetzelfde voor het te pas en te onpas gebruik van het adjectief ‘smart’.

Om een ​​competente partner te worden, moeten vertegenwoordigers van techbedrijven niet alleen bekend zijn met stedelijke problemen, maar ook met het actuele politieke debat en de missie van burgemeester en wethouders. Wie in de discussie over technologische oplossingen voor stedelijke problemen argumenten als ‘kostenbesparing’ en‘efficiëntiewinst’ als hoofdmotieven noemt, zal direct worden doorgevraagd over de echte baten en voor wie.

Betere beslissingen, niet (alleen) betere data

De prijs voor de aankoop van technologie moet direct worden betaald.  Vaak kan een stad pas in de toekomst hiervan de vruchten plukken. Het probleem is dat het succes van de aangeschafte technologie minstens even sterk zal afhangen van de manier waarop deze wordt ingezet. Dit is op zijn beurt afhankelijk van het gedrag van de betrokkenen. Deze moeten zich vaak aanpassen en er moet gericht gestuurd worden om gedragsverandering teweeg te brengen. Technologische innovatie gaat meestal hand in hand met sociale innovatie of in ieder geval met gedragsverandering. Dat kan bijvoorbeeld zijn doorbreken van schotten tussen afdelingen waarvan de gegevens moeten worden gedeeld. In essentie is de kwaliteit van de data afhankelijk van hun vermogen om beslissingen te verbeteren. Betere beslissingen moeten op hun beurt leiden tot meer tevredenheid bij alle betrokken stakeholders.

Mijns inziens, denken vertegenwoordigers van techbedrijven te weinig na over de ‘zachte kant’ van het doorvoeren van technologische veranderingen. Bovendien verwaarlozen ze ‘after sales’-contacten, die hen waardevolle informatie kan opleveren over de impact van organisatorische omstandigheden op technologische innovatie.

We weten niet wat we aan sensoren hebben 

In 2015 schreef Ross Atkin[2] als criticus van smart cities, zijn ‘Manifesto for the clever city‘. In de ‘clever city’ wordt technologie radicaal bottom-up ingezet om de problemen die gewone burgers ervaren met zo min mogelijk data en op een voor burgers begrijpelijke manier op te lossen. In de smart city worden vaak netwerken van sensoren voorgesteld die enorme hoeveelheden data verzamelen die mogelijk gebruikt kunnen worden om problemen op te lossen. Maar veel problemen waar mensen last van hebben, zoals vervuiling, stank en fijnstof, zijn al jaren bekend evenals de oorzaken daarvan: fabrieken, zwaar verkeer en ongezonde woningen. Het installeren van een uitgebreide sensornetwerk vertraagt ​dan de oplossing van deze problemen.

Bovendien riskeren gemeenten jarenlang vast te zitten aan oplossingen die bedrijven ontwikkeld hebben ,zolang er geen standaarden zijn of er geen garantie van interoperabiliteit is. Vertegenwoordigers van technologiebedrijven moet gevraagd worden naar wat de goedkoopste oplossing is om kritieke data te verzamelen is en ook wat de interoperabiliteit van deze oplossing is.

Privacy in de publieke ruimte

De politie monitort videocamera’s verspreid over de stad en vervoerders gebruiken gps-trackers om de locatie van bussen en treinen te detecteren. Aangezien het observeren van personen in de openbare ruimte snel toeneemt, is de vraag wat de ondergrens is van privacy van burgers die altijd gerespecteerd moet worden. Vertegenwoordigers van techbedrijven moeten worden bevraagd om de privacy-risico’s van hun technologieën expliciet te maken en ook of deze technologieën voldoen aan te stellen eisen op het gebied van dataminimalisatie.

Het is mijns inziens aan steden om zowel richtlijnen op te stellen met betrekking tot internetveiligheid, beveiliging van privacy en dataminimalisatie maar ook expliciet te maken welke middelen wenselijk zijn voor misdaadbestrijding en handhaving. De  ontwikkelen van dergelijke richtlijnen is ook een kans voor pre-competitieve samenwerking tussen steden, bedrijven en kennisinstellingen.

