Vai trò của trí tuệ nhân tạo trong quản lý đô thị

Tốc độ đô thị hóa trên toàn thế giới đã tăng đáng kể, từ 10% năm 1900 lên đến 55% năm 2018 và dự kiến đạt 68-75% vào năm 2050 (Ban Dân số Liên hợp quốc, 2018).

Xu hướng đô thị hóa toàn cầu này không chỉ dẫn đến mức tiêu thụ năng lượng và nguồn nước cao hơn, gây nên nhiều thách thức về sinh thái và môi trường, tác động sâu sắc đến phúc lợi xã hội và tính bền vững của các khu vực, mà còn làm thay đổi lối sống, thói quen của người dân, đặc biệt trong xu hướng đô thị hóa toàn cầu như vậy thì công tác quản lý đô thị trở nên phức tạp rất nhiều.

Để giải quyết vấn đề này, công nghiệp điện tử, công nghệ thông tin, trong đó có trí tuệ nhân tạo (AI) đã có một vai trò hết sức quan trọng trong quá trình hỗ trợ các chuyên gia để quản lý đô thị một cách hiệu quả hơn. Trí tuệ nhân tạo có thể nâng cao hiệu suất trong việc phân bổ tài nguyên, cung cấp các dịch vụ đô thị, duy trì cơ sở hạ tầng đô thị và đảm bảo an ninh công cộng trong đô thị.

Trong quá trình phát triển đô thị, công nghệ thông tin (hay còn được gọi là công nghiệp 4.0) ngày càng đóng vai trò quan trọng và không thể thiếu được trong công tác quản lý đô thị. Công nghệ thông tin đã tạo ra một cuộc cách mạng trong cách chúng ta sống, cách chúng ta làm việc và tương tác với môi trường xung quanh, đặc biệt là trong các đô thị hiện đại.

Từ việc thu thập và quản lý dữ liệu, tạo ra các hệ thống thông minh đến tăng cường sự tham gia của cộng đồng, công nghệ thông tin mang lại nhiều lợi ích và tiềm năng trong việc tạo ra các đô thị thông minh, hiệu quả và bền vững cũng như mang lại lợi ích và tiềm năng trong công tác quản lý đô thị.

Vai trò của trí tuệ nhân tạo trong quản lý đô thị cũng không nằm ngoài các vai trò trên. Trí tuệ nhân tạo trong quản lý đô thị có vai trò phân tích và xử lý dữ liệu. Trí tuệ nhân tạo cũng có vai trò trong việc tạo ra các hệ thống quản lý đô thị thông minh. Ngoài ra, trí tuệ nhân tạo còn cung cấp dịch vụ công cộng tốt hơn cho cư dân đô thị, từ việc tư vấn về sức khỏe, giáo dục đến việc cung cấp thông tin và hỗ trợ tài chính, trí tuệ nhân tạo có thể tương tác với người dùng và cung cấp giải pháp thông minh và cá nhân hóa.

Trí tuệ nhân tạo hay AI (Artificial Interlligence) được gọi là trí thông minh nhân tạo, là trí thông minh được thể hiện bằng máy móc, trái ngược với trí thông minh tự nhiên của con người. Thuật ngữ “trí tuệ nhân tạo” thường được sử dụng để mô tả các máy móc (hoặc máy tính) có khả năng bắt chước các chức năng “nhận thức” mà con người thường phải liên kết với tâm trí, như “học tập” và “giải quyết vấn đề”.

Hiện nay, Trí tuệ nhân tạo đang đi vào cuộc sống đô thị và thay thế cho nhiều công việc thủ công, giảm được sức lao động cho người dân. Trên thế giới, nhiều nước để xây dựng chiến lược phát triển riêng cho AI, lấy công nghệ AI làm cốt lõi cho sự tăng tốc của nền kinh tế.

Tại Việt Nam, chính phủ xác định công nghệ AI là sự đột phá, mũi nhọn cần được triển khai nghiên cứu. Bộ Khoa học và Công nghệ tập trung tham mưu, định hướng để thúc đẩy phát triển công nghệ, trong đó tập trung nguồn lực cho phát triển trí tuệ nhân tạo; đồng thời tiếp tục phê duyệt chương trình khoa học trọng điểm, hỗ trợ nghiên cứu phát triển công nghệ trí tuệ nhân tạo, liên kết các nhà nghiên cứu, đầu tư, doanh nghiệp, thúc đẩy nghiên cứu và ứng dụng trí tuệ nhân tạo.

