Le città affrontano oggi la grande sfida di coniugare una rapida trasformazione dei servizi offerti ai cittadini con la vocazione specifica del proprio tessuto sociale ed economico, senza snaturarsi. Si tratta di una sfida sicuramente tecnologica e amministrativa, ma anche culturale, verso un modo di vivere più “smart”. Un terreno di ricerca applicata può essere quello dei Digital Twin per le Smart Cities.
Le città smart per migliorare la qualità della vita
L’elaborazione teorica sulle smart cities si sviluppa soprattutto a partire dal punto di vista tecnico, prima ancora che sociologico e giuridico: di legame tra innovazione tecnologica e urbanizzazione si parla già a metà degli anni ’70 con riferimento ai cosiddetti “distretti industriali” prima ai “cluster industriali” poi. Questo dibattito è approfondito anche della letteratura anglo-americana degli anni ’80 sul New Urbanism, nel quale il concetto di intelligenza inizia ad essere impiegato con riguardo alle questioni urbane, nello sviluppo della “smart growth”.
Non esiste, tuttavia, una definizione univoca di Smart City, alla quale comunque la maggior parte degli autori ricollega una caratteristica principale e cioè l’uso delle nuove tecnologie per migliorare la qualità della vita dei propri cittadini, attraverso la combinazione di sei elementi che possono essere utilizzati come parametro per misurare l’intelligenza di un territorio: l’economia, gli individui, la governance, la mobilità, l’ambiente e la vivibilità.
Nel 2021 la Commissione per lo sviluppo regionale del Parlamento Europeo ha pubblicato i risultati di una ricerca sull’utilizzo dell’Intelligenza Artificiale nello sviluppo urbano, relativa in particolare all’impatto sulla coesione socio-economica e territoriale all’interno delle aree urbane e tra di esse. Lo studio evidenzia la possibilità concreta di sfruttare l’enorme mole di dati che vengono prodotti dalla vita nella città attraverso diverse tecnologie, con applicazioni in settori diversi, quali la mobilità, la sanità, la sicurezza, il consumo energetico, migliorando così la governance della città.
Soluzioni smart per le città: il digital twin
Negli ultimi anni, molte città hanno sperimentato soluzioni “smart” verticali, volte a rispondere a specifici bisogni con progetti utili ma con un respiro limitato. Inizia a diffondersi, perciò, anche applicato alla vita delle città, il concetto di Digital Twin, non solo come una ulteriore tecnologia da sfruttare, ma come supporto a una pianificazione strategica della gestione pubblica.
Possiamo definire un Digital Twin come una replica virtuale di un sistema, processo o prodotto fisico, in costante aggiornamento per mezzo di dati che provengono in tempo reale dall’equivalente “reale”.
La teorizzazione di questo approccio si deve ad uno studio del 2002 dell’Università del Michigan, sulla gestione del ciclo di vita del prodotto: la ricerca aveva l’obiettivo di crearne un modello virtuale, in un’epoca in cui i dati erano ancora quantitativamente limitati, raccolti a mano e per lo più su carta. Il modello iniziale, dunque, originariamente denominato “Mirrored Spaces Model”, prevedeva tre componenti: lo spazio reale, lo spazio virtuale e un meccanismo di collegamento per il flusso di dati, sviluppato, pochi anni più tardi, nell’“Information Mirroring Model”, in cui centrale diventava la bidirezionalità del meccanismo di collegamento tra due spazi.
Figura 1 – Rappresentazione del funzionamento dell’Information Mirroring Model
È solo nel 2010 che l’espressione “Digital Twin” appare per la prima volta in un documento, all’interno della roadmap tecnologica della NASA, in cui viene descritto come «una simulazione integrata multi-fisica, multi-scala, probabilistica di un veicolo o sistema che utilizza i migliori modelli fisici disponibili, aggiornamenti dai sensori, cronologia della flotta, ecc., per rispecchiare la vita del suo gemello volante». In realtà, però, l’approccio non era nuovo per la stessa NASA: nell’ambito del programma Apollo, erano stati costruiti due veicoli spaziali identici, proprio con la finalità di replicare gli spazi e creare un modello per lo studio dei processi.
