Из чего будут сделаны города будущего

Мы живем в поворотный момент человеческой истории. Революционные технологии цифровой эры расширяют возможности человека, «электронное» мироощущение постепенно вытесняет традиционные и формулирует новые смыслы и потребности. Появление киберпространства как особой среды обитания человека приводит к изменению сложившихся в социуме архетипов, ритмов функционирования, эстетических образов, экономических моделей.

Поэтому и организация городской среды не может игнорировать новые слои информации, пласты из цифр и функций, которые мало того, что выстроились в определенный рельеф, так еще и подвергаются постоянным изменениям. Так к пространству реальному добавляется многослойное виртуальное, создаваемый веками образ города меняется на футуристичный пейзаж.

Утопия Диснея

Проекты строительства городов с нуля стали появляться еще несколько столетий назад. Особую популярность идея городов-утопий получила в XX веке, когда за дело взялись Ле Корбюзье, Бакминстер Фуллер и многие другие видные архитекторы и инженеры.

Миллионер-мультипликатор Уолт Дисней в последние годы жизни активно разрабатывал проект EPCOT (Experimental Prototype Community of Tomorrow) – экспериментальный суперсовременный город.

«Это будет город, который угождает людям, обслуживает их», – говорил Дисней о своем проекте.

Город Диснея изолировался от внешнего мира стеклянным куполом с климат-контролем, позволяющим полностью контролировать погоду и даже смену сезонов. По плану город представлял собой круг, где в центре были расположены 30-этажная гостиница, магазины, театры, рестораны, ночные клубы и офисные здания. Во все стороны, как лучи, расходились улицы и жилые сектора.

Дисней предполагал, что EPCOT будет полностью ориентирован на пешеходов и оснащен самыми современными на тот момент видами транспорта: монорельсовыми дорогами и лентами-транспортерами. В нем планировалось реализовать лучшие идеи по развитию промышленности, управления и образования, собранные со всего мира.

Но осуществить свой замысел Дисней не успел. Город был построен уже после его смерти и превратился в парк развлечений. Однако курс на инновационные эксперименты компания сохранила. Disney Research – исследовательское подразделение компании – разрабатывает множество перспективных технологий, многие из которых вообще не связаны с мультипликацией, а направлены на модификацию общественных пространств. Это сенсоры, превращающие живые цветы в контроллеры для игр или музыкальные инструменты, системы передачи звука при помощи человеческого тела, интерфейсы, способные давать физическую отдачу от нажатия на тачскрин на манер механических кнопок.

Город-компьютер

Современные визионеры оперируют уже более сложными материями: нейронными сетями, потоковой информацией, – и сейчас прототипы городской среды будущего строятся совсем по иным принципам.

Самый новаторский и масштабный проект такого рода – корейский Сондо, или U-City (от ubiquitous – вездесущий), который строится в 64 км от Сеула, на берегу моря. Правительство Южной Кореи выделило на строительство $25 млрд. Часть нового города будет находиться в воде, его уже называют азиатской Венецией XXI века. Южнокорейские политики и бизнесмены намерены превратить его в один из самых мощных деловых центров Азии, подобно тому, как несколько веков назад Венеция была одним из главных торговых центров Европы.

Сондо уникален не только своей экологичностью и прогрессивной параметрической архитектурой: он будет представлять собой огромный компьютер – единый организм, созданный из сенсоров, чипов и контроллеров. Сети и базы данных объединят все здания, учреждения и жилые дома, информация от них будет поступать в центральный компьютер. Жителей города и туристов снабдят индивидуальными смарт-картами, которыми можно будет открывать дверь квартиры, оплачивать парковку, билет в кино или поездку на транспорте.

Город будет настроен на максимальный комфорт и безопасность: чувствительные к давлению полы в домах престарелых, подающие сигнал при обнаружении упавшего человека, ковры с системой самоочистки, гаджеты, накапливающие информацию о здоровье владельца. Это один из полигонов ближайшего будущего, где будут тестироваться не только новые транспортные или строительные технологии, но и новая среда обитания, новое видение развития городской цивилизации на нашей планете.

Но что делать с уже существующими городами? Как изменить среду обитания на базе уже сформировавшегося за века городского пространства?

По прогнозу ООН, в 2030 году свыше 5 млрд человек будут жить в больших городах. Уже сейчас жители мегаполисов задыхаются от газов, одиночества, стрессов и конфликтов, психических расстройств, недостатка времени и сил на преодоление больших расстояний.

В разных странах и в разных городах своя проблематика: в Европе зачастую не хватает места, и его приходится изобретать или отбирать у моря, в Латинской Америке серьезные транспортные проблемы, а в китайских мегаполисах практически нет чистого воздуха. Именно поэтому сейчас самое время подумать о том, как технологии помогут оптимизировать пространство, сделать мегаполисы «умнее» и лучше.