Trí tuệ nhân tạo đã trở thành một công cụ mạnh mẽ để tối ưu hóa và mở rộng phạm vi của nhiều hoạt động khác nhau bằng cách nhận biết các mô hình và thực hiện các dự đoán, quyết định và hành động với tốc độ và độ chính xác cao. Trí tuệ của các mô hình này phụ thuộc vào số lượng và chất lượng dữ liệu, có thể thu thập thông qua các ứng dụng, máy ảnh và cảm biến. Trong lĩnh vực quản lý đô thị, công nghệ dựa trên trí tuệ nhân tạo đã được xem là một cách để cải thiện công tác quản lý của các thành phố, đặc biệt là những thành phố có mật độ dân số cao và diện tích lớn.

Trí tuệ nhân tạo có thể đảm nhận những vai trò rất quan trọng trong công tác quản lý đô thị. Các hệ thống trí tuệ nhân tạo được thiết kế để xử lý lượng lớn dữ liệu để nhận biết các mô hình và đưa ra các quyết định thông minh. Hiệu quả của các mô hình AI này phụ thuộc vào số lượng và chất lượng dữ liệu có sẵn. Cũng bằng cách sử dụng trí tuệ nhân tạo, quản lý đô thị có thể nâng cao hiệu suất trong việc phân bổ tài nguyên, cung cấp các dịch vụ, duy trì cơ sở hạ tầng đô thị và đảm bảo an ninh công cộng. Khả năng phân tích và diễn giải dữ liệu theo thời gian thực cho phép đưa ra các biện pháp phòng ngừa và can thiệp kịp thời để giải quyết các thách thức đô thị.

Trí tuệ nhân tạo có mối liên hệ với khái niệm thành phố thông minh. Khái niệm thành phố thông minh bao gồm việc sử dụng các chiến lược quản lý và công nghệ tiên tiến nhằm nâng cao chất lượng cuộc sống của người dân và tối ưu hóa việc sử dụng tài nguyên và cung cấp dịch vụ. Mặc dù định nghĩa của thành phố thông minh có thể khác nhau, nhưng chúng có những đặc điểm chung như sử dụng trí tuệ nhân tạo, big data, machine learning và Internet of Things (IoT) để thúc đẩy sự phát triển đô thị bền vững. Trí tuệ nhân tạo đóng vai trò trung tâm trong thành phố thông minh bằng cách cho phép quyết định dựa trên dữ liệu và cải thiện hiệu suất hoạt động trong nhiều lĩnh vực đô thị.

Trí tuệ nhân tạo cũng có vai trò quan trọng trong việc tạo ra các hệ thống quản lý đô thị thông minh. Với khả năng học máy và khai thác dữ liệu, AI có thể tìm ra các xu hướng, dự đoán tình trạng và đưa ra các phương án tối ưu cho công tác quản lý đô thị. Ví dụ, thông qua việc phân tích dữ liệu giao thông, trí tuệ nhân tạo có thể dự đoán và điều chỉnh luồng giao thông để giảm tắc nghẽn và cải thiện hiệu suất giao thông.

Trong thực tế quản lý đô thị, quản lý đất đai là một vấn đề nan giải và nhạy cảm. Trong bối cảnh này AI đã được sử dụng để đưa ra kết quả phân tích theo thời gian thực về các biến đổi thực tế như các diện tích cây xanh bị biến thành các bãi đất, nhà xưởng hay công trình xây dựng. Máy tính cần biết cách tìm kiếm ảnh vệ tinh, sau đó máy học hay các thuật toán sẽ giúp ta biết được sự phát triển của đô thị có đúng với quy hoạch hay không. Cách thức này đã được áp dụng ở một số đô thị trong đó có thành phố Hồ Chí Minh.

