Giorgio Agugiaro richt zich als assistent hoogleraar in 3D geografische informatie aan de TU Delft al tien jaar op de ontwikkeling van urban digital twins. Om te beginnen is de digitale versie van een gebouw ontzettend belangrijk om de energietransitie te versnellen, zo stelt hij. “Via een digitale versie van een gebouw kunnen we bijvoorbeeld het energie- en warmtegebruik optimaliseren. Maar ik kijk graag een stap verder. Met een digital twin van een hele wijk of stad kunnen we de impact van verduurzamende maatregelen zoals zonnepanelen op stedelijk niveau duidelijk in kaart brengen. Niet alle gebouwen zijn bijvoorbeeld geschikt voor zonnepanelen. Maar misschien is er wel een winkelcentrum in de buurt. Als we daar de zonnepanelen opleggen, kunnen andere panden in de buurt misschien ook gebruik maken van die zonne-energie. Uiteindelijk is het doel om samen tot een optimaal resultaat te komen”, zegt Agugiaro.
Digital twins zijn een goed voorbeeld van digitalisering in de bouw. Voor 4TU.Bouw, een samenwerking tussen de bouwkundefaculteiten van de vier technische universiteiten in Nederland, is digitalisering een van de belangrijke focusgebieden. Er werd een speciaal team opgezet om hier verder onderzoek naar te doen. Het Domein Aanjaag Team (DAT) ‘Digitalisering’ initieert nieuwe onderzoeken en is daarnaast het aanspreekpunt voor mensen uit de industrie, de topsectoren en de overheid. Digitals twins zijn voor het team een belangrijk onderwerp, net als mixed reality, artificial intelligence (AI), robotisering en automatisering. Samen vormen deze onderwerpen de vier hoofddoelstellingen van de DAT.
- In smart cities komen verschillende technologieën samen omdat alles staat met elkaar in verbinding staat. Om echt slimme steden te realiseren, is samenwerking tussen universiteiten, hogescholen en industrieën cruciaal.
- Binnen 4TU.Bouw worden verschillende technologieën, zoals digital twins, mixed reality, AI en automatisering, onderzocht.
- Digital twins versnellen de energietransitie door het energieverbruik van gebouwen te optimaliseren en duurzame maatregelen op brede schaal in kaart te brengen.
- AI optimaliseert gebouwgegevens voor efficiënt gebruik en voorspellend onderhoud.
Digitaal en fysiek in één
Waar digital twins meestal helpen bij planning of renovatie, richt mixed reality zich vooral op uitvoerende taken van de bouw, zoals reparaties. “Je hoort regelmatig dat na wegwerkzaamheden, straten of wijken langere tijd zonder stroom of internet zitten omdat de kabels in de grond kapot zijn gegaan. Dat kunnen we voorkomen met mixed reality. We kunnen de pijpen en kabels in de grond zichtbaar maken boven de grond (een combinatie tussen virtual reality en de echte wereld, red.)”, legt hij uit. Ook AI kan de bouw verder optimaliseren. “De algoritmes kunnen de data van bijvoorbeeld sensoren analyseren en zo een optimaal gebruik van een gebouw faciliteren. Daarnaast is het ook een goede manier om onderhoud te voorspellen. Als een pijp in de grond vervangen moet worden, dan is de kans groot dat andere pijpen in de omgeving wellicht binnenkort ook aan de beurt zijn. Met een slim algoritme kunnen we dit voorspellen en het onderhoud zo optimaal mogelijk inrichten”, aldus Agugiaro.
De diepte in
Voor de verdere ontwikkeling van technologieën en de implementatie ervan is samenwerking onmisbaar, zo stelt hij. De DAT Digitalisering organiseert dit jaar voor het derde jaar op rij een bijeenkomst tussen de vier technische universiteiten en veertien hogescholen in Nederland. “Een samenwerking met collega’s is heel verrijkend. Als je onderzoek doet, dan ga je vaak heel erg de diepte in op een specifiek onderwerp. Dat is belangrijk, want zo verzamel je veel kennis. Iedereen heeft zo zijn of haar eigen expertise. Maar door de samenwerking op te zoeken, blijf je ook in de breedte kijken en kun je de verschillende onderwerpen met elkaar verbinden.”
Wanneer is een stad echt slim?
Alle verschillende aspecten en onderzoeken komen samen in de toekomstige smart cities. Agugiaro: “Een slimme stad bestaat uit slimme gebouwen, dit is een lange keten van objecten en apparaten die optimaal samenwerken. Maar hoe integreren we alle apparaten en onderdelen met elkaar, hoe verzamelen we data en op welke manier kunnen we daarvan leren? Dat is de uitdaging!” Een stad is volgens de assistent hoogleraar pas echt slim als deze optimaal is ingericht voor de inwoners én bijdraagt aan een duurzamere wereld. “Zo kan een slimme stad via sensoren en data-analyses inwoners waarschuwen voor een mogelijke overstroming en kan de stad bijdragen aan het optimaal inzetten van de duurzaam opgewekte energie. Dat gaat niet alleen over de huidige systeem maar ook over het doorrekenen van verschillende toekomstscenario’s.”
Betrouwbare data
Voor de toepassing van de verschillende technologieën zijn betrouwbare data het uitgangspunt. Dat is ook meteen een struikelblok. “Het verzamelen van complete en betrouwbare data is niet makkelijk. Wie is er verantwoordelijk voor welke data en hoe wordt de privacy gewaarborgd? Ik heb ook nog geen passend antwoord op al deze vragen. Het is belangrijk om samen naar oplossingen en structuren te zoeken”, stelt hij. De overheid is volgens hem ook belangrijk bij het opstellen van regels. “Het gaat niet alleen om de technologie, ook om de regelgeving eromheen. Hoe kunnen we alles zo goed mogelijk inzetten? Ook de praktische kijk van bedrijven is belangrijk om uiteindelijk tot werkbare modellen te komen.”
Digitalisering in de gebouwde omgeving gaat ons leven makkelijker en duurzamer maken. Daar is Agugiaro van overtuigd. “Stel je voor dat de brandweer van alle huizen een digitale plattegrond beschikbaar heeft. Dan hoeven de brandweerlieden nooit meer te zoeken en kunnen zij meer levens redden en ergere schade vaker voorkomen. Zo zijn er nog eindeloos veel mogelijkheden om data in te zetten voor een veiligere en leefbaardere stad.”
Samenwerking
Als je dit artikel leuk vindt, lees dan ook:
