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Nach demselben Prinzip funktioniert die Abfallwirtschaft in einer smarten Stadt. Mülltonnen und Container, die mit Sensoren ausgestattet sind, melden dem zuständigen Entsorgungsunternehmen fortlaufend die Füllmenge. Mit Hilfe von Künstlicher Intelligenz können so die Routen der Fahrzeuge bedarfsgerecht angepasst werden. Auch ständig hell leuchtende Laternen verbrauchen viel Energie. In einer Smart City könnte eine intelligente Beleuchtung situationsbedingt – etwa, wenn sich jemand nähert – die Helligkeit der Lampen steuern. Das spart Energie, CO₂-Emissionen und reduziert die Lichtverschmutzung. In multifunktionale Straßenlaternen lassen sich sogar Ladesäulen für Elektroautos oder freies WLAN integrieren.

Modernste Technologie ermöglicht Konnektivität

Basis für das Sammeln und Übertragen der Sensordaten ist eine IT-Infrastruktur aus Breitbandinternet, Mobilfunknetzen – allen voran 5G – und Edge Computing für die Datenverarbeitung in Echtzeit. Nur die modernste Technologie ermöglicht eine digitale Konnektivität der Stadt. Mit den richtigen Daten und der richtigen Infrastruktur rückt eine ressourcenschonende Lebensweise also in greifbare Nähe. Allerdings reicht es nicht aus, nur Unmengen an Daten zu sammeln. Die größte Herausforderung ist ihre sinnvolle Verknüpfung. Viele Erkenntnisse können nicht gewonnen werden, weil die unterschiedlichen Datenquellen nicht nahtlos in einem kohärenten Rahmen integriert sind. Eine Smart City mit all ihren eingebetteten IoT-Szenarien wie intermodaler Mobilität und digitalem Gebäude- und Energiemanagement ist nur dann erfolgreich, wenn bisher geschlossene Einzelsysteme aus Prozessen und IT-Lösungen zu Ökosystemen zusammenwachsen.

Eine innovative Möglichkeit, die sowohl für die Planung einer Smart City also auch für ihre Umsetzung und Steuerung geeignet ist, ist die Erstellung eines Digitalen Zwillings. Diese virtuellen Simulationen von ganzen Städten beinhalten digitale Abbilder von Gebäuden und Straßen, aber auch von Prozessketten wie Mobilitätsströmen und Treibhausgasemissionen sowie sozialen Interaktionen. Der digitale Zwilling liefert damit ein virtuelles Stadtmodell, das als Entscheidungsgrundlage für die Planung von urbanen Infrastrukturen und bei der Optimierung von Prozessen dient sowie Kosten, Sinnhaftigkeit und Risiken von Projekten erschließt. Der digitale Zwilling kann seinem physischen Bruder sogar direkt Rückmeldungen geben und zu einem sich selbst verbessernden System werden.

Sein ganzes Potenzial entfaltet der Digitale Zwilling durch die Integration von KI. Künstliche Intelligenz erkennt Muster, trifft Vorhersagen und automatisiert Aufgaben und ist daher eine wichtige Assistenz für die Utopie einer Smart City. Algorithmen können etwa Staus vorhersagen und alternative Routen vorschlagen, die Energieverteilung optimieren oder Anomalien beim Zustand von Brücken und Straßen erkennen und eine rechtzeitige Wartung und Reparatur anregen. Durch eine Kombination von KI mit anderen Technologien wie Sensoren, dem Internet der Dinge und dem Digitalen Zwilling können Städte also besser auf Herausforderungen reagieren und innovative Lösungen für die Zukunft entwickeln.

Transformation der Städte in Smart Cities ist alternativlos

Obwohl das theoretische Konzept der Smart Cities existiert, verläuft die Umsetzung zögerlich. Häufig erstickt schon die mangelhafte Vernetzung und Koordination verschiedener Interessensgruppen die Initiative im Ansatz. Auch komplexe Genehmigungsverfahren und Regulierungen setzen hohe bürokratische Hürden und verzögern Projekte. Zudem verhindern hohe technische Herausforderungen und fehlende Budgets die nötigen Investitionen in Infrastruktur und Technologie. Doch die Transformation der Städte in Smart Cities ist alternativlos. Die Menschen müssen zusammen agieren, um Energie, Mobilität und alle anderen Bereiche des urbanen Lebens so nachhaltig wie möglich zu gestalten, denn intelligente und ressourcenschonende Städte sind unverzichtbar, um den Klimawandel zu bremsen.

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