Il Digtal Twin utilizza diverse tecnologie, quali l’internet delle cose (IoT), l’internet industriale delle cose (IIoT), l’intelligenza artificiale (AI), il cloud computing, tutte in costante evoluzione, circostanza che lascia presagire che anche il Digital Twin continuerà ad evolversi. Alcuni ricercatori, infatti, già parlano di Digital Triplet, nell’ambito del quale il sistema virtuale e quello reale terranno conto anche dell’interazione con l’uomo, creando così ulteriore valore.
Smart cities e diritti
Le grandi opportunità che possono provenire dalle città intelligenti non eliminano le questioni aperte che permangono, soprattutto in tema di diritti.
Da un punto di vista sociale, non si può perdere di vista il diritto fondamentale a vivere la città – non solo come luogo abitativo in senso ampio, ma come territorio e identità – anche e soprattutto per quei cittadini che non dispongano di appropriate competenze tecniche per comprendere la smart city e interagire con esse. Ecco, dunque, che anche le dimensioni della socialità, come inclusività e partecipazione, si trovano a fare i conti con il cosiddetto digital divide: ci si riferisce con questa espressione alle differenze nell’accesso alle tecnologie digitali e alla necessaria competenza per poterle utilizzare, riconducibili a fattori diversi come provenienza, condizione economica, livello di scolarizzazione, tipo di lavoro svolto, età.
Occorre anche tenere presente che l’uso dei digital twin nelle città può introdurre una eventuale dimensione di sorveglianza che, se non correttamente regolata, potrebbe portare a violazioni dei diritti fondamentali e costituzionali dei cittadini.
Privacy e sicurezza
Per una città, e il suo digital twin, che vivono di dati, un aspetto fondamentale della governance è sicuramente quello relativo alla privacy, con alcune necessarie attenzioni, tra le quali:
- Accountability e governance: la responsabilizzazione del titolare del trattamento, prevista dal GDPR, impone un approccio alle questioni privacy che parta da un’attenta valutazione e gestione dei rischi e dalla capacità di dar prova di quanto svolto e motivare anche in ordine logico-giuridico le decisioni assunte. Si tratta non tanto di un’attività di compliance, quanto di una vera e propria questione culturale, che porti dall’obbligo normativo ad una governance del progetto.
- Limitazione delle finalità e minimizzazione dei dati: il principio di minimizzazione dei dati mira a garantire che i titolari del trattamento raccolgano solo dati pertinenti, adeguati e necessari per uno scopo definito, specifico e lecito. Il primo passo, dunque, deve essere la definizione delle finalità del trattamento, dalla quale muovere per raccogliere i soli dati necessari a quelle finalità oppure optare per il trattamento degli stessi in forma aggregata, con l’adozione di misure volte ad evitare che i dati possano essere utilizzati per finalità differenti. Nell’ambito di una città smart, questa operazione è particolarmente importante, ma anche difficile, poiché richiede un’ampia capacità di definire politiche e strategie che non inseguano l’esigenza del momento, ma guardino al futuro con più ampio respiro.
- Sicurezza: la sicurezza dei dati deve essere costantemente monitorata e garantita, fin dalla fase di progettazione secondo il principio di security by design e per tutto il ciclo di vita del dato. Riservatezza, integrità e disponibilità dei dati diventano un vero e proprio diritto fondamentale del cittadino di una smart city, portando qualche autore a parlare di vero e proprio diritto alla cybersecurity.
- Informazioni e trasparenza: nell’ambito di una smart city, la raccolta di dati potrebbe avvenire in modo passivo per il cittadino che, in assenza di adeguate informative e informazioni, potrebbero anche non venirne a conoscenza. Resta perciò centrale il diritto di essere correttamente informati sui trattamenti effettuati dalla città e sui diritti riconosciuti dalle normative di settore, affinché tutti i soggetti coinvolti, soprattutto quelli più fragili, possano vivere la città in modo consapevole.
Conclusioni
La breve disamina sopra riportata evidenza chiaramente come l’introduzione di digital twin e la digitalizzazione delle città rechi con sé grandi opportunità relative alla riduzione dei costi, al miglioramento dei servizi per i cittadini e dunque per la qualità della vita. Nell’apprezzare i vantaggi, tuttavia, non si possono ignorare le sfide e le questioni ancora aperte, relative alla tutela dei diritti fondamentali dei cittadini, quali, per citarne alcuni, uguaglianza e non discriminazione, privacy, sicurezza, libertà di muoversi sul territorio, diritto di difesa in giudizio: tutti aspetti garantiti dalla nostra Costituzione.
