Quando il digital twin arriva in città: il caso Tampere

Il progetto portato avanti da una delle aree cittadine più popolate della Finlandia rappresenta un caso utile da conoscere
17 Maggio 2024 |
Marta Abbà

Si inizia con un obiettivo concreto, chiaro e raggiungibile, che porti benefici rapidi e semplici da far percepire o comunicare ai cittadini e che, possibilmente, li coinvolga in prima persona. Si inizia con un’area di modeste dimensioni, scelta con cura e responsabilità, perché sia funzionale a diventare il nucleo di un progetto ad ampia e generosa fioritura, ma anche popolata e vissuta. Non deve assolutamente essere percepito come una iniziativa per l’élite.

Si inizia anche mostrandosi da subito trasparenti e disponibili a fare rete e collaborare, avendo come fine ultimo – e comune – quello di migliorare la vita di chi risiede in città, che sia una persona singola, un’organizzazione o un’associazione.

L’esperienza di Tampere sui gemelli digitali urbani (urban digital twin) mostra prima di tutto che per farcela… bisogna iniziare da qualche parte, in qualche modo. Il progetto portato avanti da una delle aree cittadine più popolate della Finlandia rappresenta un caso utile da conoscere. Contiene, più di molti altri sparsi nel mondo, numerosi spunti, tanto da distinguersi tra le smart city per la capacità di dimostrare in modo evidente come partire col piede giusto sia importante e vincente. Anche e soprattutto quando si tratta di implementare in ambito city una tecnologia che fino a qualche tempo fa sembrava un’esclusiva del manifatturiero, o quasi.

La prima mossa compiuta da Tampere era focalizzata su alcuni concreti e circoscritti obiettivi: testare i veicoli autonomi in realtà virtuale, pianificare e monitorare lo sviluppo urbano e migliorare la comunicazione tra cittadini, funzionari e organizzazioni indipendenti. Pur agendo in un solo quartiere, l’amministrazione è riuscita comunque a mostrare a tutta la città (e al mondo) l’applicabilità, la fruibilità e le potenzialità degli urban digital twin, presentandoli come la base necessaria per la rivoluzione tecnologica dell’intera città, in chiave inclusiva e accogliente. Una base solida, perché Tampere, costruendovi sopra il suo digital twin cittadino, è riuscita a conquistare il premio Smart City per le Tecnologie Abilitanti in occasione del gala dei World Smart City Awards assegnati durante lo Smart City Expo World Congress 2023 a Barcellona.

Una rivoluzione con epicentro in Hervanta

Per scoprire le origini del progetto finlandese incoronato come “gemello urbano-sociale” tra i migliori al mondo, bisogna raggiungere Hervanta, un grande sobborgo di Tampere. È da qui che l’amministrazione ha infatti deciso di iniziare a sperimentare sul campo il concetto di gemello digitale, con l’idea di sfruttarlo per lo sviluppo del trasporto pubblico autonomo. In particolare, quello che aveva in mente era la realizzazione di una rete tranviaria innovativa, da associare a un lavoro di preparazione funzionale alla pianificazione per l’uso di veicoli autonomi basato sullo studio di una rete di sensori e antenne per la fornitura della connettività necessaria.

Approcciato con quest’ottica, il digital twin non è piombato dall’alto su Tampere, sui suoi cittadini e sul suo bilancio, rischiando di apparire ai più come un capriccio o un inutile sfoggio tecnologico. Si è invece subito dimostrato un prezioso strumento di apprendimento e di evoluzione, raccogliendo informazioni da diversi sistemi e fonti di dati e ricreando con precisione l’intero quartiere, con tanto di alberi e segnali stradali, grazie a un motore di realtà virtuale avanzato.

Non solo, questo strumento, anche se intangibile, si è rivelato anche una delle piazze più importanti dell’area per quanto riguarda il networking e la comunicazione. Una sorta di agorà digitale al servizio sia dei soggetti direttamente coinvolti – oltre 20 tra enti, appaltatori e funzionari governativi – sia dei singoli privati cittadini e di tutte le organizzazioni attive o interessate a questo quartiere. Fondamentale, infatti, è stato offrire a questi ultimi la possibilità di consultare il progetto (oltretutto finanziato con fondi pubblici) e di monitorare lo stato di avanzamento, i vantaggi, i next step con tempestività e trasparenza. Due valori sempre più apprezzati in un’era del tutto e subito.

