Activación de Componentes Urbanos

La Ciudad es un sistema dinámico, en movimiento perpetuo, alimentado por la voluntad de sus habitantes que son también Componentes de la ciudad ya que cada uno ocupa un espacio y está guiado por una inteligencia autónoma. (Componentes Urbanos).

Estoy viendo últimamente muchas contribuciones donde la ciudad se concibe más como una comunidad de ciudadanos que como un conjunto de objetos. Se da mayor importancia al contenido (las personas) que al continente (las calles y edificios). Y creo que debe ser así, aunque es difícil abstraerse de nuestra percepción sensorial, saturada por la avalancha de señales del medio urbano, para ver el bosque detrás de los árboles.

Decía en aquel post que serán Componentes urbanos todos los elementos de la ciudad que ocupan un espacio propio, tanto da que sean estáticos como  móviles, materiales o inmateriales y se caracterizan porque son susceptibles de adquirir un comportamiento propio, una personalidad única y diferenciada, una capacidad para tomar decisiones sobre si mismo y en su relación con los demás.

Pues bien, ahora, excepto las personas, todos los Componentes urbanos son “pasivos” es decir no disponen de la capacidad para participar «activamente» en servir información sobre su identidad, ubicación, forma, estado o propiedades a un cliente que se lo solicite, ni son capaces de tomar decisiones, ni de actuar de forma independiente.

Al proceso por el que se confiere identidad y capacidad de acción a los Componentes urbanos pasivos le llamamos «Activación«:

• Mientras un Componente es pasivo, su geometría e información asociada se obtiene por una observación externa, el objeto se mide o se fotografía o su información es importada desde un documento de proyecto (La adquisición de datos: el talón de Aquiles de los sistemas GIS). Al activarlo el Componente pasa a ser consciente de sus atributos, de su forma y posición en el espacio urbano y adquiere la capacidad para transmitirlos a un cliente  mediante un LBS. (Servicios de Ubicación, una tecnología emergente).

• Actualmente los datos que describen a un Componente pasivo son recopilados en bases de datos o ficheros centralizados (públicos o privados). Desde estos sistemas se sirven a los clientes, sin que el Componente pueda intervenir en esa transacción, incluso, a pesar de la Ley de Protección de Datos de Carácter Personal, sin que el propietario del Componente pueda controlar su contenido ni su forma de distribución. (Estamos viendo como StreetView de Google se considera por algunos colectivos como un atentado a la intimidad). Sin embargo, al activarlo, el Componente se apropia de su información y establece sus propias políticas de acceso y publicación de sus datos.

• Si un Componente pasivo es visible (una finca registral no es visible pero es real, ¡que le pregunten a su propietario!), el aspecto publicado de su envoltura externa se ajustará obligatoriamente a la lectura que los sensores externos realicen de ella. Al activarlo el Componente no podrá ocultar su porción visible (normalmente su envolvente sobre rasante) a la inspección desde sensores externos, pero podrá presentar a sus clientes envolturas aumentadas que ayuden al Componente a generar interés o a publicar información adicional no visible desde sensores tradicionales. Por supuesto si el Componente no es visible por naturaleza o tiene porciones no visibles (bajo rasante), una vez activado podrá también publicar, hacer visible, su forma completa.

• Gracias a la domótica y a la urbiótica (con permiso de www.urbiotica.com o a la urbimática con permiso de Arnaiz Urbimática SL), los Componentes pasivos actuales pueden disponer de redes internas de monitorización y de sistemas de autorregulación, controlados directamente por el propietario del Componente o por sistemas de decisión ajenos al Componente.

Así que activar Componentes es asignarles un agente inteligente que les proporcionan una identidad y la capacidad para controlar su espacio.

¿Como es el espacio del Componente

Todo Componente ocupa un espacio euclídeo tridimensional delimitado por una envolvente o frontera que lo separa de los demás Componentes, a este espacio lo denominamos el “Espacio Propio”, también se denomina “Esfera” en el proyecto  ATRACO.

El Componente activo en todo momento es capaz de describir su Espacio Propio como un volumen georreferenciado, con el grado de precisión suficiente para resolver los problemas de colindancia con otros Componentes.