Lungi, dunque, dal voler interrompere la corsa dell’innovazione, la sfida è riuscire a gestirla in modo corretto, tenere le redini della governance attraverso un approccio multi-disciplinare e trans-disciplinare, coinvolgere figure diverse che sappiano mettere insieme diritto, tecnica, architettura, urbanistica, sociologia, etica, psicologia, per una tutela completa delle città e dei cittadini.
di Maria Elena Iafolla
Bibliografia e sitografia utile
ACOCELLA C. – LANEVE G., Città intelligenti e diritti: nuove prospettive di consumo nel prisma della socialità, P.A. Persona e Amministrazione, v. 9 n. 2/2021, pp. 105 e ss.
ANDRONICEANU A. – IVAN M., Smart City – A Challenge for The Development of The Cooperation Mechanism Between European Cities, Proceedings of Administration and Public Management International Conference, 2012, pp. 337
BOSCHERT S. – ROSEN R., Digital twin—The simulation aspect, Mechatronic Futures; Springer: Cham, Switzerland, 2016, pp. 59–74
BUZZACCHI V.C., Le smart cities tra sicurezza delle tecnologie e incertezza della dimensione democratica, in PIZZOLATO F. – RIVOSECCHI G. – SCALONE A. (a cura di), La città oltre lo Stato, cit., p. 83
CAPORALE M., L’intelligenza si ripartisce o si condivide? A proposito di smartness, livelli di governo e una certa idea di città, cit., p. 859; NAPOLI C., La smart city tra ambizioni europee e lacune italiane: la sfida della sostenibilità urbana, Le Regioni, n. 2/2019, p. 446
COLNOT L. – DELPONTE L. – PELLEGRIN J., Artificial Intelligence and Urban Development, reperibile al link: https://www.europarl.europa.eu/RegData/etudes/STUD/2021/690882/IPOLSTU(2021)690882_EN.pdf
DE SANTIS R. – FASANO A. – MIGNOLLI N. – VILLA A., Il Fenomeno smart cities, in Rivista Italiana di Economia Demografica e Statistica, 2014
FERRARI G.F., L’idea di smart city, in ID. (a cura di), La prossima città, cit., 2017, p. 9
GICHANE, M.M.; BYIRINGIRO, J.B.; CHESANG, A.K.; NYAGA, P.M.; LANGAT, R.K.; SMAJIC, H.; KIIRU, C.W., Digital Triplet Approach for Real-Time Monitoring and Control of an Elevator Security System, Designs 2020, 4, p. 9
GRIEVES M., Product lifecycle management: The new paradigm for enterprises. Int. J. Prod. Dev. 2005, 2, 71–84
GRIEVES M., Back to the future: Product lifecycle management and the virtualization of product information, Product Realization; Springer: Boston, MA, USA, 2009; pp. 1–13
GRIEVES M. – VICKERS, J., Origins of the digital twin concept. Florida Institute of Technology, 2016, 8, pp. 3-20
IANNUZZI A., Metaverso, Digital Twins e diritti fondamentali, in Rivista italiana di informatica e diritto, n. 2/2024, pp. 36 e ss
SHAFTO M. – CONROY M. – DOYLE R. – GLAESSGEN E. – KEMP C. – LEMOIGNE J. – WANG L., Draft modeling, simulation, information technology & processing roadmap. Technol. Area 2010, 11
SINGH M. – FUENMAYOR E. – HINCHY E.P. – QIAO Y. – MURRAY N. – DEVINE D, Digital Twin: Origin to Future. Appl. Syst. Innov. 2021, 4, 36
UMEDA Y. – OTA J. – KOJIMA F. – SAITO M. – MATSUZAWA H. – SUKEKAWA T. – TAKEUCHI A. – MAKIDA K. – SHIRAFUJI S., Development of an education program for digital manufacturing system engineers based on ‘Digital Triplet’ concept, Procedia Manuf. 2019, 31, pp. 363–369
UMEDA Y. – OTA J. – SHIRAFUJI S. – KOJIMA F. – SAITO M. – MATSUZAWA H. – SUKEKAWA T., Exercise of digital kaizen activities based on ‘digital triplet’ concept, Procedia Manuf. 2020, 45, pp. 325–330