Theo ngân hàng thế giới (2018) thì đối với thành phố Hồ Chí Minh, kết quả thu được theo cách tiếp cận máy học cho thấy trong giai đoạn 2000-2015 không chỉ dân số tăng nhanh mà diện tích xây dựng của thành phố cũng tăng nhanh, thậm chí diện tích xây dựng tại một số quận tăng trên 70%.

Trí tuệ nhân tạo cũng có thể đáp ứng các nhu cầu đô thị thực tế. Trong quá trình triển khai AI trong công tác quản lý đô thị, cần nhận ra và đáp ứng các nhu cầu thực sự của người dân thành phố. Trí tuệ nhân tạo phải được sử dụng như một công cụ để cải thiện điều kiện sống và trạng thái đô thị. Điều này đòi hỏi hiểu rõ những thách thức cụ thể mà các thành phố đối mặt, từ quản lý giao thông, tiêu thụ năng lượng đến bảo vệ môi trường và công bằng xã hội. Bằng cách điều chỉnh các sáng kiến AI theo nhu cầu của đô thị thực tế, các thành phố có thể khai thác toàn bộ tiềm năng của công nghệ này để tạo ra những ảnh hưởng có ý nghĩa và bền vững.

Một trong những vai trò quan trọng nữa của trí tuệ nhân tạo trong quản lý đô thị là khả năng phân tích và xử lý dữ liệu. Với lượng dữ liệu khổng lồ được tạo ra từ các cảm biến, hệ thống giám sát và các nguồn khác, việc phân tích và trích xuất thông tin hữu ích từ dữ liệu trở nên phức tạp. Trí tuệ nhân tạo giúp các nhà quản lý đô thị tự động hóa quá trình này, từ việc nhận dạng mẫu và xuất kết quả, tạo ra cái nhìn tổng quan về tình trạng đô thị cho đến việc đưa ra các quyết định thông minh.

Quản lý năng lượng và tài nguyên là một ứng dụng quan trọng khác của trí tuệ nhân tạo trong quản lý đô thị. AI có thể giúp xác định mô hình tiêu thụ năng lượng hiệu quả và tối ưu hóa việc sử dụng tài nguyên như nước, điện và nhiên liệu. Điều này giúp giảm chi phí và tăng tính bền vững của đô thị.

Ngoài ra, trí tuệ nhân tạo cũng có vai trò trong việc cung cấp dịch vụ công cộng tốt hơn cho cư dân đô thị. Từ việc tư vấn về sức khỏe, giáo dục đến cung cấp thông tin và hỗ trợ tài chính, AI có thể tương tác với người dùng và cung cấp giải pháp thông minh và cá nhân hóa.

Với những vai trò hữu ích như vậy, để đảm bảo tích hợp thành công các hệ thống trí tuệ nhân tạo vào công tác quản lý đô thị thì sự hợp tác, tham gia của cộng đồng có tầm quan trọng rất lớn. Sự tham gia của cộng đồng trong quá trình đã ra quyết định và xây dựng niềm tin vào các công nghệ trí tuệ nhân tạo là bước cần thiết để được chấp nhận và áp dụng. Giao tiếp minh bạch, giáo dục và sự hợp tác với cư dân giúp đạt được sự hiểu biết chung về lợi ích và giới hạn của trí tuệ nhân tạo. Hơn nữa, sự tham gia của cộng đồng giúp phát hiện lỗi hoặc thiên hướng thiên vị trong các thuật toán AI, thúc đẩy sự chịu trách nhiệm và khả năng sửa lỗi khi cần thiết.

Hiện nay, đã có một số dự án tiềm năng sử dụng các hệ thống trí tuệ nhân tạo đang trong giai đoạn thử nghiệm hoặc đã được triển khai. Những hệ thống này nhằm cải thiện công tác quản lý đô thị và tạo ra sự tiện ích cho cư dân thành phố.

– Hệ thống quản lý giao thông thông minh: Sử dụng Trí tuệ nhân tạo và dữ liệu lớn để tối ưu hóa giao thông và giảm ùn tắc trên đường.

– Mạng lưới năng lượng thông minh: Sử dụng trí tuệ nhân tạo để tối ưu hóa việc sử dụng và phân phối năng lượng, từ việc tiết kiệm năng lượng đến triển khai các nguồn năng lượng tái tạo.

