1月25日，開羅街頭爆發了抗議時任總統胡斯尼·穆巴拉克壓制性埃及政權的示威活動。在接下來的72小時內，政府關閉了該國的網際網路服務和行動電話系統，試圖鎮壓叛亂，但徒勞無功：由Facebook對話、Twitter爆發和聊天室計劃組成的豐富生態系統已經團結了開羅數百萬人，他們繼續進行不屈不撓的起義。政府退縮並恢復了通訊，以維持國家經濟的生命線，但民眾持續施壓，直到穆巴拉克在14天后辭職。
就在幾周前，在突尼西亞的“茉莉花革命”期間，持不同政見的博主和抗議組織者斯利姆·阿馬穆使用移動社交應用Foursquare提醒他的朋友們他在1月6日被捕。透過在Foursquare的突尼西亞監獄虛擬地圖上“簽到”，阿馬穆向全球支持者網路透露了他的位置，並立即引起了國際社會的關注。新聞報道引發了進一步的起義，長期總統宰因·阿比丁·本·阿里很快被推翻。
在“阿拉伯之春”起義爆發的群島般的地方，公民們利用新的網際網路應用程式和無處不在的手機，就城市的靈魂展開了一場戰鬥，將資源在網路空間和“城市空間”之間來回轉移。將這些轉變與少數幾個大型城市開發專案進行對比，這些專案一直在爭奪未來“智慧城市”的典範桂冠。進展最快的是阿拉伯聯合大公國馬斯達爾，這是一個計劃容納5萬居民的圍牆社群，位於阿布扎比郊外的沙漠中，其中的每棟建築、路燈和個人電動“艙”車輛都經過預先規劃和預裝了高科技裝置，主要是為了最大限度地提高能源效率。在馬斯達爾，以及韓國的新松島市和葡萄牙的普蘭伊特谷，房地產開發商、全球資訊科技公司和政府正試圖從零開始建設城市中心，這些中心充滿了技術增強的基礎設施和服務。設計師們表示，他們的宏偉構想將決定未來城市的建設方式。
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但作為榜樣，這些自上而下的專案與數百萬新近聯網的居民湧現出的新興智慧形式相比，就顯得蒼白無力了。真正的智慧城市和真實的城市不像軍隊那樣步調一致地服從指揮官的命令；它們更像是一群不斷變化的鳥群或魚群，其中個體對鄰居發出的關於前進方向的微妙社會和行為暗示做出反應。儘管開羅和突尼西亞的暴民看起來桀驁不馴，但他們的行動是前所未有的數字協調人類活動的結果。數十萬人出現在開羅的解放廣場，因為簡訊和推文召喚了他們——這反映了智慧城市的另一種極其強大、民主和有機的願景。
城市政府、科技公司及其城市規劃顧問與其專注於網路硬體的安裝和控制，不如利用一種更自下而上的方法來建立更智慧的城市，讓人民成為變革的推動者。有了適當的技術支援結構，民眾可以比集中指令更有效地解決能源使用、交通擁堵、醫療保健和教育等問題。有線城市的居民可以使用他們的分散式智慧來塑造新的社群活動，以及一種新型的公民行動主義。
超越城市效率
為什麼各國都在盲目地競相實施智慧城市？為什麼IBM預測到2015年，這個領域的市場將達到100億美元？今天在城市規模上發生的事情類似於二十年前在F1賽車中發生的事情。在那之前，賽道上的成功主要歸功於汽車的機械效能和車手的能力。但隨後遙測技術蓬勃發展。汽車變成了一臺計算機，由數千個感測器即時監控，變得“智慧化”，並且能夠更好地應對比賽的條件。
以類似的方式，在過去的十年中，數字技術已開始覆蓋我們的城市，形成了大型智慧基礎設施的骨幹。寬頻光纖和無線電信網路正在支援越來越實惠的手機、智慧手機和平板電腦。與此同時，開放資料庫——尤其是來自政府的資料庫——人們可以讀取和新增到其中，正在揭示各種資訊，公共資訊亭和顯示屏正在幫助有文化和不識字的人訪問這些資訊。在此基礎上，再加上不斷增長的感測器和數字控制技術網路，所有這些都透過廉價、強大的計算機連線在一起，我們的城市正在迅速變成“露天計算機”。