Ben Green, ook voormalig lid van het MONUM team en nu docent aan de School of Public Policy, Michigan University, verwijst in zijn al genoemde werk ‘The smart enough city’ ook naar het Smart City Playbook en benadrukt dat the last thing to happen is that technology is considered as imminent and inevitable, thus beyond dispute and deliberation (p. 7).

Technologie moet altijd gerechtvaardigd worden door haar bewezen bijdrage aan menselijk welzijn.

Follow-up

Het Boston Smart City Play Book maakt duidelijk dat techbedrijven, voordat ze ‘oplossingen’ kunnen bieden, vertrouwd moeten raken met stedelijke uitdagingen, bij voorkeur door directe contacten met belanghebbenden en burgers. Bovendien willen steden ook betrokken zijn bij de ontwikkeling van deze technologieën. 

Het Playbook gaf aanleiding tot een reeks onderzoeks- en ontwikkelingsprojecten, bijvoorbeeld het Local Sense Lab[3], een losse groep sensortechnologen die sensoren en andere apparaten ontwikkelt met aantoonbare waarde voor inwoners van Boston.

[1] Boston Smart City Playbook

[2] Manifesto for the clever city

[3] Local Sense Lab

Verzamel betekenisvolle data en blijf ver weg van dataïsme.  

De vijfde aflevering van de reeks Bouwen aan duurzame steden: De rol van technologie gaat over de zin en onzin van big data. ‘Data is the new oil’ is het ergste cliché van de big data-hype tot nu toe. Nog erger dan ‘datagedreven beleid’. Ik dit artikel onderzoek ik – met digital twins als rode draad – wat de bijdrage van data aan stedelijk beleid kan zijn en hoe dataïsm, een religie die zelf de beleidsbepaling overneemt, kan worden voorkomen (lees hierover vooral Harari: Homo Deus).

Ik ben een tevreden gebruiker van een Sonos geluidssysteem. Toch moet de helpdeks er een enkele keer aan te pas komen. Nog onlangs en toen wist de helpdesk na vijf minuten dat mijn probleem het gevolg was van een defecte verbindingskabel tussen het modem en de versterker. Wat bleek, de helpdesk kon op afstand een digitale afbeelding genereren van de componenten van mijn geluidssysteem en hun verbindingen en zag dat de bewuste kabel geen signaal doorgaf. Een eenvoudig voorbeeld van een digital twin. Ik was er blij mee. Maar waar ligt de grens tussen zin en onzin van verzamelen van massa’s data.

Wat is een digital twin. 

Een digital twin is een digitaal model van een object, product of proces[2]. In mijn opleiding tot sociaal geograaf heb ik veel met kaarten te maken gehad, de oudste vorm van ‘twinning’. Kaarten hebben de basis gelegd voor GIS-technologie, die weer de basis is van digital-twins.   Geografische informatiesystemen relateren uiteenlopende data op basis van geografische locatie en maken hun samenhang in de vorm van een model inzichtelijk.  Als dit model met behulp van sensoren permanent met de werkelijkheid wordt verbonden, dan komen de dynamiek in de werkelijkheid en die in het model overeen en spreken we van een ‘digital twin’. Zo’n dynamisch model kan worden gebruikt voor simulatiedoeleinden, toezicht op en onderhoud van machines, processen, gebouwen, maar ook veel grootschaliger entiteiten, bijvoorbeeld het Nederlandse elektriciteitsnet.

Van data naar inzicht

Elke wetenschapsbeoefenaar weet dat data onmisbaarheid zijn, maar weet ook dat er een lange weg is te gaan voordat data tot kennis en inzicht leiden. Die weg begint nog voordat data worden verzameld. De eerste stap zijn aannames over het wezen van de werkelijkheid en dus ook de mogelijkheid om deze te kennen. Hierover is de nodige discussie gevoerd binnen de wetenschapsfilosofie, waaruit in het kort twee standpunten zijn gekristalliseerd, een systeembenadering en een complexiteitsbenadering. 

