コネクテッド フューチャー ― つながった未来: スマートシティー テクノロジーで市民のニーズに応える

この文章は、米国にて公開された文章の抄訳となります。下に記載の英語原文もご参照ください。

コネクテッド フューチャー ― つながった未来: スマートシティー テクノロジーで市民のニーズに応える

コネクティビティー(接続性)は、私たちの未来を織りあげる糸であり、都市のレジリエンス(回復力)を高め、すべての市民に新たな機会をもたらす潜在的な可能性を有しています。より良い世界への復興に向けたあらゆるビジョンは、次世代のデジタル イノベーションを可能にするコネクティビティーを強化するものでなければなりません。これは、私たちが包摂的(インクルーシブ)、実質的、かつ持続可能な発展を実現するために不可欠な要素です。スマートシティーは、これらを実現する基盤になり得ます。

より堅牢なインフラストラクチャーの提供は、今や市民にとって明確なニーズであり、コネクティビティーは、デジタルの時代における人権の1つとして広く認識されるようになっています。基本的な公共サービスのデジタル化が進んでいますが、この流れは今後も続いていくため、コネクティビティーは世界中の人々の生活に極めて大きな影響を与えます。スマートシティーの進化に伴い、このようなコネクティビティーは都市生活の基盤に組み込まれます。先頃、経済協力開発機構(OECD)が発表したレポート「Smart Cities and Inclusive Growth」(スマートシティーとインクルーシブな成長)は、革新的なソリューション デリバリー、キャパシティー ビルディング、アップスケーリングの実現において、各国政府が果たすことができる素晴らしい役割を強調しています(*1)。

スマートシティーにとって、データおよびコネクティビティーは生命線となる存在です。世界がゼタバイト(ZB)時代に突入し、ますます多くのデバイスが出回る中、地方自治体は効果的な準備を整えておかなければ、膨大な量のデータに圧倒されてしまう危険性があります。ゼタバイトは、ギガバイト(GB)の1兆倍です。これは、DVD2,500億枚に相当する膨大なデータ量です。今後5年間だけでも、人とマシンが生み出すデータ量が最低175ZBに上るということを考えれば、これがいかに差し迫った問題なのかが分かるでしょう。しかし、恐れる必要はありません。なぜなら、5Gが登場した今、極めて重大なデータの問題に対するソリューションを促進することが可能だからです。

5Gでコネクティビティーのメリットを最大化

5Gテクノロジーは、次世代コネクティビティーのさまざまな機会の基盤となる超高速なデジタル機能を実現します。私たちは、準備を整えておかなければなりません。企業および経済のデジタル トランスフォーメーション(DX)をサポートする政府・自治体は、最先端のイノベーションの最前線を進むことになります。 成熟しているさまざまなデジタル テクノロジーの統合によって、ようやくこれらが可能になりました。これらのテクノロジーには、経済の繁栄を促進するとともに、市民とデジタルの未来をつなぐ潜在的な力があります。

5Gへの準備を整えることは、レジリエントでデジタル ハイブリッドな世界に向けて、変革的なテクノロジーをより公平に利用できる環境づくりに、経済の回復を集中させるまたとない機会となります。これは、5Gが実際に企業にとって何を意味するのか、どのように準備するのか、そしてどのように5G を使って変革を実現するのかを、企業が平等に学べる場を用意することを意味します。ここで政府は、このペースを維持するとともに経済の見通しを高め、将来のイノベーションに向けた基盤を築く手助けをするという重要な役割を果たします。

5Gは、かつては想像の産物だったさまざまな体験を現実化する鍵です。 自動運転車やモバイル環境でのパーソナライズしたリアルタイム サービスなどにより、優れた応答性のハイパー コネクテッド スマートシティーが実現します。5Gは、今日のリモートワークを次の段階に引き上げます。企業における従業員の3Dトレーニング、医療分野では高い精度が求められる遠隔手術など、MR(複合現実)が現実的な選択肢になります。ただし、これらの機会を真に最大活用できるようにするためには、まず基礎を確立しなければなりません。 このような基礎づくりに欠かせない要素の1つが、エッジ コンピューティングです。エッジ コンピューティングは、5Gコネクティビティーの必須要件です。すでに、今日の都市や住宅におけるさまざまなIoTデバイスの接続環境の飛躍的な向上を実現しています。エッジ コンピューティングの能力、すなわち一元化した環境でデータ処理をするのではなく、データが生成される場所でデータの取り込み、格納、処理、分析を行える環境によって、実用環境、公共分野、社会的環境などで5Gの能力を最大限に引き出して活用することが可能になります。