正在湧現的大量資料是使高效基礎設施可程式設計的起點，以便人們可以最佳化城市的日常流程。例如，提取有關即時路況的資訊可以減少交通並改善空氣質量。在斯德哥爾摩的道路收費計劃中，攝像頭會自動識別進入市中心的車輛牌照，並根據車輛的行駛地點，每天向駕駛員的賬戶收取高達 60 克朗（9.50 美元）的費用。該系統已將車輛穿越市中心區域的等待時間縮短了高達 50%，並將汙染物排放量減少了高達 15%。類似的技術可以幫助減少用水量（加利福尼亞州索諾瑪縣水務局正在使用一個例子）併為公民提供更好的服務。
麻省理工學院感知城市實驗室最近設計的兩個專案說明了可能的智慧。垃圾追蹤揭示了垃圾如何在城市的廢物管理系統中流動，表明瞭如何建立更有效的“清除鏈”（而不是供應鏈）。透過蜂窩網路傳輸資訊的電子標籤被附加到垃圾上，以檢視物品的去向。在西雅圖的一項測試中，該實驗室追蹤了 2000 多件物品，包括玻璃、金屬和塑膠等可回收材料；充電電池等家庭有害廢物；以及顯示器等電子產品。有些物品跨越了美國（一個印表機墨盒走了 6152 公里！）。有些最終到達了合法合規的目的地，有些則沒有。結果揭示了透過更有效地運輸廢物來最大限度地減少二氧化碳排放的方法。西雅圖可以利用這些資訊來促進公民的行為改變，鼓勵他們更多地回收利用或妥善處理有害物質。
第二個專案 LIVE Singapore 使用我們城市環境中無數通訊裝置、微控制器和感測器記錄的即時資料來分析城市脈搏，每時每刻。結果表明，可以採用新的方法來理解和最佳化城市，最終幫助人們以前所未有的方式體驗城市。LIVE Singapore 的開放平臺軟體允許人們以協作方式開發不同的應用程式。已經開始開發應用程式，這些應用程式可以告訴通勤者如何以最快的速度到達家，居民如何減少社群的能源消耗，以及當暴雨襲擊該島並且所有車輛似乎都消失時，居民如何才能叫到計程車。
開發更多此類高效基礎設施的潛力是巨大的——並且很大一部分可以透過智慧系統來釋放。因此，許多大型公司，如 IBM、思科系統、西門子、埃森哲、Ferrovial 和 ABB，都將目光投向城市空間也就不足為奇了。
來自網路化過去的教訓
開羅已成為城市轉型的現代典範，這很恰當，因為古代世界掌握著理解城市繁榮的關鍵。1萬年前農業的發明孕育了最早的定居點。隨著農業生產的食物超過了生存所需，城鎮和村莊發展了專門的勞動力和機構。市場、寺廟和宮殿建立了為商業、崇拜和政府組織的社會網路。隨著時間的推移，這些網路內部的互動變得更加分層和複雜。事實證明，社交性，而不是效率，才是城市真正的殺手級應用。
此外，儘管地標性建築塑造了我們對許多大都市的歷史理解，但實際上，城市中大部分的實體建築都是由普通民眾建造的。城市建設是高度民主化、去中心化、自由流動和適應性的，就像它的社會和經濟生活一樣——這是一幅豐富的公共建築掛毯，其設計成就來自於集體努力，而不是名人“明星建築師”。
古典城市的這種有機增長為未來的智慧城市提供了幾個教訓。首先，透過強加預先確定的設計，集中規劃者通常無法建立一個適合居民需求、反映其文化或創造區分偉大場所的豐富活動組合的城市。集中規劃還對人們想要什麼做出了許多假設，導致這些規劃在面對變化時變得脆弱。過去幾十年裡，許多“智慧家居”專案之所以失敗，正是因為設計師對人們希望如何將技術融入日常生活做出了錯誤的假設，並且沒有建立適應意外情況的能力。
其次，自上而下的願景忽略了基層努力的巨大創新潛力。我們都見證了設計的去中心化如何將全球資訊網轉變為一個引人入勝的社互動動環境。自上而下的設計提供的是成品解決方案，而不是為構建更智慧城市的物質和社會結構提供新的原材料，這剝奪了它們發明如何讓城市變得更好的新想法的能力。如果我們將紐約市的 BigApps 挑戰賽等城市贊助的應用程式競賽中湧現出的豐富創意與新松島市將如何使用高畫質視訊會議的模糊承諾進行比較，很明顯，最大的創新將來自基層。