In tal senso, il digital twin realizzato in Finlandia ricorda come qualsiasi iniziativa per i cittadini e/o da loro finanziata, nonostante la tecnologia hard utilizzata dagli addetti ai lavori, richieda una facciata “for dummies”. La sua dashboard deve infatti presentare dati in modo visivo e di immediata e facile comprensione, sia per poter soddisfare una platea di curiosi più ampia possibile, sia per facilitare il flusso di lavoro, assicurando una comunicazione senza intoppi tra tutti i soggetti attivi.

La ricchezza del solo database ottenuto per la realizzazione della tramvia ha reso palese il potenziale trasformatore del digital twin grazie alla sua capacità di raccolta e ottimizzazione di dati e informazioni. Ampliando area e ambiti di interesse, aveva infatti tutte le caratteristiche per diventare un sandbox adatto a molteplici scopi: la pianificazione della rete 5G, per esempio, come tante altre soluzioni in chiave Smart City e di sviluppo urbano.

Se già il suo primo nucleo aveva permesso di testare i veicoli autonomi in realtà virtuale, il futuro gestire lo sviluppo urbano, rendendo data driven le decisioni dell’amministrazione, in un futuro molto prossimo avrebbe potuto innescare lo sviluppo di aree urbane sostenibili, sicure ed ecologiche. Tre aggettivi che ritroviamo sul podio delle priorità della maggior parte delle reali o aspiranti smart city attente all’impatto sociale, economico e tecnologico dei propri investimenti in innovazione. Per dare alla parola smart una declinazione concreta e, soprattutto, utile.

Hervanta diventa una sineddoche: il progetto cresce

Giunti a questo punto, inevitabile proseguire scoprendo le sorti, i pregi e gli aspetti migliorabili del gemello digitale dell’intera città di Tampere. Quello di Hervanta sappiamo infatti essere stata la versione iniziale del Tampere 3D Unity Model premiato. Quello che ha affiancato e tuttora affianca l’amministrazione locale nel pianificare i futuri sviluppi della città ma anche nell’informare e coinvolgere i cittadini e nell’invitare le aziende a sviluppare i loro servizi sul territorio, a beneficio di chi ci abita, sia in termini di fruizione che di occupazione.

Questa iniziativa, realizzata in modo congiunto dalla città di Tampere e dall’Università cittadina, finanziata dal Fondo europeo di sviluppo regionale, è presto diventata uno strumento essenziale per poter valorizzare al meglio l’enorme quantità di dati che una città è in grado produrre. Aiuta a farlo l’amministrazione stessa, abilitando un decision making più consapevole e responsabile, ma anche le imprese. Di fronte a un quadro generale ricco, vario e perfino 3D della città, sono infatti anch’esse incoraggiate a implementarvi sperimentazioni e innovazioni, rendendola sempre più smart. Quindi anche sostenibile, sicura ed ecologica.

Dimenticato un sottile senso di iniziale invidia per i residenti del quartiere pilota Hervanta, tutti quelli di Tampere hanno poi potuto giocare, informarsi e interagire con la propria città e il proprio singolo quartiere attraverso la realtà aumentata o virtuale, anche grazie alla gamification che ha reso molti processi più accessibili e gradevoli. Un rapporto ente pubblico-cittadini ben lontano dagli sbuffi per i ritardi e la pesantezza burocratica a cui si è abituati, un rapporto destinato a diventare da sogno a realtà modello, anche su larga scala. Le attuali sfide globali, infatti, richiedono di fare rete e qualsiasi strumento possa aiutare in tal senso diventa essenziale per il futuro del pianeta, città per città.

Il “backend” di un gemello digitale

Se si teme di dover mettere il futuro del pianeta, e il nostro personale, nelle mani di un gemello digitale, di un giovinetto nemmeno appartenente alla specie umana,  si può tirare un sospiro di sollievo. Nonostante la sua potente carica innovativa e disruptive, questo paradigma tecnologico compirà 23 anni. Dobbiamo infatti il suo nome al tecnologo Michael Grieves che lo ha coniato nel 2001, e dobbiamo la sua esistenza a tutti coloro che hanno contribuito allo sviluppo delle tecnologie che lo compongono.