5Gを最大活用 ― デジタルツインを加速

今日のエッジ コンピューティング、また今後の5Gの可能性を示す実用例の1つが、都市部のデジタルツインです。現実の都市の物理的な資産を仮想環境で再現するデジタルツインは、データ アナリティクスおよびマシンラーニング(機械学習)によって、現実世界の資産の変化に合わせてシミュレーション モデルをリアルタイムにアップデートします。このテクノロジーは、新しいものではありません。物理的な資産の複製(「ツイン」)を作ってシミュレーションを行い、環境の変化に伴う結果を予測するというコンセプトの起源は、1960年代のアポロ計画にまでさかのぼります。その後は、それまで2日間を要していたプロセスが2時間に短縮されるまで進化し、今もこのテクノロジーは急速な進歩を続けており、モダナイズしたデジタルシティーの未来のニーズに応えます。

エッジ コンピューティングおよびインメモリー処理の進歩は、スケーラブル コンピューティングおよび5Gなどのストリーミング データをサポートする新しい遍在的なネットワーク テクノロジーによって実現しました。そして、これらの進歩によって、今はこのようなツインを相互接続できるようになりました。都市計画から、医療の向上、スマートシティーの安全な運営、持続可能なイノベーションの実現まで、デジタルツインは、あらゆることに欠かせない要素になっています。

この最適な実例が、交通、公害、天候、都市のレイアウトなどを追跡管理し、都市国家の完全なデジタルツインを確立しているシンガポールです。シンガポールでは、都市の管理者は、アクセス性のオプションのテスト、新たな建設が与える潜在的な影響の確認、緊急時の対応管理、都市の健康状態のモニタリングなどを行うことができます。 医師は、新型コロナウイルス感染症の患者について、患者固有の肺のデジタルツインを作成することで、人工呼吸器の使用を判断する際に役立てています(*2)。

幅広く存在する潜在的な活用事例のおかげで、デジタルツイン市場は今後数年で急成長すると予測されています。 2020年のデジタルツイン市場の規模は31億ドルでしたが、2026年までに482億ドルに達することが見込まれています(*3)。ただし、接続のためのテクノロジーとデジタル テクノロジーの統合やイノベーションの醸成なしに、このような成長は実現できません。

今後は?
将来的には、5Gのような接続技術が未来の都市を構築し、誰もが平等かつ持続可能な形で共存できる環境づくりを支援してくれるでしょう。 デジタルツインの発展は、何が可能なのかということを垣間見ることができる小さな窓に過ぎません。 5Gの高速性と優れたレイテンシーによって、私たちは、最高のイノベーションを目にし、想像すらできないようなことを現実化することが可能になるでしょう。これをスマートシティーで活用することにより、市民中心のデザインを維持することの重要性を強調しながら、このテクノロジーが都市部の住民にもたらす価値を示すことができます。最終的に、政府・自治体は将来の市民のニーズを明確にする重要なデータで、自らを武装することが可能になります ―― そして、誰もが勝者となる環境が実現します。

*1. https://www.oecd.org/cfe/cities/OECD_Policy_Paper_Smart_Cities_and_Inclusive_Growth.pdf
*2. https://onscale.com/blog/project-breatheasy-digital-twins-of-lungs-to-improve-covid-19-patients-outcomes/
*3. https://www.marketsandmarkets.com/PressReleases/digital-twin.asp

Connected Futures: Meeting the needs of citizens with smart city technologies

Connectivity is the thread that weaves our futures together – with the potential to make our cities more resilient and bring new opportunities to all. Any vision for building back a better world must reinforce connectivity to enable the next generation of digital innovations. This is crucial to ensure our advancements are inclusive, substantial, and sustainable – and the smart city can be the foundation of these aspirations.

The provision of more robust infrastructure is now a palpable human need, with connectivity regarded widely as a human right in the digital age. Basic public services have and continue to digitise; thus, connectivity has a vital impact on the lives of citizens around the world. This is built into the foundations of urban living as smart cities evolve. In its recent report, ‘Smart Cities and Inclusive Growth’, the OECD highlights the exciting role that national governments can play in enabling innovative solution delivery, capacity building, and upscaling(*1).

