1月25日，开罗街头爆发了抗议时任总统胡斯尼·穆巴拉克压制性埃及政权的示威活动。在接下来的72小时内，政府关闭了该国的互联网服务和移动电话系统，试图镇压叛乱，但徒劳无功：由Facebook对话、Twitter爆发和聊天室计划组成的丰富生态系统已经团结了开罗数百万人，他们继续进行不屈不挠的起义。政府退缩并恢复了通信，以维持国家经济的生命线，但民众持续施压，直到穆巴拉克在14天后辞职。
就在几周前，在突尼斯的“茉莉花革命”期间，持不同政见的博主和抗议组织者斯利姆·阿马穆使用移动社交应用Foursquare提醒他的朋友们他在1月6日被捕。通过在Foursquare的突尼斯监狱虚拟地图上“签到”，阿马穆向全球支持者网络透露了他的位置，并立即引起了国际社会的关注。新闻报道引发了进一步的起义，长期总统宰因·阿比丁·本·阿里很快被推翻。
在“阿拉伯之春”起义爆发的群岛般的地方，公民们利用新的互联网应用程序和无处不在的手机，就城市的灵魂展开了一场战斗，将资源在网络空间和“城市空间”之间来回转移。将这些转变与少数几个大型城市开发项目进行对比，这些项目一直在争夺未来“智慧城市”的典范桂冠。进展最快的是阿拉伯联合酋长国马斯达尔，这是一个计划容纳5万居民的围墙社区，位于阿布扎比郊外的沙漠中，其中的每栋建筑、路灯和个人电动“舱”车辆都经过预先规划和预装了高科技设备，主要是为了最大限度地提高能源效率。在马斯达尔，以及韩国的新松岛市和葡萄牙的普兰伊特谷，房地产开发商、全球信息技术公司和政府正试图从零开始建设城市中心，这些中心充满了技术增强的基础设施和服务。设计师们表示，他们的宏伟构想将决定未来城市的建设方式。
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但作为榜样，这些自上而下的项目与数百万新近联网的居民涌现出的新兴智能形式相比，就显得苍白无力了。真正的智慧城市和真实的城市不像军队那样步调一致地服从指挥官的命令；它们更像是一群不断变化的鸟群或鱼群，其中个体对邻居发出的关于前进方向的微妙社会和行为暗示做出反应。尽管开罗和突尼斯的暴民看起来桀骜不驯，但他们的行动是前所未有的数字协调人类活动的结果。数十万人出现在开罗的解放广场，因为短信和推文召唤了他们——这反映了智慧城市的另一种极其强大、民主和有机的愿景。
城市政府、科技公司及其城市规划顾问与其专注于网络硬件的安装和控制，不如利用一种更自下而上的方法来创建更智慧的城市，让人民成为变革的推动者。有了适当的技术支持结构，民众可以比集中指令更有效地解决能源使用、交通拥堵、医疗保健和教育等问题。有线城市的居民可以使用他们的分布式智能来塑造新的社区活动，以及一种新型的公民行动主义。
超越城市效率
为什么各国都在盲目地竞相实施智慧城市？为什么IBM预测到2015年，这个领域的市场将达到100亿美元？今天在城市规模上发生的事情类似于二十年前在F1赛车中发生的事情。在那之前，赛道上的成功主要归功于汽车的机械性能和车手的能力。但随后遥测技术蓬勃发展。汽车变成了一台计算机，由数千个传感器实时监控，变得“智能化”，并且能够更好地应对比赛的条件。
以类似的方式，在过去的十年中，数字技术已开始覆盖我们的城市，形成了大型智能基础设施的骨干。宽带光纤和无线电信网络正在支持越来越实惠的手机、智能手机和平板电脑。与此同时，开放数据库——尤其是来自政府的数据库——人们可以读取和添加到其中，正在揭示各种信息，公共信息亭和显示屏正在帮助有文化和不识字的人访问这些信息。在此基础上，再加上不断增长的传感器和数字控制技术网络，所有这些都通过廉价、强大的计算机连接在一起，我们的城市正在迅速变成“露天计算机”。