Il digital twin è infatti un concetto, in un certo senso un prodotto in cui una serie di tecnologie, opportunamente combinate, consegnano una replica virtuale di un oggetto, di un processo, di un sistema o di una qualsiasi entità del mondo reale, città comprese. Quelle essenziali per la sua esistenza sono senza dubbio l’Internet of Things (IoT), l’Intelligenza Artificiale (AI), l’analisi dei dati, il cloud e la connettività mobile 5G. Senza di esse sarebbe infatti impossibile riuscire a creare modelli digitali in grado di descrivere o simulare le condizioni e i comportamenti del loro corrispondente reale. Non è un caso che si tratti di tecnologie che ruotano attorno ai dati, il patrimonio che ogni città possiede e che alimenta giorno per giorno e che proprio il gemello digitale ha il talento di saper valorizzare e ottimizzare in modo profondo e continuativo. Proprio il suo essere in real time sempre aggiornato con il suo corrispettivo reale, lo rende un’innovazione che mai invecchia, anzi, sempre in grado di offrire nuove opportunità o di coglierle con grande apertura e flessibilità.

Lo stesso vale per le fabbriche che in un certo senso si possono considerare delle piccole città. Infatti è stata proprio l’industry 4.0 la prima ad accogliere i digital twin quando ancora erano novità, applicandoli per simulare e ottimizzare processi su tutta la supply chain, se non per migliorare la manutenzione preventiva, rendendola più mirata e personalizzata. Quello del manufacturing resta un campo da gioco che può regalare ancora molte vittorie e sorprese ai digital twin, nonostante lo abbia già ben sperimentato. Quello delle smart city rappresenta invece un nuovo spazio di applicazione ricco di nuove sfide e, allo stesso tempo, di nuove possibilità di evoluzione tecnologica da estendere in futuro ad altri campi, in chiave di contaminazione trasversale.

Questo strumento di comprensione e l’analisi dell’ecosistema cittadino non solo lo replica. Non si tratta infatti di un modellino digitale, di un plastico immateriale. La tecnologia che lo compone è studiata per far evolvere virtualmente questa copia, in modo da poter simulare per esempio nuove ipotesi di politiche urbane in modo intelligente, supportando i decisori. È anche in grado di aggiornarsi automaticamente, mostrando in ogni momento lo stato reale della città grazie a una raccolta ampia di dati e della loro attenta, varia e impegnativa elaborazione. Nel compiere questa magia, giocano un ruolo essenziale i sensori (IoT) come preziose fonti di informazioni, sia statiche che dinamiche. Soprattutto quelli in grado di fornirle in tempo reale sono fondamentali per rendere vivo e sempre aggiornato il gemello.

La palla (e i dataset) passa poi alle soluzioni di predictive analytics che trasformano questi dati, assieme a quelli ugualmente preziosi ma di archivio, in nuovi scenari simulati, lasciando evolvere nel tempo il sistema da essi descritto. Giocando con i parametri dei modelli impiegati si può esplorare ogni se fosse, ottenendo numerose e diverse previsioni del comportamento collettivo di agglomerati urbani. In questa proiezione verso il futuro, un altro ruolo importante è quello giocato dall’Intelligenza Artificiale, senza trascurare il 5G, funzionale ma spesso trasparente agli occhi di chi lo sfrutta.

Emergente ma promettente anche il ruolo che sta ricoprendo sempre più spesso l’High performance computing (Hpc) nella realizzazione di gemelli digitali. È infatti quella tecnologia che li può rendere in grado di acquisire nel tempo una grande quantità di informazioni per effettuare poi stime più precise su come potrà continuare ad evolversi nel futuro, regalando agli utenti la libertà di simulare ogni scenario immaginabile. Chissà che in futuro non ci sarà spazio anche per altre tecnologie oggi lontane ma vicine alla nostra quotidianità, oggi assenti semplicemente perché non hanno, e non abbiamo, ancora trovato il modo di integrarle in maniera semplice e allo stesso tempo virtuosa e fruibile.

Queste due condizioni sono stringenti perché da sempre rappresentano i punti di forza dei digital twin e si proiettano su tutti e tre i livelli in cui li si può scomporre. Quello dei dati, che comprende le diverse fonti di informazioni che permettono di conoscere la città e ciò che vi accade. Quello dell’analisi, in cui avvengono la modellazione 3D, la simulazione e l’elaborazione dei dati. E quello del decision-making, che sfrutta modelli matematici, logici o simulativi per suggerire cosa fare, sia a chi opera sul campo, sia a chi sviluppa strategie, sia a chi è chiamato a prevedere e fornire scenari di possibilità oggi sempre più complessi da immaginare.

Questo mix di tecnologie multilivello in continua evoluzione rappresenta uno strumento liberamente declinabile in ogni ambito e, all’interno dei singoli ambiti, utilizzabile per diversi scopi. Anche solo restando focalizzati sul gemello digitale urbano, si possono immaginare numerosissime applicazioni, molte delle quali anche in fase di realizzazione.

Spesso l’obiettivo principale è quello di migliorare la qualità della vita dei cittadini, senza trascurare l’esigenza di offrire vantaggi concreti alle imprese e nuove prospettive di pianificazione e sviluppo agli enti locali. Come? Partendo da dove?

Dalla gestione delle infrastrutture: il digital twin permette di monitorare e analizzare il loro stato di salute in real time, abilitando azioni di manutenzione preventiva che portano a una decisiva riduzione dei costi, minimizzando anche le fastidiose interruzioni dei servizi. Dalla mobilità urbana: il digital twin può simulare e prevedere i flussi di traffico dei mezzi privati e quelli di utilizzo di quelli pubblici, per suggerire una migliore pianificazione e nuove soluzioni ai problemi di congestione e di viabilità. Dall’energia: il digital twin è lo strumento oggi più adatto per monitorare i consumi ad ampio raggio, in maniera aggregata e non, ottimizzandoli e promuovendo buone pratiche di efficientamento data driven. Dalla qualità dell’aria: il digital twin riesce a identificare in tempo reale le principali fonti di inquinamento, suggerendo anche una gamma di possibili contromisure appropriate da mettere in atto. Dallo sviluppo territoriale: il digital twin aiuta a immaginare i tanti futuri possibili di una città per capire, prevedere e gestire al meglio l’impatto delle ipotetiche nuove infrastrutture o delle possibili modifiche che si stanno prendendo in considerazione. Da calamità ed eventi estremi: il digital twin può aiutare a gestirli, simulando prima, scaramanticamente, i possibili scenari di emergenza, per individuare e testare anticipatamente le risposte e le azioni più adeguate. Dalla partecipazione dei cittadini: il digital twin mostra a chiunque in modo più chiaro le problematiche e le peculiarità urbane e territoriali di una città, permettendo a chi desidera di diventare parte attiva e propositiva, oltre che di beneficiare di servizi personalizzati basati su dati reali. Dal fare rete con imprese: il digital twin raggiunge, collega quelle operanti o interessate al territorio, offrendo loro un luogo virtuale altamente performante per sperimentare servizi e condividere informazioni.

Il futuro dei digital twin… e dell’Italia

Già nell’anno corrente dovremmo poter assistere a un’accelerazione dell’adozione dei gemelli digitali urbani, secondo gli esperti. Sul piano globale, ma ci si augura anche su quello nazionale. Se mantiene le promesse fatte, questo cluster di tecnologie è infatti più che mai adatto a risolvere i problemi che il nostro Paese, più di molti altri, presenta. La vecchiaia delle città e l’estrema fragilità di fronte alle catastrofi e agli eventi climatici estremi sono infatti due aspetti particolarmente problematici per l’Italia. Numeri alla mano, paghiamo la nostra arretratezza, digitale e non, e il nostro analfabetismo IT in termini di vittime umane e danni permanenti, ambientali, economici e sociali.

Non è un urban digital twin che ci può salvare da solo, e nemmeno una squadra di digital twin avrebbe grandi probabilità di riuscirci. Nessuna tecnologia può diventare la bacchetta magica o lo scudo che ci rende invulnerabili, ma alcune hanno le caratteristiche giuste per poter innescare una svolta decisa e sempre più necessaria e urgente. Il gemello digitale è tra queste perché riuscirebbe ad affiancare i pianificatori e gli amministratori locali nel soddisfare la crescente richiesta infrastrutturale dei cittadini e delle imprese, suggerendo soluzioni innovative e permettendo di simularle a basso costo. Un aspetto particolarmente cruciale per le città più vecchie che soffrono ogni intervento ma che non possiamo permetterci di non adeguare agli attuali standard e accadimenti. Un aspetto ugualmente cruciale anche per l’ecosistema economico che ha bisogno di fluidità e di fare rete, per poter far sentire il proprio peso e mostrare le proprie doti all’Europa e al mondo.

La sfida climatica e quella economica, confluendo in quella sociale, troverebbero in una flotta di gemelli digitali urbani dei validi alleati, realizzabili anche puntando su fondi europei e investimenti di privati che vi trovano spazi di business.