De systeembenadering gaat uit van de veronderstelling dat de realiteit bestaat uit een stabiele reeks van acties en reacties waarin naar wetmatige verbanden gezocht kan worden. Tegenwoordig neemt bijna iedereen aan dat dit alleen geldt voor fysische en biologische verschijnselen. Toch wordt er ook gesproken van sociale systemen. Het gaat dan niet om wetmatige samenhangen, maar om generaliserende aannames over menselijk gedrag op een hoog aggregatieniveau. De ‘homo economicus’ is daar een goed voorbeeld van. Op basis van zulke aannames kunnen ook conclusies worden getrokken hoe gedrag te beïnvloeden is.

De complexiteitsbenadering – die overigens ook een natuurwetenschappelijke achtergrond heeft – ziet de (sociale) werkelijkheid als een complex adaptief proces dat ontstaat uit ontelbare interacties, die – als het om menselijk handelen gaat – worden gevoed door uiteenlopende motieven. In dat geval wordt het veel moeilijker om generieke uitspraken te doen op een hoog aggregatieniveau en zullen interventies een minder voorspelbaar resultaat hebben. 

Verkeersmodellen

Verkeersbeleid is een goed voorbeeld om het onderscheid tussen een proces- en een complexiteitsbenadering te illustreren. Simulatie met behulp van een digital twin in Chattanooga[3] van het gebruik van flexibele rijstrooktoewijzing en fasering van de verkeerslichten, wees uit hierdoor de congestie met 30% kon afnemen[4]. Had men dit experiment in werkelijkheid uitgevoerd, dan was het resultaat waarschijnlijk heel anders geweest. Verkeersdeskundigen merken keer op keer op dat elke nieuw geopende weg na korte tijd vol slipt, terwijl het verkeersbeeld op andere wegen nauwelijks verandert. In de econometrie heet dit verschijnsel geïnduceerde vraag. In een onderzoek naar stedelijke verkeerspatronen tussen 1983 en 2003, stelden de economen Gilles Duranton en Matthew Turner vast dat autogebruik evenredig toeneemt met de groei van de wegcapaciteit. Dit is alleen te begrijpen vanuit een complexiteitsbenadering: Elke weggebruiker reageert namelijk anders op de opening of afsluiting van een weg. Die reactie kan zijn de rit naar een ander tijdstip te verplaatsen, een andere weg te gebruiken, met iemand anders mee te rijden, het openbaar vervoer te gebruiken of af te zien van de rit. 

Carlos Gershenson[5], een Mexicaanse computerspecialist, heeft verkeersgedrag onderzocht vanuit een complexiteitsbenadering en hij concludeert dat zelfregulering de beste manier is om congestie aan te pakken en de capaciteit van wegen maximaal te benutten. Als de gesimuleerde ingrepen in het verkeer in Chattanooga in werkelijkheid waren uitgevoerd, dat hadden duizenden reizigers binnen korte tijd hun rijgedrag aangepast. Zij waren de ‘smart highway’ gaan uitproberen, en als gevolg van geïnduceerde vraag, zou de congestie daar binnen de kortste tijd toenemen tot op het oude niveau. Iemand die het effect van verkeersmaatregelen zichtbaar wil maken met een digital twin, moet deze voeden met resultaten van onderzoek naar het geïnduceerde-vraageffect, in plaats van alleen historische verkeersdata te manipuleren.

De waarde van digital twins

Digital twins bewijzen hun waarde bij het nabootsen van fysieke systemen, dus processen met een parametrisch verloop. Het gaat dan bijvoorbeeld om de werking van een machine, of in een stedelijke context, de relatie tussen de hoeveelheid UV-licht, de temperatuur, de wind(snelheid) en het aantal bomen per oppervlakte-eenheid. Zo onderzoekt men in Singapore met behulp van digital twins hoe hitte-eilanden in de stad ontstaan en hoe hun effect verminderd kan worden[6]. De luchthaven Schiphol beschikt over een digital twin, die alle bewegende onderdelen op het vliegveld zoals rolbanden en -trappen toont. Daarmee kunnen monteurs in geval van storing onmiddellijk aan het werk[7]. Of de kosten van de bouw van zo’n model opwegen tegen de baten is niet bij voorbaat te zeggen.  Vaak ontwikkelen digital twins zich van klein naar groot, gestuurd door gebleken behoeften. 