– Hệ thống quản lý rác thông minh: Sử dụng trí tuệ nhân tạo để giám sát, dự đoán và tối ưu hóa việc thu gom rác thải và quản lý các hệ thống xử lý rác hiệu quả.

– Hệ thống quản lý tài nguyên nước thông minh: Sử dụng trí tuệ nhân tạo để phân tích và dự báo tiêu thụ nước, tối ưu hóa việc sử dụng và quản lý tài nguyên nước một cách bền vững.

Hệ thống giao thông thông minh đã được áp dụng tại nước ta như xe tự hành do Việt Nam sản xuất đã được đưa vào sử dụng thử nghiệm ở TP.HCM, Hà Nội, khu đô thị Ecopark – Hưng Yên từ năm 2019. Xe tự hành không cần có người lái mà do xe tự lái, tự di chuyển tránh vật cản…Người dùng có thể đặt xe từ xa thông qua ứng dụng trên điện thoại thông minh. Xe tự hành vận chuyển người và hàng hóa tự động, nhằm đáp ứng các nhu cầu vận chuyển với cự ly ngắn trong các khu đô thị thông minh, khu nghỉ dưỡng, kho hàng hay các nhà máy lớn.

Thành phố Đà Nẵng đã triển khai hệ thống giám sát tập trung Mini IOC và 6 dịch vụ: giám sát phản ánh, góp ý; giám sát dịch vụ công; giám sát giao thông; giám sát an ninh trật tự đô thị; giám sát an toàn thông tin; giám sát thông tin mạng xã hội và 12 dịch vụ khác như giám sát môi trường nước, không khí; giám sát tình hình dịch bệnh Covid-19, dữ liệu mở, giám sát hành trình xe rác… (theo ấn phẩm Top 50 chính quyền thành phố thông minh hàng đầu năm 2020-2021 do Tổ chức Chiến lược Eden công bố).

Thành phố Đà Nẵng cũng đã triển khai Trung tâm giám sát giao thông và điều khiển đèn tín hiệu; gần 200 camera giám sát giao thông thông minh và ứng dụng nhận dạng biển số và phát hiện vi phạm giao thông; thí điểm camera đo đếm lưu lượng và tự động điều khiển đèn tín hiệu điều khiển giao thông theo thời gian thực; áp dụng hệ thống xử lý và khai thác sử dụng thiết bị giám sát hành trình; phần mềm quản lý giấy phép lái xe; phần mềm quản lý trạm cân (theo ấn phẩm Top 50 chính quyền thành phố thông minh hàng đầu năm 2020-2021 do Tổ chức Chiến lược Eden công bố)

Tuy nhiên, việc áp dụng trí tuệ nhân tạo trong quản lý đô thị cũng đặt ra nhiều thách thức. Do vậy, cần có các chính sách và quy định phù hợp để đảm bảo an ninh thông tin và sự đảm bảo rằng trí tuệ nhân tạo được sử dụng một cách minh bạch và công bằng. Đồng thời, cần đảm bảo rằng trí tuệ nhân tạo không gây ra sự phụ thuộc quá mức vào công nghệ và đảm bảo sự tham gia của con người trong quá trình quản lý đô thị.

Tóm lại, việc sử dụng trí tuệ nhân tạo trong lĩnh vực quản lý đô thị mang lại tiềm năng vô cùng lớn để nâng cao hiệu suất và chất lượng cuộc sống của cư dân thành phố như việc phân tích dữ liệu, tạo ra các hệ thống thông minh, quản lý năng lượng và cung cấp dịch vụ công cộng… Tuy nhiên, để đạt được thành công, cần phải tập trung vào việc hiểu và đáp ứng được các nhu cầu thực tế của người dân và cộng đồng tham gia. Việc phát triển công nghệ thông tin nói chung và triển khai các ứng dụng trí tuệ nhân tạo nói riêng có thể mang lại những lợi ích to lớn cho công tác quản lý đô thị và góp phần vào sự phát triển bền vững của các thành phố tại Việt Nam cũng như các thành phố trên toàn thế giới.

ThS. KTS. Dương Đỗ Hồng Mai – Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội