煉金 | 美國數字城市的人工智慧

煉 金

城市是人類繁榮的引擎。隨著城市建設獲得了高速發展，但是也伴隨著大城市病進一步加劇的問題。如何在有限的城市空間內創造更高的城市效率，建設更宜居的城市成為新時代發展新課題。

隨著人工智能技術在人們的生活以及產業發展方面的應用不斷深入，人們對未來「智慧城市」的新景象有了更高的期許。本文旨在探討人工智能和相關應用程序將如何解決現代城市中面臨的一些最緊迫的挑戰。

今天【煉金】欄目，我們將帶大家一起了解那些亟需通過物聯網和人工智能解決的城市問題。

本文作者/ Adie Tomer

作者履歷/研究員

在城市環境中定義人工智能

21世紀的每一項人類活動都創造了一條數據軌跡: 從商業交易、電話簡訊到導航。如果你有一部手機，只要從一個小區移動到另一個小區，你的手機信號塔就會在跳動的過程中產生一條數據軌跡。與此同時，基礎設施的設備已逐漸數字化，計算機行業的處理、存儲和分析軟件的能力也在不斷創新。我們現在已經在數據的浪潮中被淹沒了。

那麼問題來了，如何最大化數據的價值呢？

隨著環境傳感器和網路設備生產成本的不斷下降，可靠的移動通信和雲計算將物聯網(IoT)的概念帶入了我們的日常。物聯網代表的系統將使部署在各種環境的系統和設備上的傳感器能夠相互通信，增加數據移動的數量和速度。

一種新的數據驅動的城市管理方法在此誕生，即許多社區通常所說的「智慧城市計劃」。

而此計劃就是人工智能和機器學習發揮作用的地方。人工智能與機器學習相結合，非常適用於智慧城市項目的分析。機器學習可以通過城市中的各種系統處理大量的數據，並在適當的地方創建自動化的、實時的反應，並提供分析報告。

未來由於數據量將繼續呈指數級的增長，地方政府及其合作夥伴將有能力通過人工智能從數據洪流中最大限度地利用這些機會。基於這些原因，Gartner預計到2020年，人工智能將成為30%的智能城市應用程序的關鍵功能，而幾年前這一比例僅為5%。

那些亟需通過物聯網和人工智能解決的城市問題

就像世界上沒有相同的兩片樹葉，世界上也沒有兩個完全一樣的城市。在美國各地，一些地方面臨著人口膨脹的壓力，這往往是因為該區域有新的就業機會或宜人的天氣。相反的，許多老城市面臨著負人口增長的黯淡前景。然而，無論增長軌跡如何，地方主管人必須採取干預措施，提高當地居民的生活質量，幫助當地企業成長和吸引新企業，並提高環境韌性。以下幾點描述了各種城市面臨的一些最緊迫的挑戰。

● 氣候變化和城市恢復力

從最小的村莊到大城市，氣候永遠是對一個區域的生存構成最大威脅的要素。隨著自然環境的不斷變化，每個地方都必須為氣候的不穩定性做好準備。其中包括毀滅性的洪水、卡特里娜颶風、桑迪颶風和哈維颶風造成的災難與生命財產威脅。另外，各地還必須為更持久的不利氣候條件做好準備，無論是佛羅里達海平面上升、中西部洪水泛濫，還是西部山區極度炎熱和缺水的條件。從廢水基礎設施到土地利用，現在的城市根本就沒有設計過相應的環境系統來管理和應對這些氣候的環節。

故城市亟需一個新的議程，在多個層面上優先考慮環境恢復能力。因此，環境系統設計上需要考慮更廣泛的氣候情景；融資模式需要明確認識到氣候變化可能帶來的成本增加；而土地政策則更需要關注哪些土地適合人類發展，哪些土地應不受干擾。

●貿易行業的增強和吸引力

貿易是城市經濟的命脈。在城市邊界銷售商品和服務可以為社區帶來了新的收入，新的收入可以循環進入到其他的經濟領域——包括當地的餐館和當地的學校。企業產生的利潤對新產品和新員工的再投資也至關重要。如果成功的話，社區將建立起一個能夠創造長期生存能力的工業生態系統;如果貿易枯竭，整個城市將會失去活力。

為了在當今的全球市場上保持競爭力，美國企業必須能夠開發出利用最新技術平台的產品，這包括讓地方政府發揮重要作用。比如公共基礎設施網路應促進貨物、數據和人員有效公平的流動。教育和勞力力體系應該支持人才輸送管道，包括推廣能夠幫助管理自動化崛起的非常規技能。法律應該幫助投資資本流入社區，投資於企業和固定資產。同樣，法律應該在保護消費者隱私的同時促進數據的自由流動。

●收入和財富不平等程度的加劇

盡管許多美國宏觀經濟指標顯示出了強勁的長期增長能力——包括GDP水平、家庭總財富、甚至平均收入——但其影響在不同家庭中的情況並不相同。在通貨膨脹調整後，美國家庭收入中值1999年至2017年期間幾乎沒有增長。美國聯邦儲備委員會(Federal Reserve)的研究小組發現，只有40%的家庭有足夠的儲蓄來應付400美元或更高的意外成本。按種族劃分，薪水水平一直存在差距，甚至代際流動性也在下降。城市經濟如果不能為所有人服務，不能創造真正共享的繁榮之路，那麼這些地方就不能充分發揮其經濟潛力。

當地主管應該努力使所有人都應該負擔得起住房。這同樣適用於當地的基礎設施服務，如當地交通、水、能源和寬帶。政府服務應促進公眾獲得公共服務，包括數字技能培訓、數字金融服務和與身份證掛鉤的自動登記程序。而且，由於許多建築環境項目可能需要數年甚至數十年才能完全成熟——如大規模的住房建設或新能源網——因此，盡早將這些共同的價值觀編纂進同一系統至關重要。

●過時的治理模型

美國的政治和經濟地理位置並不一致。我們可以口頭上使用「城市」一詞來指地方經濟，但這些經濟現在已經遠遠超出了中心城市的邊界。事實上，地方經濟已經涉及到了一系列的城市、城鎮、村莊、縣和地區政府來管理共建。使用這種分散的治理模式，很難在整個大都市區域內設置共同的目標。例如，由於郊區和中心城市利益之間的緊張關係，美國大多市區一直難以實施道路定價政策。同樣，某些政府部門往往比大都市部門對數字未來更有準備，無論是從雇傭數據科學家的預算，還是從嘗試新產品和服務的意願的角度來說。

解決氣候不穩定、工業競爭力和家庭不平等問題需要協調行動，其中大部分是多學科性質的。都市圈需要一個促進不同地方政府之間合作的治理平台，減少由狹隘主義造成的摩擦。

●財政約束和風險承受能力

每個地方政府都面臨著財政能力的問題。無論地方人口和經濟增長率如何，地方政府都必須對當前的收入、未來的收入、其他州對其的支持水平，以及私人資本市場在借貸方面的承受能力做出預測和反應。因此，有限的財政資源可能會降低地方主管人對未來技術投資的容忍度，而這其中許多的技術如若未經驗證，可能不會產生積極的效果。總而言之，這在投資新型技術方面製造了摩擦，而投資新型技術通常需要更高的前期支出，才能產生長期經營成本的節約。

地方政府需要採取一些方法來增強人們對於包括人工智能在內的數位技術服務的信心。這其中包括在技術開發商、私人股權和政府採購商之間分散風險的新融資模式。其中支持地方政府間信息共享的公民項目至關重要。

●在城市環境中應對人工智能相關的挑戰

雖然人工智能和機器學習非常適合幫助管理城市和大都市地區面臨的挑戰，但人工智能並不是萬能藥。人工智能系統的設計和部署面臨著一系列獨特的挑戰，其中許多挑戰已經出現在美國的城市中。為了確保智慧城市項目及其相關的人工智能項目能夠在保護個人隱私的同時帶來經濟、社會和環境價值，我們必須直面這些挑戰。

將這些與人工智能相關的挑戰聯繫在一起的就是城市倫理的理念。開發人工智能服務及其相關算法將需要地方政府——以及州和聯邦政府的同行——編纂一套共同的道德準則。有時這些標準是特定於某個地方的，有時應該是國家標準。但在任何情況下，作為一個社會，我們都必須明確和有目的地對待我們的道德問題，並利用它們來告知人工智能算法本身，以及控制算法的管理原則。

●隱私問題

數字連接技術的出現引發了一場關於信息隱私的全球辯論。數字連接技術使得每一個個體簡單的出行,他們訪問的每個網站,每一個web服務的使用的監控都成為可能。核心的問題是誰應該擁有數據,政府應該如何管理數據的收集和使用,以及匿名化和加密數據的接受標準。

這些緊張的局勢已經在公開場合顯現出來。通過智慧型手機和汽車的定位跟蹤系統，我們有可能知道任何關於此人的信息，包括用相對較少的數據對一個人的身份進行三角定位的能力。但是，如果沒有數據跟蹤，也不可能啟用特定位置的服務，包括從蜂窩電話到拼車服務。同樣，準確的移動數據可以讓地方政府做出更明智的城市規劃決策，從哪里設置拼車點，到哪里建造更高的建築。

由於行業權力與個人信息控制的緊密相連，導致個人信息泄露的機會更多，我們必須在數據向公眾開放的程度與個人保護程度之間取得恰當的平衡。有些社會最初可能會拒絕像中國那樣的國家監控申請，但只要看看倫敦，就會發現這座城市充斥著人工智能協助的視頻監控。在數字時代，編纂法律倫理是保護適當數量隱私的唯一途徑。

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