Ook Boston heeft in 2017, met technische ondersteuning van ESRI, een digital twin van een deel van de stad ontwikkeld[8].  Er is een beperkt aantal processen in een virtueel 3D-model samengevoegd. Een daarvan is de schaduwvorming als gevolg van de hoogte van gebouwen.  Een van de geliefde groene ruimten in de stad is de Boston Common.  Het is al decennia gelukt om de ontwikkeling van hoogbouw langs de randen van het park en daarmee het beschaduwen ervan te beperken. Keer op keer komen projectontwikkelaars met nieuwe voorstellen voor hoogbouw. Met de digital twin kan het effect van de schaduwwerking van deze gebouwen worden gesimuleerd bij verschillende weersomstandigheden en in verschillende seizoenen (zie titelafbeelding). De digital twin is online te raadplegen, zodat iedereen deze en andere effecten van stedenbouwkundige ingrepen, thuis kan bekijken.

Vragen vooraf

Aan de bouw van een digital twin gaan drie vragen vooraf. In de eerste plaats wat de gebruiker ermee wil bereiken, vervolgens welke processen erbij betrokken gaan worden en welke kennis er van die processen en hun samenhang bestaat. Chris Andrews[9], als stedenbouwkundige werkzaam aan het ESRI ArcGIS platform, benadrukt de noodzaak om het aantal elementen in een digital twin te beperken en vooraf het verband ertussen te beredeneren: To help limit complexity, the number of systems modeled in a digital twin should likely be focused on the problems the twin will be used to solve.

Zowel het voorbeeld van de verkeersprognoses in Chattanooga, de vorming van warmte-eilanden in Singapore als het beschaduwen van de Boston Common laten zien dat onbewerkte data ontoereikend zijn om een digital twin te voeden. In plaats daarvan worden data gebruikt die het resultaat zijn van wetenschappelijk onderzoek, waarbij de onderzoeker zich tevens heeft afgevraagd of een systeem- dan wel een complexiteitsbenadering op zijn plaats is. In de woorden van Nigel Jacob, voormalig Chief Technology Officer in Boston: “For many years now, we’ve been talking about the need to become data-driven… But there’s a step beyond that. We need to make the transition to being science-driven in …… It’s not enough to be data mining to look for patterns. We need to understand root causes of issues and develop policies to address these issues.” 

Digital twins zijn waardevolle hulpmiddelen. Maar als zij gevoed worden met onbewerkte data, geven ze hooguit zicht op statistische verbanden en elke wetenschapper weet hoe gevaarlijk het is om daar conclusies uit te trekken: Trash in, trash out. 

Naarmate digitale tweelingen volwassen worden en meer vitale functies van steden in realtime vastleggen, rijst de vraag of dit de besluitvorming altijd zal verbeteren. Stedelijke maatschappelijke vraagstukken zijn ‘wicked problems’: Er zijn veel belanghebbenden met concurrerende belangen, uiteenlopende macht en invloed en incompatibele logica’s. Tegen deze achtergrond boeten meer data, snellere computers en ‘optimale’ oplossingen al snel in aan betekenis.

[1] https://singularityhub.com/2018/09/30/the-rise-of-dataism-a-threat-to-freedom-or-a-scientific-revolution/

[2] Digital Twins Haskoning

[3] Digital twins Future urban planning

[4] Digital Twins React to changes

[5] https://www.quantamagazine.org/complexity-scientist-beats-traffic-jams-through-adaptation-20200928/

[6] https://www.bloomberg.com/news/features/2020-12-01/singapore-climate-change-reducing-heat-takes-trees-and-technology

[7] Esri: Digital twin

[8] Boston digital twin 3D GIS

[9] https://www.esri.com/about/newsroom/arcuser/arcgis-a-foundation-for-digital-twins/

Digitale sociale innovatie: Welzijn voorop

De vierde aflevering in de reeks “Bouwen aan duurzame steden; de bijdrage van digitale technologie” gaat over digitale sociale innovatie en betreft mensen die met digitale middelen de samenleving willen laten gedijen en het milieu doen ontzien.