El Espacio Propio tiene dos características principales:

1) Es un espacio flexible, modificable y sus alteraciones se rigen por los siguientes parámetros:

• • Origen de la alteración: puede ser intrínseca, es decir el producto del comportamiento del Componente, o bien extrínseco, como resultado de procesos de cambio forzados por agentes externos. Un vehículo puede expandir su Espacio Propio incluyendo un remolque. Un edificio puede expandir su Espacio Propio mediante una obra de ampliación. Una persona modifica constantemente su Espacio Propio mientras se mueve y lo reduce si se pone a dieta…

  • Velocidad de la alteración: los cambios de espacio se producen en segundos, horas, días, meses, años, décadas, siglos… Una red de comunicación puede estar creciendo en kilómetros por segundo. La ciudad crece en kilómetros por año.

  • Modo de alteración: puede ser una alteración continua o discreta, procesos de crecimiento o reducción constantes o discretos.

2) Es un Espacio con una frontera, una envolvente definida que lo separa de su entorno. Una envolvente material o inmaterial, que determina y controla los intercambios de materia y energía entre el componente y su entorno. Para efectuar ese control la envolvente distribuye su superficie en dos tipos:

• • Cerramientos: superficies que no permiten, o lo intentan, el paso de materia o energía, equivalen a los muros de una habitación o un edificio. Digo que lo intentan porque no siempre son completamente eficaces. Los muros de un edificio o la piel de una persona, transmiten energia o sonido a pesar de los esfuerzos de sus constructores por impedirlo.

  • Ventanas: superficies especializadas en permitir el paso de materia o energía. Las ventanas disponen de mecanismos de apertura y cierre controlados por el Componente. En un edificio las puertas y ventanas, la acometida de agua, los desagües o la acometida de gas, controlan las transferencias de materia, luz solar y calor. La acometida de electricidad controla la transferencia de energía, la acometida telefónica o de fibra controlan la transferencia de información.

Todo Componente activo, salvo que esté completamente aislado de su entorno, en función de como ha sido diseñado y bajo instrucciones precisas de su propietario, establece la dimensión, posición y rol de cada ventana, determina los tipos de materia o energía que controla cada una y establece los sentidos de paso y cantidades que permiten intercambiar con su entorno en cada momento.

Además del Espacio Propio todo Componente dispone de un “Espacio Accesible” por el que el Componente puede transitar. Los Componentes fijos tienen un Espacio Accesible igual a su Espacio Propio por lo que están imposibilitados de moverse. El Espacio Accesible se ajustará a las leyes físicas que determinan las interacciones entre los cuerpos. Un coche tiene un Espacio Accesible asignado por el Componente de Calzada, Aparcamiento o Local de garage que lo contienen en un momento dado.

• Espacio Accesible establecido: es aquél cuyas dimensiones son conocidas en todo momento por el Componente y el Componente conoce su posición relativa con respecto a la totalidad del Espacio Accesible.

• Espacio Accesible no establecido: es aquel cuyas dimensiones no son conocidas por el Componente por lo que éste esta obligado en todo momento a descubrir sus límites mientras se mueve o a que otros Componentes se lo fijen.

Todo Componente puede disponer de una «Trayectoria«, entendiendo por tal un vector georreferenciado que describe de forma suficiente los movimientos del Espacio Propio a través del Espacio Accesible, en este sentido la trayectoria puede ser:

• Inexistente: cuando el Componente no tiene trayectoria, es decir está siempre inmóvil.

• Definida: cuando el Componente puede informar de cual será su posición en un rango temporal dado. Un coche con un plan de viaje aprobado tiene una trayectoria definida.

• Indefinida: cuando el Componente se mueve al azar o su movimiento es controlado por un Componente jerárquicamente superior y por tanto el Componente no puede informar de cual será su posición en ningún momento futuro.

• Orientada: cuando el Componente se mueve por la trayectoria según un sentido establecido.

• No orientada: cuando el Componente se mueve por la trayectoria sin un sentido establecido.

Por último todo Componente dispone de un “Espacio Controlado” que está ligado al Espacio Propio de forma que se mueven de forma conjunta por el Espacio Accesible. Este espacio está determinado por el horizonte máximo de los sistemas sensoriales del Componente, bien por sus propios medios o bien ayudado por dispositivos existentes en el Espacio Accesible. Así un edificio puede disponer de un espacio controlado que excede de su espacio propio.