Tanto acute sono queste emergenze che passa in secondo piano la connessione tra i digital twin e il metaverso, un concetto ancora spesso percepito come fumoso e legato unicamente a settori quali il gaming, il marketing, il fashion e l’intrattenimento. Fortunatamente, almeno per ora, le città che stanno implementando i primi gemelli digitali non investono sul metaverso, consapevoli che oggi tutte le forze e le risorse devono essere incanalate per risolvere problemi tangibili e reali con soluzioni concrete e dai risultati certi.

Il gemello digitale non ama innovare da solo

Ottimizzando sia le tecnologie che il mindset change management entrambi essenziali da mettere in campo per l’implementazione di un digital twin, si può rendere una smart city ancora più smart. Basta associare altre iniziative innovative che possono essere più o meno collegabili alle tecnologie utilizzate per il gemello digitale. Restano sempre e comunque i dati a fare da legame invisibile ma essenziale.

Per trovare esempi concreti, realizzabili e utili non serve disturbare la fantasia, basta fare ritorno in Scandinavia, a Tampere. La città del digital twin premiato a Barcellona ha infatti realizzato anche altri progetti interessanti e del tutto replicabili, essendo piuttosto adatti a rispondere ad alcuni dei bisogni più evidenti degli italiani.

Data l’età media crescente della popolazione del nostro stivale, sarebbe perfetta la piattaforma con cui Tampere vuole integrare le varie soluzioni tecnologiche già utilizzate per offrire servizi di assistenza domiciliare a distanza. È un modo per tagliare i costi ma, prima ancora, per far sì che le opportunità presenti sul territorio siano davvero a portata di mano di parenti, caregiver e operatori del settore. Raccogliendo in un solo punto una vasta gamma di servizi per l’ambiente domestico e non, si contribuisce a migliorare la qualità dei servizi sociali e sanitari, supportando anche l’autonomia del paziente oltre che l’impegno di chi se ne fa carico, spesso senza alcun ritorno economico. Assicurando un regolare monitoraggio della salute anche tra le mura di casa, si riesce inoltre a ridurre il numero di giorni di degenza in ospedale, integrando l’assistenza ospedaliera e quella domiciliare in un’unica catena che permette anche di monitorare le condizioni di salute dell’utente in modo più attento e completo. E raccogliendo dati comparabili e compatibili, informazioni preziose anche nel futuro.

Da emergenza a emergenza, Tampere lancia un’idea anche per chi è in cerca di lavoro. Si tratta di una chatbot AI-based che aiuta a scoprire i propri talenti nascosti, ma soprattutto le abilità latenti, suggerendo immediatamente le posizioni aperte più coerenti con quanto emerge, persona per persona. Il punto di forza di questo software conversazionale robotico è l’approccio che  adotta nei confronti dell’utente. Non lascia che lui domandi ma lo interroga per primo, in modo proattivo e mirato, per raccogliere quelle informazioni davvero utili a proporre opportunità adeguate. Dopo 15 minuti trascorsi con Osaamisbotti, il nome proprio finlandese di questo servizio, si riceve infatti una scheda di competenza personalizzata con cui individuare velocemente le offerte di lavoro migliori tra quelle aperte esposte nel portale nazionale.

Affianco a queste due soluzioni – che già da sole hanno il potenziale per rivoluzionare il nostro Paese – si possono copiare da Tampere anche altre idee. Per esempio il super sistema di controllo dell’illuminazione dotato di una rete in fibra ottica completa che offre a chiunque l’opportunità di integrare i propri sensori o applicazioni nel sistema. Così strutturato, un servizio di illuminazione stradale diventa in grado di tracciare e monitorare molti parametri “on the road” che poco hanno a che fare con la luce ma che molto possono interessare amministrazione locale e aziende. Si può pensare di identificare in real time il numero di posti auto liberi, per esempio, oppure la quantità di acqua di fusione nelle grondaie, o qualsiasi altro aspetto interessante per migliorare la qualità di vita della città.

Un’altra idea da non scartare, anzi, alcune città italiane ci stanno già lavorando molto probabilmente. Chiunque voglia iniziare a farlo, trova la ricetta finlandese a disposizione on line gratuitamente all’interno del “Cookbook” (smarttampere.fi/cookbook). Si tratta di un file in formato PDF di 56 pagine in cui Tampere ha raccolto una serie di esempi, best practices e consigli che le città e i responsabili di altri programmi smart city possono utilizzare per la pianificazione e la gestione delle loro attività. Alcuni sono tratti dal programma Smart Tampere, farina del suo sacco, ma altri arrivano da altrove e diventano patrimonio comune, per chiunque desideri uno spunto per creare la propria ricetta smart.

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