Digitale sociale innovatie – ook wel smart city 3.0 genoemd – biedt een vooralsnog bescheiden tegenwicht tegen de groeiende dominantie en de desondanks achterblijvende beloften van ‘Big Tech’.  Het gaat om “a type of social and collaborative innovation in which final users and communities collaborate through digital platforms to produce solutions for a wide range of social needs and at a scale that was unimaginable before the rise of Internet-enabled networking platforms.” 

Digitale innovatie in Europa heeft een boost gekregen door het EU-project Growing a digital social Innovation ecosystem for Europa (2015 – 2020) waaraan voor Nederland De Waag Society in Amsterdam participeerde. Een van de verworvenheden is een database van meer dan 3000 betrokken organisaties en bedrijven. Het is doodzonde dat deze database na het beëindigen van het project niet meer wordt bijgehouden en – zoals ik heb ervaren – snel aan actualiteit inboet. 

Veel organisaties en projecten kennen onderlinge verbindingen, doorgaans rond een ‘hub’. Behalve de Waag Society, zijn dat voor Europa, Nesta, Fondazione Mondo Digitale en het Institute for Network Cultures. Voor nieuwe projecten zijn deze vier organisaties ook uitstekende adviseurs. Belangrijke websites zijn: digitalsocial.eu (niet meer onderhouden) en de meer op bedrijven ingestelde techforgood

Een diversiteit aan invalshoeken

Om het veld van digitale innovatie beter te leren kennen kunnen verschillende invalshoeken worden gebruikt:

  • De aandacht voor uiteenlopende vraagstukken zoals energie en klimaat, lucht- en geluidsoverlast, gezondheidszorg en welzijn, economie en werk, migratie, politieke betrokkenheid, betaalbare huisvesting, sociale cohesie, onderwijs en vaardigheden.
  • De veelheid van hulpmiddelen variërend van open hardware kits voor het meten van luchtvervuiling, apparaten voor recycling van plastic, 3D printers, open data, open hardware en open kennis. Verder: social media, crowdsourcing, crowdfunding, big data, machine learning et cetera.
  • De verscheidenheid aan typen projecten: Webservices, netwerken, hardware, doen van onderzoek, adviseren, campagnes en evenementen, cursussen en trainingen, onderwijs en onderzoek.
  • Het uiteenlopende karakter van betrokken organisaties, ngo’s, not-for-profit organisaties burgerinitiatieven, onderwijs- en onderzoekinstellingen, gemeenten en in toenemende mate sociale en maatschappelijke ondernemingen.  

Deze vier invalshoeken komen hierna slechts aan de orde via de gekozen voorbeelden.

De nadruk ligt op een vijfde invalshoek, namelijk de verscheidenheid van doelstellingen van de betrokken organisaties en projecten.

Vervolgens sta ik stil bij hoe gemeenten digitale sociale innovatie kunnen stimuleren. Maar eerst de vraag wat de betrokken organisaties gemeen hebben. 

Een gemeenschappelijke noemer

Een aantal van deze organisaties heeft in 2017 het Manifesto for Digital Social Innovation opgesteld en daarin een aantal centrale waarden benoemd: Openheid en transparantie, democratie en decentralisering, experimenteren en adoptie, digitale vaardigheden, multidisciplinariteit en duurzaamheid. Deze geven betekenis aan de drie componenten van het begrip digitale sociale technologie:

Maatschappelijke vraagstukken. 

De veelheid aan thema’s van projecten op het gebied van digitale sociale innovatie is al vermeld. Binnen al deze thema’s neemt het perspectief van sociale ongelijkheid, diversiteit, menselijke waardigheid en gender een belangrijke rol in. In toepassingen op het gebied van stedenbouw verschuift hierdoor de aandacht deels van de fysieke omgeving naar de sociale omgeving: We’re pivoting from a focus on technology, IoT and data to a much more human-centered process, in de woorden van Emily Yates, smart cities director van Philadelphia.

Innovatie

Ben Green schrijft in zijn boek ‘The smart enough city’: One of the smart city’s greatest and most pernicious tricks is that it …. puts innovation on a pedestal by devaluing traditional practices as emblematic of the undesirable dumb city.’(p. 142). In digitale sociale innovatie verwijst de term innovatie verwijst innovatie eerder naar implementeren, experimenteren, verbeteren en opnieuw assembleren.  

(Digitale) technologie

Technologie is geen neutrale gereedschapskist die voor alle doelen gebruikt of misbruikt kan worden. Ben Green: We must ask, what forms of technology are compatible with the kind of society we want to build (p. 99). Gangbare technologieën hebben vorm gekregen vanuit commerciële of militaire doelstellingen. Technologieën die bijdragen aan ‘the common good’ moeten deels nog ontwikkeld worden. Aanhangers van digitale sociale innovatie benadrukken het belang van een robuust Europees open, universeel, gedistribueerd, privacy-bewust en neutraal peer-to-peer netwerk als platform voor alle vormen van digitale sociale innovatie.

Doelstellingen en focus

Als het om doelstelling of focus gaat, kunnen vijf typen projecten worden onderscheiden: (1) Nieuwe productietechnieken (2) zeggenschap (3) samenwerking (4 bewustmaking en (5) streven naar open access.

1. Nieuwe productietechnieken

Een groeiende groep ‘makers’ zorgt voor een revolutie in open ontwerp. 3D-productietools CAD/CAM-software is niet duur of beschikbaar in ‘fab labs’ en bibliotheken. Waag Society in Amsterdam is er een van de vele instellingen die een fab lab hosten. Dit wordt onder andere gebruikt om digitale sociale innovaties te ontwikkelen. Een voorbeeld was een 3D-geprinte prothese van $50 bestemd voor gebruik in ontwikkelingslanden.

2. Zeggenschap

Met behulp van digitale technologie kunnen burgers massaal deelnemen aan besluitvormings. In Finland mogen burgers voorstellen aan het parlement voorleggen.  Open Ministry ondersteunt burgers bij het maken van een ontvankelijk voorstel en verder bij de verwerving van de minimaal vereiste 50.000 stemmen. Open Ministry maakt nu deel uit van het Europese D-CENT-project een gedecentraliseerd sociaal netwerkplatform dat tools heeft ontwikkeld voor grootschalige samenwerking en besluitvorming in heel Europa.

3. Samenwerking

Het gaat om mensen in staat stellen om vaardigheden, kennis, voedsel, kleding, huisvesting uit te wisselen, maar omvat ook nieuwe vormen van crowdfunding en financiering gebaseerd op reputatie en vertrouwen. De deeleconomie is hard op weg een belangrijke economische factor te worden. Ook zijn wereldwijd duizenden alternatieve betaalmiddelen in gebruik.  In Oost-Afrika opent M-PESA (een mobiel financieel betalingssysteem) voor negen miljoen mensen de toegang tot beveiligde financiële diensten te worden. Goteo is een sociaal netwerk voor crowdfunding en samenwerking bij gezamenlijke die bijdragen aan het algemeen belang.

4. Bewustwording

Dit zijn instrumenten die informatie willen gebruiken om gedrag te veranderen en collectieve actie te mobiliseren. Tyzeis een besloten en online community voor familie, vrienden, buren en zorgprofessionals om rond een cliënt de onderlinge betrokkenheid te versterken en afspraken te maken, bijvoorbeeld voor bezoek. Safecast is de naam van een zelfgebouwde geigerteller waarmee een wereldwijde gemeenschap stralingsmetingen verricht en zo bewustzijn helpt vergroten in straling en (binnenkort) de aanwezigheid van fijnstof.

5. Open Access 

De open access-beweging (inclusief open inhoud, standaarden, licenties, kennis en digitale rechten) wil burgers mondiger maken. De City Service Development Kit (CitySDK) is een systeem dat open data van overheden verzamelt om deze uniform en realtime beschikbaar te stellen.  CitySDK helpt zeven Europese steden om hun data vrij te geven en biedt tools om digitale diensten te ontwikkelen. Het helpt steden ook te anticiperen op de steeds groter wordende technologische mogelijkheden, bijvoorbeeld een plattegrond waarop alle 9.866.539 gebouwen in Nederland zijn weergegeven, gearceerd volgens bouwjaar. Github is een platform voor samenwerking door inmiddels miljoenen open softwareontwikkelaars en draagt bij aan de een re-decentralisatie van de manier waarop code wordt gebouwd, gedeeld en onderhouden.

Ondersteuning door steden

Steden kunnen organisaties die digitale sociale innovaties nastreven in veel opzichten ondersteunen bij de aanpak van problemen. Ze kunnen zelf ook projecten op dat gebied starten. 

Er is wel een aantal voorwaarden.

  • Stedelijke problemen zijn altijd gecompliceerd, tegenstrijdig en verbonden met belangen en kennen zelden enkelvoudige oplossingen. Daarom moeten digitale sociale projecten, net als alle andere projecten, goed doordacht worden ingebed en hun raakvlakken met de andere aspecten van het beleid worden verkend.
  • De inzet van technologie, dus ook die in het kader van digitale sociale innovatie dient zich naadloos te voegen naar de stedelijke agenda, in plaats van dat er problemen worden geformuleerd die aansluiten bij verleidelijke technologieën 
  • De stedelijke agenda is onderdeel van een maatschappelijk krachtenveld gekenmerkt door een veelheid van vaak tegengestelde of ‘schurende’ inzichten, wensen en belangen. Digitale sociale projecten kunnen tegenwicht bieden aan de machtsverschillen tussen stakeholders en zo de stad rechtvaardiger, inclusiever en democratischer en de bewoners gelukkiger maken.
  • Digitale sociale projecten – maar zij niet alleen – kunnen een onderdeel zijn van het streven om uiteenlopende groepen binnen de stad ‘uit te dagen’ om problemen aan te pakken en te experimenteren.

Gegeven deze uitgangspunten is er een aantal manieren op digitale sociale innovatieve projecten te stimuleren. Gemeenten die dit willen kunnen veel baat hebben van de uitgebreide lijst van voorbeelden in de Digital Social Innovation Ideas Bank, An inspirational resource for local governments.

Financiering

Rechtstreekse ondersteuning door middel van subsidies, kopen van aandelen, leningen, social impact bonds, maar ook competities en matching, waarbij de gemeente het door de organisatie, bijvoorbeeld via crowdfunding verkregen kapitaal, verdubbeld. Een voorbeeld van een door de gemeente gefinancierd project is Amsterdammers, maak je stad.

Samenwerking

Betrokkenheid bij een project, variërend van gezamenlijke verantwoordelijkheid en daarmee veelal ook bijdrage in de kosten tot materiële ondersteuning door beschikbaar stellen van ruimte en vormen van dienstverlening, zoals in het geval van Maker Fairs of het Unusual Suspects Festival. Gemeenten kunnen ook samen een project oprichten en ondersteunen, zoals bijvoorbeeld Cities for Digital Rights. Een goed voorbeeld zijn de honderden commons in Bologna, waaraan de gemeente een deel van haar taken delegeert.

Inkoopbeleid

Projecten op het gebied van digitale sociale innovatie hebben een aanbod van bruikbare software opgeleverd, op tal van gebieden waaronder de verbetering van de communicatie met burgers en hun betrokkenheid bij het beleid. Consul is voor het eerst gebruikt in Madrid, maar heeft zijn weg gevonden naar 33 landen en meer dan 100 steden en bedrijven, en wordt gebruikt door meer dan 90 miljoen personen. In veel gevallen is er ook lokaal aanbod. Een alternatief is Citizenlab

Infrastructuur

Gemeenten zouden ernstig moeten overwegen een fab lab in te richten of te ondersteunen. Fab Foundation is hierbij behulpzaam. Een ander voorbeeld is the Things Network en de Smart citizen kit. Beide zijn open tools waarmee burgers en ondernemers een IoT-toepassing tegen lage kosten kunnen bouwen. Deze voorzieningen kunnen ook worden gebruikt om met burgers in een buurt lawaaioverlast, lichtvervuiling of stank te gaan meten, zonder dat er een kostbaar sensornetwerk aangelegd hoeft te worden.