最後，僅僅關注效率會忽略基本的公民目標，如社會凝聚力、生活質量、民主和法治。然而，透過技術提高社交性確實針對了這些需求，同時也解鎖了提高效率的新方法。例如，Dopplr 應用程式允許使用者計算和分享其旅行的碳足跡，這可能會激發更可持續的行為。
自下而上地建設
如果我們以社交性作為設計的起點，並將公民作為創新的源泉，我們該如何打造一個更智慧的城市？
一個理想的開端是利用我們所有人都在使用的越來越多的智慧個人裝置，並招募人們作為城市的感測器，而不是僅僅依賴嵌入到基礎設施中的正式系統。谷歌地圖上的交通功能就是一個很好的例子。谷歌沒有沿著道路建設昂貴的專用車輛感測器網路，而是不斷輪詢大量匿名志願者，他們的移動裝置報告他們最新的狀態，這揭示了交通的流動、減速或停止位置。資訊透過移動地圖應用程式以各種方式傳遞給駕駛員——作為指示交通速度的彩色疊加層，作為考慮延誤的估計行駛時間，或者作為確定替代路線的因素。這些便捷的資料使使用者能夠即時檢視城市的迴圈網路，並瞭解從 A 點到 B 點不斷變化的時間成本。儘管谷歌肯定不是一個草根平臺，但這個例子表明，感官資料的點對點共享如何在幫助管理城市基礎設施方面產生巨大影響。這種情況也表明，智慧城市如何既具有社交性又更有效率，而無需自上而下地施加秩序；您可以根據同行的觀察選擇最佳路線，而不是由交通工程師指導。
谷歌的交通應用程式利用了大量的現有消費裝置。但自下而上的感測方法也可以快速、廉價地部署新型感測器，這些感測器可以測量和記錄有關人們的活動、運動、周圍環境和健康的資料。早在 2009 年，巴黎的臭氧監測站還不到十幾個。為了大大擴充套件這一官方資料流，由網際網路智庫 Fing 監督的 Green Watch 專案向巴黎人分發了 200 個智慧裝置。這些裝置在佩戴者進行日常活動時感應臭氧和噪聲水平，並且正在進行的測量透過 Citypulse 地圖引擎公開共享。在第一次試驗中，在一個城市區域內採集了超過 13 萬次測量。實驗表明，草根感測網路幾乎可以立即部署——成本大大低於擴充套件城市陳舊的固定站。該專案還表明，公民可以深入參與環境監測和監管。最終，用於草根網路的感測器將內建到日常物品中：手機、車輛和服裝。
自下而上的方法還在利用城市的社交性來改變活動模式。正如 Groupon 和 LivingSocial 等本地購物網路的蓬勃發展所表明的那樣，透過移動社交網路連線本地企業和城市居民是行動的強大催化劑。這些新的城市指令碼編寫方式也可以創造更持久的社交接觸點。阿馬穆在突尼西亞使用的 Foursquare 移動社交網路也可以將外出遊玩變成一種移動遊戲。它將每個咖啡館、酒吧和餐廳的最常光顧者加冕為“市長”——這指的是城市規劃師簡·雅各布斯在 1961 年的著作《美國大城市的死與生》中描述的“自封的公眾人物”。就像雅各布斯認為對社群凝聚力和街道安全至關重要的街角閒話一樣，Foursquare 的市長提醒我們，即使是最智慧的數字城市也至關重要，因為它們充滿了有趣且平易近人的人們。
讓公民掌握主動權的另一種方法是用嵌入式感測器和執行器來裝備建築物、廣場甚至雕塑。這些裝置將為路人創造改變建成城市行為方式的能力。例如，西班牙薩拉戈薩的數字水亭是一個公共雕塑，其牆壁由水柱建立，可以顯示圖案並對人做出反應。當人們在空間中行走時，噴嘴會開啟和關閉，讓行人可以通行而不會被淋溼。
這個可程式設計的世界將擴充套件到實體城市之外。如今，許多市政當局都提供電話熱線，撥打 311 即可接通，讓市民可以快速訪問市政府資訊和服務，並能夠提交有關日常問題的報告。這些系統將演變成類似維基的資訊儲存庫，讓公民可以組隊並自助。例如，一位居民使用波士頓的移動 311 應用程式（稱為 Citizen's Connect），在不到半小時的時間內響應了一位波士頓居民發出的從垃圾桶中移除一隻迷路的負鼠的求助請求——遠早於城市自己的動物控制部門可以動員起來做出響應。在成功驅逐出這隻小動物後，這位好撒瑪利亞人在 311 系統上留言，說明問題已解決。隨著允許公民新增和編輯資訊的政府資訊系統變得更加普及，它們將支援在護理、教育和其他非緊急職能部門的服務交付和資金籌集方式方面的創新。線上社交遊戲方面的成功可以為如何激勵和獎勵志願者提供經驗教訓。然而，公民將不得不確保市政府不會將從群眾那裡“眾包”工作視為解除安裝其義務的便捷方式。