Город-инсталляция

В поисках новых путей и новых языков проектирования городской среды сегодня часто обращаются к медиаискусству. Ведь оно обладает обширным набором средств воздействия на человека: синхронизация музыки, проекций, света, цветов, движения воздействует на рецепторы зрителя, вызывает сильные эстетические и психологические ощущения, дает ощущение сопричастности за счет интерактивной составляющей.

Приемы, которые художники применяют в современном медиаискусстве, универсальны и могут использоваться для создания городской среды для жизни. В некоторых случаях за счет особой комбинации визуального и звукового ряда современное искусство может обладать ярко выраженным терапевтическим действием и может быть использовано в общественных пространствах специального назначения – местах отдыха, больницах и поликлиниках.

Мультимедийные и световые проекции, медиафасады, интерактивные инсталляции, кинетические объекты органично интегрируются в традиционное пространство. Новые интерфейсы, учитывающие городскую географию, с помощью дополненной реальности раскрасят городской ландшафт. Город наполнится визуализациями разнообразной информации. Мобильные гаджеты, взаимодействуя с объектами реального мира, будут показывать время прибытия и пункт назначения транспорта, меню и отзывы в ресторанах, информацию о скидках и акциях в магазинах. Контроллеры обратной связи, точно имитирующие текстуру и рельеф изображения на поверхности экрана, подающие струи сжатого воздуха разной силы и концентрации, вмонтированные в одежду и обувь, сделают возможным физический контакт с виртуальными объектами.

Главной движущей силой цифровой эры стал инженер-изобретатель, креативный программист, перед которым стоят принципиально новые задачи: переосмысление природы происходящих вокруг процессов, совмещение технологий.

На роль новой Мекки претендует MIT – Массачусетский технологический институт. Проекты, выходящие из его лабораторий, поражают воображение не только технологическими новшествами, но и ироничностью подхода. Центр искусства, науки и технологии MIT исследует пересечения искусства с другими областями человеческой деятельности и постоянно демонстрирует гибридные прототипы, связанные с архитектурой, наукой и технологией. Уже сейчас их арсенала достаточно для реализации очень смелых проектов, способных обогатить визуальную составляющую города.

Среди таких изобретений – устройство, превращающее любую поверхность в тачскрин; системы компьютерного зрения; экраны, физически меняющие свою форму в зависимости от того, что показывают; технология производства солнечных батарей путем прямой печати на бумагу или ткань; датчики, которые вырабатывают энергию за счет разницы температур.

Паутина сенсоров

Большие данные (Big Data) – главная тенденция нового времени. Ежегодно объемы информации в мире увеличиваются вдвое. К городскому пространству добавляются невидимые инфопотоки, многослойное виртуальное пространство. В городской среде анализ больших данных находит немало практических применений: карты пробок, перемещения людей, анализ воздуха и воды, сбор данных, поступающих от всех систем жизнеобеспечения города, значительно упрощают жизнь горожан, могут сделать ее более комфортной, помогут ограниченному в средствах правительству сохранить деньги и принимать более эффективные решения.

На протяжении большей части своей истории человечество работало с относительно небольшими объемами данных, инструменты их сбора, организации, хранения и анализа были несовершенны. Люди сводили информацию к минимуму, чтобы ее было проще исследовать. Теперь данных становится во много раз больше с каждым годом, и новые технологии расширят этот поток.

Нательные датчики, следящие за здоровьем владельца и постоянно передающие все его физические показатели в компьютер, помогут сделать медицину превентивной, массивы расшифрованных ДНК горожан значительно улучшат здравоохранение в целом. Мобильная система оповещения и кризисного реагирования, получающая информацию со множества сенсоров, значительно повысит безопасность горожан. «Умные» автомобили будут подчиняться электронному центру управления движения, реклама станет менее назойливой и персонифицированной.

Город, который построил робот

Цифровая архитектура – новая философия проектирования, оперирующая идеями совмещения реальной и виртуальной действительности и отказывающаяся от традиционной метрики пространства. Параметризм – новый крупный стиль глобальной цифровой архитектуры, берущий за основу компьютерное моделирование и программирование. Он приводит к появлению новых причудливых архитектурных форм, основанных на сложных вычислительных системах. Среди принципов параметризма – отказ от жестких архитектурных элементов (квадрат, круг, треугольник, куб, шар, призма) в пользу изменяемых и гибких. При таком подходе пространство, состоящее из элементов различного функционального назначения, выглядит единым.

Функциональность таких проектов гораздо выше традиционных: параметрические системы поддаются регулированию и оптимизации под текущие условия, быстро трансформируются, чувствительны к внешним факторам. В этом случае технология влияет на форму объекта, а в дальнейшем и на то, как будет функционировать объект. Такие архитекторы, как Заха Хадид, Бьярк Ингельс, Патрик Шумахер, получили всемирное признание, и благодаря им уже сделаны первые шаги в этом направлении.

Однако проблемная область таких проектов – реальное строительство. Сейчас фазы проектирования и реализации далеки друг от друга. Новые строительные и прочие технологии позволят навести между ними мосты.

В последние годы активно ведется разработка строительных роботов, которые позволили бы минимизировать участие человека в строительстве. Несмотря на дороговизну технологий создания самих роботов, их массовое внедрение позволит в разы сократить себестоимость строительства. Пока речь идет в основном о замене ручного труда, об увеличении скорости строительства и точности возводимых конструкций, но уже начали появляться прототипы, способные изменить и сам подход к строительству в целом.

Летающие дроны будут доставлять строительные материалы и других роботов в любую точку. Роботизированные термиты, принцип функционирования которых заимствован из природы, смогут собирать конструкции из базовых блоков без первоначального плана и распределения ролей.

Промышленные роботы, подобные тем, которые используются в автомобилестроении, могут выполнять процесс сварки, сборки или покраски. Появляются гибриды, совмещающие в строительстве принципы 3D-печати и работу промышленных роботов. Кстати говоря, 3D-печать, которая развивается невероятными темпами, в ближайшем будущем можно будет использовать для изготовления больших объектов, в частности блоков быстровозводимых домов.

Новые приемы строительства требуют новых строительных материалов. Ответом становятся стремительно развивающиеся нанотехнологии с немыслимыми ранее свойствами. Это сталь с повышенной прочностью, срок службы которой увеличен до 1000 лет; бетон, гасящий вибрацию и способный самовосстанавливаться за счет полимерных наночастиц в его составе; ограждающие конструкции и кровли, аккумулирующие энергию солнца; гибкие и паропроницаемые стекла, самоочищающиеся и водонепронецаемые фасадные краски; теплоизоляционные панели на основе нановолокон, позволяющие стенам дышать и выводить вредные вещества наружу. Здания, построенные с использованием таких материалов, будут энергоэффективными, экологичными и безопасными.

Технологии жизнеобеспечения в городе также будут сильно меняться в связи с развитием электроники, робототехники и нанотехнологий. Вот некоторые из таких технологических новинок, появление которых в ближайшее время уже совсем не кажется фантастикой:

• Летающие дроны-курьеры, доставляющие товары из интернет-магазинов, дроны-полицейские, патрулирующие город и фиксирующие преступления.
• Система вторичного использования воды, основанная на ее тщательной очистке.
• Доступные солнечные панели, сводящие энергопотребление к минимуму.
• Компьютеризированные фермы гидропонного орошения, гарантирующие городам будущего продовольственную автономию за счет размещения растениеводческих и животноводческих комплексов в городской черте.
• Система индивидуального и общественного электротранспорта, решающая проблему перенасыщения города автомобилями.
• Система автоматического распознавания лиц.
• Озеленение за счет возведения садов на крышах домов.
• Комплексы эффективной переработки отходов, очищающие и снабжающие город дополнительной энергией.

Кусочки утопии

Сегодня проработано множество фантастических проектов городов: города-небоскребы, города-фермы с вертикально расположенными животноводческими комплексами, «зеленые» города, получающие энергию из возобновляемых источников, плавучие экополисы, линейные города, вытянутые вдоль транспортной и инфраструктурной магистрали, и даже города-аэропорты.

Большая часть из этих проектов – лишь приблизительное видение будущего. Они способны обогатить реальность городской среды отдельными элементами или принципами, но в целом так и останутся утопиями. Ведь наша современность не очень похожа на то, как ее представляли в прошлом. Но при всей непохожести футуристических картинок на реальность сегодняшней городской жизни они создают поле идей, часть которых могут оказаться вполне жизнеспособными и сегодня. Новые технологии могут включаться в разном масштабе, от частичного или полного изменения генерального плана до точечных интерьерных решений. Городская среда мутирует, взаимопроникновение различных ее частей друг в друга порой невозможно отследить и предугадать.

Разработка концепций городов будущего прежде всего важна тем, что ставит высокую планку и задает нужный тон. Новое понимание пространства становится более глубоким и многоуровневым, что позволяет проектировать гармоничную среду и для нынешних городов, учитывая эмоциональное психологическое состояние человека и его потребности. Технологии, помимо комфорта и новых сервисов, должны принести людям ощущение сопричастности процессам жизни и развития города.