Training van vaardigheden

Gemeenten kunnen burgers en scholieren gerichte programma’s aanbieden voor het trainen van digitale vaardigheden, of organisaties ondersteunen die dit kunnen uitvoeren, via een combinatie van fysieke en digitale middelen. Een van de opties is het programma leugendetector, ontwikkeld door een non-profit organisatie die jonge kinderen leert manipulatieve informatie op (sociale) media te herkennen en te weerstaan.

Incubaters en accelerators

Dit soort organisaties treffen we vooral aan in de wereld van startups, waarvan overigens ook een aantal een maatschappelijke impact heeft. Ook voor jonge DSI-organisaties zijn gerichte begeleidingsprogramma’s aanwezig. In Nederland is dat de Waag Society in Amsterdam. Een typische ‘tech for  good’ incubator in het VK is Bethnal Green Ventures. Een organisatie die ook het Nederlandse Fairphone heeft helpen groeien. In Nederland zijn verder verschillende startup in residence-programma’s actief die ook een rol kunnen spelen bij de ontwikkeling van DSI-organisaties.

Een digitaal-sociaal innovatief moonshot naar bruto menselijk geluk

Het is af en toe nodig om vooruit te denken en beleidsmakers wakker te schudden en daarbij de vraag naar de implementatie even opzij te zetten.  Een mooi voorbeeld daarvan vanuit een digitaal sociaal innovatie perspectief is het moonshot dat Jan-Willem Wesselink (Future City Foundation), Petra Claessen (BTG/TGG). Michiel van Willigen en Wim Willems (G40) en Leonie van den Beuken (Amsterdam Smart City) in het kader van ‘Missie Nederland’ van de Volkskrant[1] hebben geschreven. Met dit stuk kunnen heel wat DSI-organisaties aan de slag! Ik eindig met de hoofdpunten hiervan:

In 2030 …

… is geen enkele Nederlander meer digibeet, in plaats daarvan is elke Nederlander digitaal vaardig.

… heeft elke inwoner van Nederland toegang tot hoogwaardig internet. Dat betekent dat elk huis wordt aangesloten op snel vast en mobiel internet en elk huishouden in staat is om apparaten te kopen waarmee toegang mogelijk is. Een goede laptop is net zo belangrijk als een goede koelkast.

… wordt het internet op een nieuwe manier gebruikt. Toepassingen (software en hardware) worden vanuit de gebruikers gemaakt. Met als uitgangspunt dat iedereen ze kan gebruiken. Programma’s en de daarvoor benodigde algoritmen worden zo geschreven dat ze ten dienste staan van de samenleving en niet van het bigtech-bedrijfsleven.

… heeft elke inwoner van Nederland een ‘self-sovereign-identity’ waarmee ze vrij, binnen de context van hun eigen grenzen, digitaal kunnen opereren en acteren.

… is nieuwe technologie ontwikkeld die de inwoners en bedrijven de kans mee te denken en beslissen over en mee te ontwikkelen en handelen aan welzijn regio’s, steden en dorpen.

… hebben alle Nederlandse politici verstand van digitalisering en technologisering.

… is het Nederlandse bedrijfsleven leidend in de ontwikkeling van deze oplossingen.

… zorgt dit alles voor meer welzijn en niet alleen voor meer welvaart.

… is het internet weer van ons.

Een wat uitgebreidere toelichting tref je aan onder deze link

https://amsterdamsmartcity.com/moonshot

[1] https://www.volkskrant.nl/wetenschap/niemand-nog-laaggeletterd-en-nederland-co2-negatief-dit-zijn-de-zes-winnende-inzendingen-van-missie-nederland~bc7a2cf7/