Pero ¿qué Componentes forman la ciudad y son susceptibles de Activación?

Hasta ahora los Componentes que han formado los sistemas de información urbanos, los descritos por la cartografía urbana, son cuasiestáticos ya que la dilatada periodicidad de los procesos de observación impide incluir en ellos componentes de alta movilidad. Por el contrario los Componentes activos no tienen esa limitación. Podrán ser estáticos o podrán ser móviles. En este último caso su agente inteligente dispondrá de medios de geoposicionamiento para informar de su posición en todo momento.

También hay elementos de la ciudad que, dada su naturaleza, serán siempre Componentes pasivos:

• Los elementos no dinámicos del medio físico: naturaleza geológica, litológica y geomorfológica del terreno.

• Los elementos del medio natural que no están sujetos a transformación humana.

• Los elementos cuyo ciclo de vida sea tan lento que sus cambios puedan seguir siendo informados mediante sensores remotos.

Todos los Componentes que sean activables deben encajar en una estructura jerárquica que determina las reglas de dependencia mutua entre todos ellos y que reproduce el funcionamiento de la ciudad en todos los órdenes. Esta estructura jerárquica se apoya en distintas bases:

• Topológica: determina la posición relativa entre dos Componentes: interna, externa, adyacente, alejada.

• Jurídica: determina la dependencia patrimonial, derechos reales, derechos de uso, servidumbres…

• Administrativa: determina la relación entre los Componentes y la estructura administrativa competencial.

• Técnica: determina la dependencia física entre Componentes.

• Funcional: determina la dependencia funcional entre Componentes.

Ello implica que la forma de acceso a los Componentes se verifica por niveles de profundidad, donde cada nivel establece las condiciones y forma de acceso a los niveles subsiguientes, desde el supercomponente “Ciudad” hasta el último subcomponente contenido en un compartimento de un edificio o de una instalación.

Para establecer la jerarquía de Componentes se define el número mínimo de tipos que pueda servir para describir el número máximo de Componentes posibles sobre el territorio:

Área metropolitana: un conjunto geográficamente continuo de ciudades que tienen una fuerte interdependencia funcional.

Ciudad: un ámbito espacial contenedor sujeto a una administración unificada. dentro de Área metropolitana.

Distrito: un subámbito espacial contenedor y opcional sujeto a administración unificada dentro de la Ciudad.

Espacio No Asignado: compartimento contenedor, dentro del Distrito o en su defecto dentro de la Ciudad, que no tiene asociada una función específica, por ejemplo un solar o un espacio no urbanizado.

Parcela: compartimento contenedor, dentro del Distrito o en su defecto dentro de la Ciudad, que tiene una función no conectiva, por ejemplo una parcela residencial, industrial o dotacional.

Finca: compartimento contenedor, dentro de la Parcela, con asignación diferenciada de derechos, (Espacio común y Espacios privativos).

Local: compartimento contenedor dentro de la Finca, con una función diferenciada (Habitaciones o piezas)

Instalación: compartimento, dentro de la Ciudad, que tiene una función conectiva (redes de todo tipo, viarias, de agua, de energía, de alumbrado, de telecomunicación…).

Conducto: compartimento de una Instalación que sirve de canal de transporte especializado: calzadas, vados, vías férreas, aceras, carriles bici, tuberías, cables…

Nodo: compartimento de una Instalación que sirve de colector o repartidor: intersecciones viarias, depósitos, transformadores, estaciones, aeropuertos…

Vehículo: compartimento de transporte de personas o mercancías que circula por  conductos especializados e interacciona con nodos. No está asignado jerárquicamente a ningún otro Componente, ello no quiere decir que los Componentes que lo contienen en un momento determinado no esten informados de su presencia y trayectoria.

Persona: persona física que circula por conductos especializados, interacciona con nodos o utiliza espacios de cualquier tipo. No está asignado jeárquicamente a ningún otro Componente, ello no quiere decir que los Componentes que lo contienen en un momento determinado no esten informados de su presencia y trayectoria. (Dentro del margen que determine el derecho a la privacidad)

 Y por último, ¿Cómo es ese Agente Inteligente?