正在涌现的大量数据是使高效基础设施可编程的起点，以便人们可以优化城市的日常流程。例如，提取有关实时路况的信息可以减少交通并改善空气质量。在斯德哥尔摩的道路收费计划中，摄像头会自动识别进入市中心的车辆牌照，并根据车辆的行驶地点，每天向驾驶员的账户收取高达 60 克朗（9.50 美元）的费用。该系统已将车辆穿越市中心区域的等待时间缩短了高达 50%，并将污染物排放量减少了高达 15%。类似的技术可以帮助减少用水量（加利福尼亚州索诺玛县水务局正在使用一个例子）并为公民提供更好的服务。
麻省理工学院感知城市实验室最近设计的两个项目说明了可能的智能。垃圾追踪揭示了垃圾如何在城市的废物管理系统中流动，表明了如何创建更有效的“清除链”（而不是供应链）。通过蜂窝网络传输信息的电子标签被附加到垃圾上，以查看物品的去向。在西雅图的一项测试中，该实验室追踪了 2000 多件物品，包括玻璃、金属和塑料等可回收材料；充电电池等家庭有害废物；以及显示器等电子产品。有些物品跨越了美国（一个打印机墨盒走了 6152 公里！）。有些最终到达了合法合规的目的地，有些则没有。结果揭示了通过更有效地运输废物来最大限度地减少二氧化碳排放的方法。西雅图可以利用这些信息来促进公民的行为改变，鼓励他们更多地回收利用或妥善处理有害物质。
第二个项目 LIVE Singapore 使用我们城市环境中无数通信设备、微控制器和传感器记录的实时数据来分析城市脉搏，每时每刻。结果表明，可以采用新的方法来理解和优化城市，最终帮助人们以前所未有的方式体验城市。LIVE Singapore 的开放平台软件允许人们以协作方式开发不同的应用程序。已经开始开发应用程序，这些应用程序可以告诉通勤者如何以最快的速度到达家，居民如何减少社区的能源消耗，以及当暴雨袭击该岛并且所有车辆似乎都消失时，居民如何才能叫到出租车。
开发更多此类高效基础设施的潜力是巨大的——并且很大一部分可以通过智能系统来释放。因此，许多大型公司，如 IBM、思科系统、西门子、埃森哲、Ferrovial 和 ABB，都将目光投向城市空间也就不足为奇了。
来自网络化过去的教训
开罗已成为城市转型的现代典范，这很恰当，因为古代世界掌握着理解城市繁荣的关键。1万年前农业的发明孕育了最早的定居点。随着农业生产的食物超过了生存所需，城镇和村庄发展了专门的劳动力和机构。市场、寺庙和宫殿创建了为商业、崇拜和政府组织的社会网络。随着时间的推移，这些网络内部的互动变得更加分层和复杂。事实证明，社交性，而不是效率，才是城市真正的杀手级应用。
此外，尽管地标性建筑塑造了我们对许多大都市的历史理解，但实际上，城市中大部分的实体建筑都是由普通民众建造的。城市建设是高度民主化、去中心化、自由流动和适应性的，就像它的社会和经济生活一样——这是一幅丰富的公共建筑挂毯，其设计成就来自于集体努力，而不是名人“明星建筑师”。
古典城市的这种有机增长为未来的智慧城市提供了几个教训。首先，通过强加预先确定的设计，集中规划者通常无法创建一个适合居民需求、反映其文化或创造区分伟大场所的丰富活动组合的城市。集中规划还对人们想要什么做出了许多假设，导致这些规划在面对变化时变得脆弱。过去几十年里，许多“智能家居”项目之所以失败，正是因为设计师对人们希望如何将技术融入日常生活做出了错误的假设，并且没有建立适应意外情况的能力。
其次，自上而下的愿景忽略了基层努力的巨大创新潜力。我们都见证了设计的去中心化如何将万维网转变为一个引人入胜的社交互动环境。自上而下的设计提供的是成品解决方案，而不是为构建更智慧城市的物质和社会结构提供新的原材料，这剥夺了它们发明如何让城市变得更好的新想法的能力。如果我们将纽约市的 BigApps 挑战赛等城市赞助的应用程序竞赛中涌现出的丰富创意与新松岛市将如何使用高清视频会议的模糊承诺进行比较，很明显，最大的创新将来自基层。
