Текст книги "Научные открытия, меняющие мир"

Глава 7. «Умный город»

Согласитесь, зачем останавливаться на компьютеризации отдельного дома, если можно превратить весь город в компьютерную сеть? Нет, всплывающие в вашем воображении картинки из «Матрицы» совершенно неуместны. Речь идет о том, чтобы централизовать и автоматизировать многие процессы в современном мегаполисе.

Будущее за GPS и Интернетом

Самый простой подход – как можно больше Интернета. Все крупные города США уже интернетизированы от края до края, и в любой точке мегаполиса вам доступна бесплатная широкополосная Сеть. Это означает, что мобильное устройство – телефон с выходом в Интернет, смартфон, коммуникатор, наладонник, ноутбук – становится для человека гидом по окружающей реальности. С помощью беспроводных интерфейсов, таких как привычный Bluetooth, а также GPS-позиционирования, вы «сообщаете» реальности: «Я здесь, иду по Шестой улице в сторону бульвара Ланкастер», – и на ваше устройство начинает приходить реклама магазинов и кафе, находящихся по пути. Точно так же нет необходимости покупать утреннюю газету – нажатие одной кнопки предоставит вам новости от любых мировых агентств. Вам хочется посетить кинотеатр или выставку, причем желательно поближе? Поиск электронных афиш занимает считанные секунды, а потом GPS-навигатор прокладывает для вас маршрут.

За GPS вообще видят большое будущее. Изначально разработанная как система с сугубо военным применением, сейчас Global Positioning System используется в каждом такси и маршрутном автобусе. По электронной карте города гораздо проще ориентироваться – она всегда «свежая», с самыми последними данными о застройке и перепланировке, а кроме того, она показывает вам, что «вы здесь, а вот так можно дойти или доехать туда, куда вам нужно».

Постоянный доступ в Сеть в наше время необходим многим городским жителям, например, как возможность непрерывно следить за изменениями биржевых котировок или ходом выборов.

А в Сан-Франциско с помощью Интернета борются с пробками на дорогах. У нас сообщения о том, где сложно или невозможно проехать, объявляют по радио. А там – с помощью двусторонней связи с имеющимися в автомобилях GPS-навигационными устройствами. Датчики, встроенные в светофоры и дорожные знаки, фиксируют проезжающий мимо транспорт и передают на бортовые компьютеры автомобилей сведения о плотности автопотока на соседних развязках. Буквально это выглядит так: «Здравствуйте, говорит светофор. На повороте направо возник затор, и лучший способ его объехать – следующая улица и поворот там-то и там-то».

Та же технология решает проблему парковки. Ведь в больших городах найти место, чтобы поставить машину на часок, – почти неразрешимая задача. На объезд района в поисках места для остановки тратится, по статистике, больше бензина, чем на перемещение в пункт назначения. Компьютерная сеть для автомобилистов решает эту проблему так. Водитель со своего КПК или GPS-приемника смотрит в нужный ему район города и видит там список свободных на текущий момент парковочных мест. Выбранную точку водитель резервирует заранее – и это место уже не показывается как доступное другим водителям.

Аналогичная методика применяется в Сеуле. Только там информация еще и обрабатывается специальными компьютерами, которые меняют режим работы светофоров на основании данных о скорости и объеме потока машин, чтобы равномерно распределять интенсивность движения и избегать пробок. Учитываются заодно состояние разных участков дороги и места аварий.

В развивающихся странах интернетизация имеет совершенно другое значение. Программа World Ahead, внедряемая мировым компьютерным гигантом Intel в Африке и Амазонии, в первую очередь решает проблему нехватки квалифицированных кадров. В уездную больницу не приедет светило науки, зато привезти туда компьютер со спутниковым подключением к Интернету не так сложно. А через него деревенский фельдшер в режиме видеоконференции свяжется с центральной больницей, чтобы получить консультацию в сложном случае. Точно так же школьники могут приходить на интернет-уроки, которые ведет учитель, находящийся очень далеко. Видеосвязь двусторонняя, так что это не кинолекция, а полноценный урок – причем организованный и проведенный так, что удобно и школьникам, и преподавателю.