Los agentes inteligentes son autómatas de software (bueno en el caso de las personas es un poco distinto, pero ellas son el modelo que debe servir para construirlos). Se ejecutan como un servicio Linux/Windows en un ambiente de servicios SOA que, en gran medida, han sido establecidos con precisión en el proyecto ATRACO.

De forma ideal (todo depende de si posible construirlo) debe tener las siguientes características:

• Como todo servicio el Agente puede funcionar en una máquina física o virtual, tanto embebida en el Componente urbano como en un servidor remoto. Las posibilidades para que Componentes de cualquier clase adquieran capacidad para contener un Agente son prácticamente ilimitadas. La miniaturización, la reducción del consumo energético, la generación autónoma de energía por procesos electrónicos, químicos o físicos, la construcción de redes de sensores mediante comunicación inalámbrica o por redes eléctricas o por cualquier otro medio y otras muchas innovaciones nos aseguran la posibilidad de trasladar inteligencia a un Componente.

• Si el Espacio Accesible es mayor que el Espacio Propio, es decir si el Componente puede moverse, el Agente deberá disponer de funcionalidad GPS que le permita mantener informada su posición, orientación y en su caso la trayectoria.

• Es autocontenido, no tiene ninguna dependencia de bases de datos, aplicaciones externas, librerías o sistemas que no sean las estándar del SO de la máquina en la que funciona. Todos sus datos y funciones están contenidos y administrados directamente por el Componente según su propia lógica interna, por lo tanto no depende de ningún dispositivo externo o repositorio de datos para su gestión, salvo del adecuado suministro de energía.

• Dispone de una lógica de seguridad que establece los niveles de acceso a su información, administrada por su propietario legal.

• Tiene memoria para almacenar experiencia y si es posible para aprender de ella.

• Es autotransportable, de dos formas: a) con la autorización de su propietario es capaz de moverse de un soporte hardware a otro, sería como trasladar un programa licenciado para funcionar en una máquina a otra máquina, pero donde el traslado lo hace el propio programa y b) también previa autorización es capaz de abandonar un Componente urbano y tomar posesión de otro Componente de la misma naturaleza. Una especie de trasplante de cerebro. Ello permitiría que podamos cambiar de coche sin cambiar de agente inteligente. (aún no funciona con las personas pero dale tiempo)

• Es clonable, con la autorización de su propietario es capaz de crear una réplica de si mismo, dotarla de una nueva identidad y representar a un nuevo Componente urbano.

• Es universal, puede representar a componentes urbanos de cualquier naturaleza siempre que haya adquirido las reglas de comportamiento y propiedades asociadas a cada clase de componente.

• Dispone de un direccionamiento IP propio, bien público o a través de un router por tanto tiene conectividad con internet. En función de la dinámica del Componente esta conexión será permanente o periódica y de ancho de banda proporcional a sus necesidades.

• Regula las condiciones del sistema interno del Componente, gestiona los inputs de información desde sus sensores y dispone de una ontología que le permite adoptar conductas adaptativas adecuadas a cada situación.

• Dispone de un Servicio de Ubicación (LBS) propio que le permite conocer en todo momento la posición y forma de los dispositivos que controla o de otros Componentes que circulan por sus espacios.

• Dispone de servicios web de consulta que le permiten interactuar con otros Componentes, con Servicios de Ubicación jerárquicamente superiores y proporcionar a su propietario un cuadro de mando que le permita establecer su comportamiento, conectividad con otros componentes y con los usuarios.

Esta aproximación teórica a como organizar los elementos que forman la ciudad formando una estructura jerárquica de Componentes, responde a la necesidad de poner orden en el despliegue de la Smart City, ajustándolo a las condiciones técnicas, funcionales, jurídicas y administrativas reales y vigentes de como funciona la ciudad.

Como resultado determinará un ciclo de vida de los Componente. En otro post hablaremos de como es ese ciclo de vida y de como se gestiona su desarrollo, algo que está muy ligado a los Registros digitales (Registro digital de Planeamiento), a la Sistematización, a la Normalización y a los sistemas de gobierno digital y con ello entramos en la gestión de expedientes, todo un mundo del que hay también mucho que hablar…

Ignacio Arnaiz Eguren – Director del Área de Innovación – Arnaiz Consultores SL