最后，仅仅关注效率会忽略基本的公民目标，如社会凝聚力、生活质量、民主和法治。然而，通过技术提高社交性确实针对了这些需求，同时也解锁了提高效率的新方法。例如，Dopplr 应用程序允许用户计算和分享其旅行的碳足迹，这可能会激发更可持续的行为。
自下而上地建设
如果我们以社交性作为设计的起点，并将公民作为创新的源泉，我们该如何打造一个更智慧的城市？
一个理想的开端是利用我们所有人都在使用的越来越多的智能个人设备，并招募人们作为城市的传感器，而不是仅仅依赖嵌入到基础设施中的正式系统。谷歌地图上的交通功能就是一个很好的例子。谷歌没有沿着道路建设昂贵的专用车辆传感器网络，而是不断轮询大量匿名志愿者，他们的移动设备报告他们最新的状态，这揭示了交通的流动、减速或停止位置。信息通过移动地图应用程序以各种方式传递给驾驶员——作为指示交通速度的彩色叠加层，作为考虑延误的估计行驶时间，或者作为确定替代路线的因素。这些便捷的数据使用户能够实时查看城市的循环网络，并了解从 A 点到 B 点不断变化的时间成本。尽管谷歌肯定不是一个草根平台，但这个例子表明，感官数据的点对点共享如何在帮助管理城市基础设施方面产生巨大影响。这种情况也表明，智慧城市如何既具有社交性又更有效率，而无需自上而下地施加秩序；您可以根据同行的观察选择最佳路线，而不是由交通工程师指导。
谷歌的交通应用程序利用了大量的现有消费设备。但自下而上的传感方法也可以快速、廉价地部署新型传感器，这些传感器可以测量和记录有关人们的活动、运动、周围环境和健康的数据。早在 2009 年，巴黎的臭氧监测站还不到十几个。为了大大扩展这一官方数据流，由互联网智库 Fing 监督的 Green Watch 项目向巴黎人分发了 200 个智能设备。这些设备在佩戴者进行日常活动时感应臭氧和噪声水平，并且正在进行的测量通过 Citypulse 地图引擎公开共享。在第一次试验中，在一个城市区域内采集了超过 13 万次测量。实验表明，草根传感网络几乎可以立即部署——成本大大低于扩展城市陈旧的固定站。该项目还表明，公民可以深入参与环境监测和监管。最终，用于草根网络的传感器将内置到日常物品中：手机、车辆和服装。
自下而上的方法还在利用城市的社交性来改变活动模式。正如 Groupon 和 LivingSocial 等本地购物网络的蓬勃发展所表明的那样，通过移动社交网络连接本地企业和城市居民是行动的强大催化剂。这些新的城市脚本编写方式也可以创造更持久的社交接触点。阿马穆在突尼斯使用的 Foursquare 移动社交网络也可以将外出游玩变成一种移动游戏。它将每个咖啡馆、酒吧和餐厅的最常光顾者加冕为“市长”——这指的是城市规划师简·雅各布斯在 1961 年的著作《美国大城市的死与生》中描述的“自封的公众人物”。就像雅各布斯认为对社区凝聚力和街道安全至关重要的街角闲话一样，Foursquare 的市长提醒我们，即使是最智能的数字城市也至关重要，因为它们充满了有趣且平易近人的人们。
让公民掌握主动权的另一种方法是用嵌入式传感器和执行器来装备建筑物、广场甚至雕塑。这些设备将为路人创造改变建成城市行为方式的能力。例如，西班牙萨拉戈萨的数字水亭是一个公共雕塑，其墙壁由水柱创建，可以显示图案并对人做出反应。当人们在空间中行走时，喷嘴会打开和关闭，让行人可以通行而不会被淋湿。
这个可编程的世界将扩展到实体城市之外。如今，许多市政当局都提供电话热线，拨打 311 即可接通，让市民可以快速访问市政府信息和服务，并能够提交有关日常问题的报告。这些系统将演变成类似维基的信息存储库，让公民可以组队并自助。例如，一位居民使用波士顿的移动 311 应用程序（称为 Citizen's Connect），在不到半小时的时间内响应了一位波士顿居民发出的从垃圾桶中移除一只迷路的负鼠的求助请求——远早于城市自己的动物控制部门可以动员起来做出响应。在成功驱逐出这只小动物后，这位好撒玛利亚人在 311 系统上留言，说明问题已解决。随着允许公民添加和编辑信息的政府信息系统变得更加普及，它们将支持在护理、教育和其他非紧急职能部门的服务交付和资金筹集方式方面的创新。在线社交游戏方面的成功可以为如何激励和奖励志愿者提供经验教训。然而，公民将不得不确保市政府不会将从群众那里“众包”工作视为卸载其义务的便捷方式。
