Em 2017, a The Economist publicou uma reportagem de capa chamando os dados de “novo combustível”. A palavra correu bem, A inteligência artificial confirmou isso. Afinal, a IA não é nada sem dados para treinar.
Portanto, a corrida por novas fontes de informação atingiu um nível sem precedentes, não é surpreendente que tenha consumido as nossas vidas pessoais. Ainda neste mês, uma nova ação coletiva atingiu o alvo carregue o Ray-Bans Meta com uma câmera interna registrado, incluindo sexo privado e ida ao banheiro, sem consentimento. Mas não deve haver muitas informações úteis, principalmente na cidade.
Sob nossos pés existe um sistema nervoso oculto: milhares de quilômetros de cabos de fibra ótica invisíveis flutuando sob as ruas de Los Angeles e da Bay Area, como fios de cabelo de anjo. Estes telegramas transportam a força vital da economia da informação – chamadas telefónicas, mensagens, ondas de rádio. Eles transmitem a nossa história digital colectiva, mas também podem contar histórias novas e importantes – histórias sobre padrões de trânsito, vida urbana, saúde das infra-estruturas e até riscos de terramotos.
Reaproveitar a infraestrutura de comunicação existente para “sentir” as cidades – isto é, aprender e compreender tudo sobre uma cidade, desde ruas movimentadas até latas de lixo e poluição do ar – não é uma ideia nova. Nas últimas duas décadas, os ambientes urbanos foram mapeados usando múltiplas fontes de dados, incluindo GPS e sinais de telecomunicações. No início dos anos 2000, o Senseable City Lab do MIT lançou o primeiro projeto do mundo para usar dados anonimizados de celulares para mostrar a atividade urbana em uma cidade inteira – algo que agora parece comum toda vez que abrimos o Google Maps. Este método, conhecido como “consciência exploratória”, significa converter a infra-estrutura concebida para um propósito numa ferramenta para outro.
Desde a sua introdução no norte do estado de Nova Iorque, na década de 1970, os cabos de fibra ótica tornaram-se a espinha dorsal das comunicações digitais globais, abrangendo continentes e ligando residências, empresas e cidades. Embora os cabos de fibra óptica não sejam concebidos para medições urbanas, a sua capacidade de transmitir luz torna-os vulneráveis a perturbações físicas. Uma ligeira vibração, uma mudança de temperatura ou uma mudança no comprimento podem alterar as suas propriedades. Com as ferramentas certas, estas mudanças subtis podem ser transformadas em informação, proporcionando informações valiosas sobre a vida urbana. E é aí que começa o nosso projeto.
Como mostramos em um artigo recente publicado na Nature Communications, transformamos 50 quilômetros de fibra subterrânea sob San José em um sensor do tamanho de uma cidade. Usando uma técnica chamada detecção acústica distribuída, pulsos de luz são enviados através do cabo e seus reflexos são analisados para detectar vibrações mínimas a cada poucos metros, convertendo efetivamente o cabo em milhares de dispositivos geofones virtuais, que são usados para detectar e monitorar atividades sísmicas. O sistema ainda é utilizado para telecomunicações; simplesmente adicionamos flexibilidade à infraestrutura existente.
O produto possui uma ampla variedade de aplicações. Um é o mapa geológico; Essa detecção pode ajudar a detectar e mapear características do subsolo, como vazios, túneis e terrenos fracos. Na Califórnia, que abriga falhas geológicas como San Andreas e Calaveras, isso é importante. Buracos ocultos e condições subterrâneas instáveis podem ter consequências imediatas. Em Singapura, no ano passado, uma estrada desabou de repente e engoliu um carro. Com a detecção acústica distribuída, as cidades podem detectar estes perigos precocemente, por vezes prevenindo-os antes que aconteçam. Como mostramos em outro artigo publicado no ano passado na Geophysical Research Lettersaté mesmo os níveis das águas subterrâneas podem ser medidos, abrindo a possibilidade de um melhor mapeamento do risco de inundações e de um alerta precoce.
O mesmo princípio pode ser utilizado para monitorizar a saúde das infra-estruturas, como a saúde das pontes, e pode identificar falhas em fase inicial que requerem manutenção imediata – detectando tensões estruturais antes que se transformem num desastre.
Além de usar sinais para entender o que está sob nossos pés, podemos usar as mesmas equações ao contrário e deixar a cidade acima falar por si. Vibrações causadas pela passagem de carros, pedestres e até pela vida noturna criam assinaturas únicas que nosso sistema detecta. Em San José, pudemos ver uma atividade com uma resolução que nos surpreendeu: crianças brincando nos intervalos escolares, trânsito na hora do rush e até obras em quarteirões particulares.
Nenhum desses dados vem de câmeras ou rastreamento ocular. Em vez disso, vem das vibrações transportadas pelo cabo de fibra óptica no solo. Podemos rastrear o movimento de um carro, mas não sabemos o motorista nem a placa. O sistema não sabe quem você é, não consegue ver seu rosto, não consegue ler suas mensagens ou percorrer o rolo da câmera – infelizmente, isso está se tornando muito comum. Tecnicamente, isso é proteção de privacidade.
É claro que nem tudo é fácil. Embora a infra-estrutura já exista em toda a Califórnia — em Los Angeles, San José, São Francisco, Oakland e San Diego, entre muitas outras cidades — e na maioria dos países do mundo, transformá-la num sistema de escuta urbana exigirá cooperação com fornecedores de telecomunicações e uma actualização cuidadosa dos equipamentos. A vontade política também é essencial para que esta visão se torne uma infra-estrutura nacional ou mesmo global.
No entanto, o custo global será baixo, com um elevado retorno. Isto é importante porque as cidades são frequentemente forçadas a gerir através de suposições. As autoridades devem avaliar quando uma estrada precisa de reparação, se as condições de trânsito estão boas, se uma ponte pode esperar um ano e se a tensão é temporária ou o início de algo mais sério.
Dados melhores não conseguem eliminar a incerteza, mas permitem-nos detectar problemas mais cedo e distinguir o caos do risco antes que se transforme em danos. Na Califórnia, onde os riscos de terramotos e infra-estruturas severas fazem parte da vida quotidiana, esta necessidade é especialmente aguda.
Em suma, as cidades precisam de dados. Os cidadãos precisam de privacidade. A detecção baseada em fibra oferece uma das raras oportunidades em que ambas podem coexistir sem compromisso.
Carlo Ratti é professor do MIT e do Politecnico di Milano e diretor do Senseable City Lab.
Biondo Biondi é professor de geofísica em Stanford, onde dirige o Stanford Earth Imaging Project.