Системы слежения и централизованного обмена информацией в перспективе пригодятся для предотвращения правонарушений. На наших улицах и так уже полно видеокамер, что вызывает недовольство граждан. Что ж, обычное дело – либо свобода, либо безопасность. Видеокамеры, надзирающие за центральными проспектами и автострадами, предлагается объединять в компьютеризованные сети. Тогда сигнал, поступающий с них, будет сразу же распознаваться и сообщать не только «что случилось», но и, скажем, какие номера были у машины, скрывшейся с места ДТП, или как выглядел грабитель магазина. Такая информация будет передаваться на бортовые компьютеры полицейских автомобилей, упрощая поимку преступников. Конечно, нарушитель в маске спасется, если умудрится не произнести ни слова, потому что камеры будут оснащены микрофонами. Сложные системы распознавания голоса на текущий момент есть только у полицейских управлений крупных мегаполисов западных стран, но причина этого только в их высокой стоимости. Современный голосовой анализатор может сделать выводы о возрасте, росте и даже об общих чертах внешности человека. Помогут и спутники – «взяв» один раз человека «на мушку» через уличную камеру, можно дальше «передать» слежение за ним геостационарному спутнику (он же делает спутниковые карты GoogleEarth). А от его всевидящего ока скрыться гораздо труднее, чем от уличных объективов.

Город-компьютер

Более амбициозные проекты предполагают строительство целых городов по заданным планам, включающим полную автоматизацию и компьютеризацию.

В Саудовской Аравии создается новая «силиконовая долина», и называться она будет Knowledge Economic City. Это город, который должен стать одновременно центром создания высоких технологий завтрашнего дня и их рекламой. Будут созданы идеальные условия для работы специалистов-компьютерщиков и ученых. Сегодня на строительство города выделено 7 млрд долларов. Проект планируется завершить в 2020 году.

Город будет предназначен, в первую очередь, для офисов компьютерных компаний и НИИ, а в жилых кварталах поселятся сотрудники этих предприятий. На базе Knowledge Economic City будет опробована сама технология создания «умных городов» – и если проект покажет себя хорошо, аналогичные города и районы появятся в других уголках земного шара. Будущих специалистов-инженеров по строительству таких городов будут готовить здесь же – в условиях, приближенных к боевым, так сказать.

«Мозг» города – это децентрализованная компьютерная сеть, связывающая роботизированные дома, инфраструктуру, рабочие места и все остальное. В новом городе вся необходимая информация быстро и четко поступает туда, куда надо. Помните холодильник, который «звонит» в продуктовый магазин? Точно так же будут связываться с соответствующими службами протекающие трубы, сломавшиеся телевизоры и перегоревшая проводка. Пожарные, ремонтники и полиция будут оказываться там, где нужно, за считаные минуты.

Другой город-компьютер строится в Испании. Он получил название «Цифровая миля». Это участок города Сарагоса, состоящий из 4 тыс. новых квартир, 243 тыс. м² офисных помещений и 231 тыс. м² мест общественного пользования, площадей и парков. Перед проектом поставлены конкретные задачи и найдены конкретные, основанные на современных технологиях решения. Во-первых, в «Цифровой миле» нет понятия «рабочее место», потому что с помощью беспроводного Интернета любое место становится рабочим. А электропитание здесь проведено буквально повсюду. Так что вы со своим ноутбуком можете работать хоть на крыше дома, хоть на скамеечке в парке отдыха. Улицы и дома оборудованы системами видеонаблюдения, которыми может воспользоваться каждый – так что можно приглядеть и за ребенком, сидящим дома, когда вы на работе, и, наоборот, за детьми, ушедшими играть на улицу. С помощью интернет-сайтов можно заказать на дом все товары и услуги, предоставляющиеся в пределах «Цифровой мили», а также узнать, где находятся ваши друзья и родственники, если вам приспичило пообщаться с ними вживую, а не по телефону или через Сеть.

Есть и не связанные с Интернетом, но важные мелочи. Так, все тротуары и лестницы автоматически подсвечиваются в темное время суток. Датчики фиксируют ухудшение погоды и выдвигают из фасадов зданий защищающие от дождя тенты. На потолках зданий находятся экраны, транслирующие изображение неба над крышей, так что и без стеклянных крыш – которые крайне неудобны в солнечной Испании – вы можете любоваться облаками или звездным небом в минуты отдыха. Кое-что создано и просто как достопримечательность для туристов и развлечение. В частности, «танцующие» фонтаны, которыми можно управлять: фонтаны «видят» движения человека и двигаются им в такт.

Свои ноу-хау есть и у U-city, корейского аналога «Цифровой мили». Все основные принципы там те же самые, однако корейцам есть чем похвастаться. Здесь каждый житель и турист будет снабжен специальной универсальной смарт-картой. Ее не нужно доставать из кармана и куда-то прикладывать – присутствие карточки электроника обнаруживает на расстоянии. Так что дверь вашего дома распахнется перед вами сама. А когда вы будете отправляться на работу, то просто подойдете к стоянке такси – там при вашем приближении уже будут знать, кто вы и куда вам надо попасть. В магазинах U-city нет привычных для нас касс и очередей. Просто на выходе расположены «турникеты». Только все, что они делают в наших городах, – это предотвращают вынос наружу неоплаченного товара. А в корейском «умном городе» они будут обнаруживать вашу смарт-карту и снимать со счета необходимые для оплаты покупок суммы. То есть вы просто войдете в магазин, возьмете, что вам нужно, и выйдете. А все денежные операции будут произведены автоматически. Разумеется, наличные деньги в «умном городе» вовсе не нужны, а следовательно, уровень уличной преступности здесь будет нулевым.

Сомнительно во всех этих прекрасных идеях только одно – надежность электроники. Сегодня, когда у вас не работает кофеварка, вы можете достать турку и приготовить кофе в ней. А если не работает кабельное телевидение – достать «комнатную» антенну. Большинство же остальных устройств в доме не электронные, а механические, и в случае поломки вы часто можете починить их самостоятельно.

В «умном городе» все будет по-другому. Для удобства пользования там все будет автоматизировано, а значит – снабжено электронными устройствами. Но что будет, если какой-нибудь из узлов банально перегорит? Такие мысли, кстати, приходят на ум не только нам. Проектировщики «домов будущего» жалуются, что далеко не каждый согласится поселиться в таком жилище. По их словам, когда вокруг тебя столько техники, думающей вместо хозяина, чувствуешь себя неуютно.

Новые города – это очень хорошо, скажет скептик, особенно в условиях постоянно растущего населения планеты. Но где их строить? Пока это два-три прототипа, воздвигаемых, по сути, в пустынях, проблемы нет. Но скоро население Земли вырастет еще в два раза – и где мы все поместимся? Можно понастроить «умных городов» – но где?

Гидрополисы

На этот счет у энтузиастов есть свои ответы. Один из них такой: в будущем люди будут жить… под водой.

Так, швейцарский инженер Клод Шритван предложил проект подводного поселения по заказу княжеской семьи Монако – одного из самых маленьких по площади государств мира. «Город будет иметь форму кольца, – сообщает автор проекта, – нечто вроде кратера диаметром 10 км и стенкой толщиной 120 м. На ней мы разместим амфитеатр – 30-этажный жилой комплекс на 300 тысяч квартир площадью 75 м² каждая. Они расположатся с наружных сторон кратера. Так что из «окон» откроется вид непосредственно на толщу воды. Можно будет смотреть за рыбками, не выходя из квартиры. Внешнее кольцо кратера составит 372 м. Там будут находиться крытые бульвары с учреждениями, мастерскими, галереями магазинов, террасами, театрами и кинотеатрами, плавательными бассейнами и фитнес-залами. Внутри амфитеатра – пространство для спортивных площадок, лужаек, парков и водных стадионов».

Звучит как утопия или даже бред сумасшедшего. Но подобным «бредом» всерьез занимаются исследователи в разных уголках мира.

Так, существуют проекты «городов на мелководье». Это купола из специального стекла, возводимые на морском дне и соединенные коммуникациями с «наземным» городом. Поскольку стекло может выдержать только ограниченное давление, эти «города» строятся там, где толща воды над поселением будет не очень большой. Внутри куполов, как предполагается, будут размещены рыбоводческие хозяйства, туристические центры и – главное – экологические установки для очищения сточных вод перед сбросом их в океан. Такие «городки» не будут автономными, но вынесение под воду части городской инфраструктуры позволит освободить место в самом городе.

Проекты обитаемых подводных станций выдвигаются разными учеными (в основном океанологами) последние лет 50. Реализовать же удалось только конструкцию, придуманную знаменитым Жаком-Ивом Кусто. Мини-поселок из трех домов размещался в Красном море на небольшой (около 20 метров) глубине. Просуществовал он недолго. Но надо помнить, что это произошло довольно давно и с тех пор мы продвинулись далеко вперед.

На современные дома под водой больше всего был похож «Коншельф-3», последний из проектов подводных баз Кусто. В Средиземном море на глубине 100 м размещался стальной шар, внутри которого скрывалась вилла со всеми удобствами, включая проводную телефонную связь с землей, оранжерею и экспериментальную буровую установку – тогда идея добычи нефти с морского дна только тестировалась.

После Кусто аналогичные исследовательские станции на дне морском стали строить практически все развитые страны мира.

Принципы конструкций всех жилищ такого типа общие.

Внешне подводное поселение выглядит как связка гигантских воздушных шаров, подвешенных в океане. Дома должны быть сферической формы, чтобы давление воды на их поверхности распределялось равномерно. Прежние аквастанции состояли из двух-трех «шаров» – города будущего, конечно, будут содержать многие сотни.

Каждый дом или все поселение целиком должны быть заключены в большую сетчатую «клетку» вроде изгороди, которая будет предотвращать их от попадания обитателей глубин, плавучего и «падающего» сверху мусора и даже сбившихся с пути подводных лодок.

На входе в базу располагается «жидкая дверь», она же – водолазный колокол. Это то же самое, что и шлюз в космическом корабле. Здесь в герметичном отсеке насосы заменяют воздух водой, когда вы надели скафандр и собираетесь выходить, или воду воздухом, когда вы хотите войти.

Вместо иллюминаторов дома будут снабжены телекамерами – так безопаснее. Кислород и пресная вода здесь добываются посредством электролиза, энергия – с помощью атомного реактора. Можно предположить наличие плавучих солнечных батарей или специальных генераторов, подобных приливным, а также тепловых, работающих на разнице температур глубинных и поверхностных вод.

В качестве личного транспорта акванавты используют батискафы, гаражи с которыми располагаются неподалеку.

Существенные недостатки всех построенных океанических баз до настоящего момента не изменились. Какие же это проблемы?

Во-первых, это необходимость дышать не обычным воздухом, а более легкой смесью гелия и кислорода – гелиоксом. В результате акванавты будут говорить фальцетом, как персонажи мультфильмов. К сожалению, другой, более удачной смеси газов пока не найдено.

Во-вторых, всегда присутствует опасность гибели подводного поселения. Чуть что пошло не так, где-то образовалась минимальная деформация или трещина – жди беды. Так что любая камера для подводной жизни должна, что называется, начинаться и заканчиваться с мер аварийной герметизации, всплытия и эвакуации поселенцев.

В-третьих, у акванавтов будут те же психологические проблемы, что и у космонавтов, – постоянное пребывание в закрытом помещении, непривычный режим освещения и другое атмосферное давление. В невесомости жить и работать могут далеко не все. То же самое верно и для подводных домов.

Для чего еще, кроме жизни людей, сгодится подводная деревня? Она очень практична для обитания нефтяников, работающих на буровых платформах, и ученых, исследующих глубины. Добыча нефти с морского дна – все, что нам останется через каких-то пару десятков лет, когда легкодоступных участков суши, где можно «досверлиться» до «черного золота», не останется. К тому же лишь у нефтяников в настоящий момент есть достаточные для строительства таких поселений деньги – освоение океана по стоимости сравнимо с освоением космоса.

А если вы думаете, что все это – очень отдаленные перспективы, то спешу вас удивить: подобного рода «деревни», правда, не для постоянной жизни, а в качестве гостиниц, уже строятся.

На сегодня открыт только один подводный отель – Jules Undersea Lodge во Флориде. Здесь с большой охотой оставляют деньги обеспеченные туристы со всего мира, мечтающие увидеть своими глазами то, на что они насмотрелись в документальных фильмах Жака-Ива Кусто и его команды.

Другой отель, «Гидрополис», строится в Персидском заливе. Его «фишка» – сверхпрочные плексигласовые стены. Турист будет жить как будто в прозрачном водяном пузыре, так что все красоты подводного мира, окружающего «обитаемый пузырь», предстанут его взору. Еще одна гостиница строилась к пекинской Олимпиаде, но не была закончена в срок в связи с постоянно растущими требованиями к безопасности подобных строений.

Казалось бы, в создании подобных жилищ нет ничего сложного – все современные подводные лодки готовы к многомесячному пребыванию под водой, так что любая из них с ее системами жизнеобеспечения годится для океанского дома. Проект должен выйти даже дешевле – ведь допустимо отказаться от противоторпедной брони, боекомплекта, двигателей. Освободившиеся объемы можно потратить на дополнительные бытовые удобства. Электрокабель будет реально провести с суши, а воздух, еду и пресную воду – доставлять из «центра цивилизации». В «подводные деревни» Кусто все необходимое привозилось именно так.

Но все подводные станции просуществовали недолго и были закрыты, в первую очередь, из-за высокой стоимости: в нынешних условиях цена подводного дома примерно равняется цене космического корабля.

Жизнь «на плаву»

Другой вариант – строить города не под водой, а на воде. Уже сегодня существует несколько поселений, использующих в качестве жилых площадей заброшенные буровые платформы посреди океана. Но это – маргинальные поселения хиппи, сектантов и «свободных художников», существующие не так много лет. Чтобы сделать проживание на плавучей платформе постоянным, нужно предусмотреть множество моментов.

Завтрашний «город на плаву» будет, по большому счету, являться искусственным островом. За счет особой формы подводной части – такой, как у айсберга, – он будет удерживаться все время в одном положении. Чтобы защитить поселение от цунами и огромных океанских волн, проектировщики намерены накрыть его прозрачным куполом, воздух в который будет поступать с помощью новейших систем аэро– и гидровентиляции. Город будет многоэтажным: внизу разместятся промышленные комплексы и склады, а вверху – жилые и административные помещения. Небоскребов в таком городе не построишь, да это и не нужно.

Разумеется, «плавучие города» будут находиться в пределах видимости с берега, потому что с ними нужно будет организовать сообщение. Для этого появятся подводные туннели или система паромов.

Американское конструкторское бюро «Корабль свободы» предложило еще более амбициозный проект (собственно, по имени проекта и названо бюро). Идея состоит в том, чтобы сконструировать огромный «плавучий город» на специальном корабле длиной более километра. Визуально (судя по концептам проекта, строительство которого до сих пор не начато) «корабль свободы» выглядит как плавающий многоэтажный дом с аэродромом на крыше.

Такой город-корабль непрерывно совершал бы кругосветные путешествия, время от времени останавливаясь возле крупных портов. Большая часть коммуникаций производилась бы с помощью самолетов.

Разумеется, «корабль свободы» будет полностью автономен, так что люди на нем смогут жить и работать: там разместятся спортивные залы и стадионы, мастерские, магазины, зоны отдыха, казино, рестораны, гостиницы и даже крупные предприятия, цеха которых смогут работать в открытом море.

Проект поражает размахом – 100 тысяч жителей (не в каждой европейской столице столько найдется; весь Рейкьявик мог бы, например, переехать на этот корабль), не считая туристов. Предполагается и очень высокая надежность корабля – специальные установки будут защищать воздух в помещениях от морской соли, а чтобы корабль-город не затопило и не перевернуло, будут использоваться те же технологии, которые защищают от стихии дрейфующие нефтяные вышки.

Отдельной «фишкой» «корабля свободы» будет его высокая экологичность. Для города разрабатываются особые системы переработки сточных вод и очистки воды, а также будет организована переработка бумаги, стекла, металла и пластика. Что до органических отходов, то метан, получающийся при их сжигании, будет использоваться в качестве топлива для механизмов корабля, а не просто уходить в атмосферу. Наконец, для строительства самого корабля будут применяться только нетоксичные и натуральные материалы.

Вопрос только в том, что «корабль свободы» до сих пор не построен, а смета расходов на его создание растет день ото дня. Возможно, в готовом виде этот проект так никто и никогда не увидит.