更自然的人机界面将让非技术人员、残疾人和文盲更充分地参与公民生活，使其更加智能。尽管识别个人面部的姿势界面是新事物，但南加州大学创意技术研究所开发了一种用于 Gmail 的姿势控制器，如果与语音合成和识别相结合，它可以让贫困文盲、老年人和残疾人使用电子邮件和探索网络。随着这些技术传播到贫困城市社区的网吧，例如巴西贫民窟的 600 多个文化热点 (Pontos de Cultura) 全国网络，我们将看到一场为更具包容性的智能服务而兴起的城市运动。
使城市变得智能的部分原因是制衡系统，而网络化城市正在改变公民监督市政厅的方式。诸如 EveryBlock 之类的超本地新闻网站聚合了有关个别街道的网络内容和公共数据，比传统报纸或电视更彻底地报道当地问题和监督地方政府。诸如加利福尼亚州奥克兰犯罪点之类的网站使居民能够通过使用从无处不在的实时社交媒体流和政府数据库中挖掘的信息来分析和创建详细犯罪数据的交互式地图。类似于纽约市 CompStat 的犯罪信息系统长期以来一直允许警察部门创建详细的犯罪活动地图，但更好地访问犯罪数据将使公民能够分析警务和公共安全，从而可能导致不同类型的社区警务。
公民实验室星球
如果像马斯达尔这样的愿景的风险在于其精英主义和对效率的片面关注，那么它们的优势在于目的明确。自下而上的智慧城市是一个持续进行中的工作；其有机的灵活性也是其最大的缺陷。但作为城市创新的公民实验室，这些看似混乱的地方正在成为全球运动的一部分。为了取得快速进展，我们需要建立机制来扫描、评估和交叉传播好的想法——传播众包公共服务或利用公民作为传感器的最佳方法，正如我们过去传播快速公交或自行车共享的最佳想法一样。
市长、建筑师、规划师和技术专家可以在塑造真正的智慧城市方面发挥最有效的作用——通过整合自上而下方法的伟大工程资源与基层倡议的创新。纽约市、伦敦、新加坡和巴黎等不同城市的政府正在迈出初步尝试，将以前私有的政府数据仓库公开化。这些资源正在赋予企业家能力，让他们能够提出满足公民需求的移动软件应用程序。但尚不清楚企业家将如何维持这些努力。基层开发者为餐桌带来了参与和创造力，但需要公司和政治家来扩展和维持创新赖以运行的大型系统。毕竟，开罗和突尼斯的革命是在沃达丰和其他全球公司构建的移动基础设施上进行的。
公民领袖也有责任倾听公民的意见，并共同构建他们自己的智慧城市愿景。每个社区都面临着独特的环境以及解决这些环境的资源。一些当地实验将演变成“最佳实践”、数据集、计算机模型和可视化，这些可以在其他地方重复使用，但许多最佳的智慧城市解决方案将像最佳的城市体验一样：独特、本地且不可复制——它们本应如此！
永恒的智慧城市
马斯达尔真的让我们看到了我们未来的生活方式吗？或者它会遭受与弗里茨·朗 1927 年电影《大都会》中的机器宇宙相同的命运吗？——另一个将激发设计师灵感但最终未能实现的愿景。马斯达尔或许两者兼而有之。它为如何使用普及计算来优化城市系统（从交通到能源）提供了一个有效的模板。然而，经过五年多的时间和超过 10 亿美元的投入，马斯达尔也显示出自上而下方法的缺点；一项大型重新规划工作将有效地将其转变为更传统的房地产开发项目。要使城市“智慧”，需要的不仅仅是提高效率的智能系统。
从更自下而上的角度看待城市实际发展的方式，让我们有机会彻底反思未来智能互联社区可能的样子，以及如何设计、建造和居住在其中。通过赋予人们设计尽可能智能地运营其日常生活的方式的能力，我们可以使他们扩展的社区——城市的实际体现——也变得更智慧。