В мире наблюдается взрывной рост численности городского населения. Уже около 4 млрд человек, более половины населения Земли, живет в городах. Ожидается, что к 2050 году число горожан вырастет до 6,4 млрд. Столь быстрый рост городского населения приводит к сильному подорожанию качественного жилья и формированию трущоб — как на окраинах мегаполисов, так и в центральных районах, которые по разным причинам покидают обеспеченные жители.
Проблема эта характерна не только для развивающихся стран. В США типичным примером превращения в трущобы некогда благополучного центра города стал Детройт — некогда «автомобильная столица» страны.
Международная группа ученых решила подойти к решению проблемы с точки зрения топологии — раздела математики, изучающего свойства пространств, которые не меняют свои основные характеристики при непрерывной деформации, сообщает издание Science.
Идея состоит в том, что трущобы надо транспортно соединить с более благополучными районами. Тогда жители бедных кварталов получат доступ к современным городским сервисам и коммуникациям. Это позволит постепенно провести реновацию обветшавшего жилого фонда. Разработанное учеными ПО опирается на большие данные о состоянии домов в разных районах.
На основе этих данных алгоритм рисует сетевую структуру. Узлами становятся здания и открытые пространства между ними, а дороги и коммуникации выступают в роли сетевых соединений.
Алгоритм по сути заменяет главного архитектора города, автоматизируя процесс градостроительной политики. Он определяет, где следует проложить новые дороги, подземные и воздушные коммуникации, чтобы дать жителям трущоб доступ к качественной воде, бесперебойному электроснабжению, медицинской помощи и услугам ремонтных служб.
Исследователи протестировали свой подход в трущобных районах двух мегаполисов — южноафриканского Кейптауна и Мумбаи в Индии. Большие данные, необходимые для работы алгоритма, собирали путем масштабных опросов местных жителей. На основе этих данных ПО построило сеть новых дорог и коммуникаций, которая должна привести к ликвидации трущоб. Результат был представлен на рассмотрение властей обоих городов.
Города будущего должны измениться не только структурно, но и с точки зрения технологий строительства. Пока, впрочем, это удел богатых стран. Так, в мегаполисах США планируют разрешать строительство исключительно зданий с нулевым энергопотреблением. А в Дубае к 2025 году рассчитывают каждый четвертый дом печатать на 3D-принтере.