Data and connectivity are the lifeblood of the smart city. As we enter the zettabyte era, with more devices coming on stream, there is a risk that local governments could become overwhelmed if they are not prepared effectively. A zettabyte is the equivalent of 1 trillion gigabytes – about 250 billion DVDs’ worth of storage. Consider that humans and machines will generate, at minimum, 175 Zettabytes of data over the next five years alone and we can understand the urgency. But we should not fear, as 5G is here, and can drive solutions to our seismic data challenges.

Unlocking connectivity with 5G

5G technologies promise lightning speed digital capabilities that lay the ground for next generation connectivity opportunities – and everyone should be prepared. The governments that support the digital transformation of their businesses and economies will be at the forefront of cutting-edge innovations. These are only now possible with the convergence of maturing digital technologies. They have the potential to drive flourishing economies and connect citizens to their digital futures.

Preparing for 5G provides a unique opportunity to focus economic recovery on greater equity of access to transformational technology, for a resilient, digitally hybrid world. That means levelling the playing field when it comes to educating businesses on what 5G really means for them, how to prepare – and how to use 5G to transform. Governments play a key role, helping to keep the pace, elevating economic outlooks and laying the foundations for future innovations.

5G is the key to unlocking experiences that were once just figments of our imagination. It will make hyper-connected and responsive smart cities a reality, with autonomous vehicles and real-time personalised services on-the-go. It will take today’s remote working to the next level, making mixed-reality a real contender in the workplace – whether that’s with three-dimensional employee training in enterprise, or remote precision surgery in healthcare. But before we can truly unlock these opportunities, the foundations must be set. One of the integral facets to these foundations is Edge computing, which is the prerequisite for 5G connectivity and is already turbocharging IoT devices that connect our cities and homes. By embracing the potential of Edge computing, which can capture, store, process, and analyse data where the data is generated, instead of in a centralised data-processing location, we can accelerate and unleash the power of 5G within practical, public, and societal settings.

5G unleashed: Turbocharging Digital Twins

Urban digital twins are a practical example of edge computing today – and the 5G possibilities of tomorrow. Digital twins provide virtual representations of a city’s physical assets. They use data analytics and machine learning to update simulation models in real-time – as their physical equivalents change. This technology is not new. The concept of making a duplicate or ‘twin’ of an asset to enable simulations and predict outcomes based on changes in the operating conditions finds its origins in the 1960s, with the Apollo space program. It has evolved to crunch a two-day process into two hours, with the technology continuing to advance rapidly and meet the needs of a modern and digital urban future.

Advances in edge computing and in-memory processing – enabled by scalable computing, along with new pervasive network technologies like 5G to support streaming data – make it possible to interconnect these twins today. They are becoming an essential part of everything from city planning to improving healthcare, keeping smart cities running safely, and enabling sustainable innovation.

Look no further than Singapore, where a complete digital twin of the city-nation has been created to track traffic, pollution, climate, and city layouts. This enables city managers to test accessibility options, see the potential impact of new construction, manage emergency responses, and monitor city health. Meanwhile, doctors are creating patient-specific digital twins of lungs to help make decisions about ventilator use when treating COVID-19 patients(*2).

Thanks to all the potential use cases that exist, the digital twin market is projected to rapidly grow within the next few years. The market was valued at $3.1 billion in 2020 but is expected to reach $48.2 billion by 2026(*3). This wouldn’t be possible without the convergence of connective and digital technologies, or the nurturing of innovation.

What’s Ahead?
Looking ahead, connective technologies like 5G will build our future cities and help ensure we can co-exist equally and sustainably. Digital twin developments provide only a small window into what is possible. With 5G’s rapid speeds and high latency, we have the chance to witness innovation at its finest – making the unimaginable real. Putting this in the smart city arena demonstrates the value this can bring to urban residents, while highlighting the importance of maintaining a citizen-centric design. Ultimately, governments can arm themselves with critical data that will hero the needs of their future citizens – everybody wins.

*1. https://www.oecd.org/cfe/cities/OECD_Policy_Paper_Smart_Cities_and_Inclusive_Growth.pdf
*2. https://onscale.com/blog/project-breatheasy-digital-twins-of-lungs-to-improve-covid-19-patients-outcomes/
*3. https://www.marketsandmarkets.com/PressReleases/digital-twin.asp