更自然的人機介面將讓非技術人員、殘疾人和文盲更充分地參與公民生活，使其更加智慧。儘管識別個人面部的姿勢介面是新事物，但南加州大學創意技術研究所開發了一種用於 Gmail 的姿勢控制器，如果與語音合成和識別相結合，它可以讓貧困文盲、老年人和殘疾人使用電子郵件和探索網路。隨著這些技術傳播到貧困城市社群的網咖，例如巴西貧民窟的 600 多個文化熱點 (Pontos de Cultura) 全國網路，我們將看到一場為更具包容性的智慧服務而興起的城市運動。
使城市變得智慧的部分原因是制衡系統，而網路化城市正在改變公民監督市政廳的方式。諸如 EveryBlock 之類的超本地新聞網站聚合了有關個別街道的網路內容和公共資料，比傳統報紙或電視更徹底地報道當地問題和監督地方政府。諸如加利福尼亞州奧克蘭犯罪點之類的網站使居民能夠透過使用從無處不在的即時社交媒體流和政府資料庫中挖掘的資訊來分析和建立詳細犯罪資料的互動式地圖。類似於紐約市 CompStat 的犯罪資訊系統長期以來一直允許警察部門建立詳細的犯罪活動地圖，但更好地訪問犯罪資料將使公民能夠分析警務和公共安全，從而可能導致不同型別的社群警務。
公民實驗室星球
如果像馬斯達爾這樣的願景的風險在於其精英主義和對效率的片面關注，那麼它們的優勢在於目的明確。自下而上的智慧城市是一個持續進行中的工作；其有機的靈活性也是其最大的缺陷。但作為城市創新的公民實驗室，這些看似混亂的地方正在成為全球運動的一部分。為了取得快速進展，我們需要建立機制來掃描、評估和交叉傳播好的想法——傳播眾包公共服務或利用公民作為感測器的最佳方法，正如我們過去傳播快速公交或腳踏車共享的最佳想法一樣。
市長、建築師、規劃師和技術專家可以在塑造真正的智慧城市方面發揮最有效的作用——透過整合自上而下方法的偉大工程資源與基層倡議的創新。紐約市、倫敦、新加坡和巴黎等不同城市的政府正在邁出初步嘗試，將以前私有的政府資料倉庫公開化。這些資源正在賦予企業家能力，讓他們能夠提出滿足公民需求的移動軟體應用程式。但尚不清楚企業家將如何維持這些努力。基層開發者為餐桌帶來了參與和創造力，但需要公司和政治家來擴充套件和維持創新賴以執行的大型系統。畢竟，開羅和突尼西亞的革命是在沃達豐和其他全球公司構建的移動基礎設施上進行的。
公民領袖也有責任傾聽公民的意見，並共同構建他們自己的智慧城市願景。每個社群都面臨著獨特的環境以及解決這些環境的資源。一些當地實驗將演變成“最佳實踐”、資料集、計算機模型和視覺化，這些可以在其他地方重複使用，但許多最佳的智慧城市解決方案將像最佳的城市體驗一樣：獨特、本地且不可複製——它們本應如此！
永恆的智慧城市
馬斯達爾真的讓我們看到了我們未來的生活方式嗎？或者它會遭受與弗裡茨·朗 1927 年電影《大都會》中的機器宇宙相同的命運嗎？——另一個將激發設計師靈感但最終未能實現的願景。馬斯達爾或許兩者兼而有之。它為如何使用普及計算來最佳化城市系統（從交通到能源）提供了一個有效的模板。然而，經過五年多的時間和超過 10 億美元的投入，馬斯達爾也顯示出自上而下方法的缺點；一項大型重新規劃工作將有效地將其轉變為更傳統的房地產開發專案。要使城市“智慧”，需要的不僅僅是提高效率的智慧系統。
從更自下而上的角度看待城市實際發展的方式，讓我們有機會徹底反思未來智慧互聯社群可能的樣子，以及如何設計、建造和居住在其中。透過賦予人們設計儘可能智慧地運營其日常生活的方式的能力，我們可以使他們擴充套件的社群——城市的實際體現——也變得更智慧。