Stedelijke digital twins: wat kan je tweelingzus dat jij niet kan?

/door Merel Pennekamp en 

Merel is sinds een paar maanden bij ons om vanuit de TU/e onderzoek te doen naar stedelijke digital twins: het digitale identieke tweelingzusje van een stad. En met onderzoek doen bedoelt zij: er zelf een bouwen en deze gebruiken om spectaculaire, nuttige en relevante datavisualisaties te maken. Inmiddels draait er een mooie, herkenbare digital twin van ons eigen Eindhoven op haar laptop. Omdat onze hersenen sprongetjes maken bij de gedachte wat er allemaal voor gave dingen mogelijk zijn met zo’n digital twin en omdat Merels enthousiasme nogal aanstekelijk werkt, besloten we haar te interviewen over haar project en haar visie op het gebruik van digital twins voor gemeentelijke beleids- en besluitvorming.

Hee, Merel, wat is eigenlijk een digital twin? 

Een digital twin is de digitale variant van iets wat in de echte wereld bestaat. Dat kan een machine zijn, zoals een vliegtuig of het klimaatsysteem van een gebouw, maar dus ook een hele stad, dorp, gemeente of regio, of zelfs een hele planeet. Een digital twin is eigenlijk een soort uitgebreid (3D-)model, gebaseerd op echte data. Je kan aan een digital twin eigenlijk dezelfde vragen stellen als aan het echte product, zonder dat je daar het echte product voor nodig hebt. Zo kan je bijvoorbeeld experimenten uitvoeren zonder in de echte wereld in te hoeven grijpen: wat zou er met de luchtkwaliteit in dit gebouw gebeuren als we hier een afvoerbuis ophangen, of waar ontstaan files als we deze weg afsluiten? Hoe kunnen we onze boulevard zo inrichten dat het niet te druk wordt? Hoe kunnen we ingrijpen bij een ongeluk, hittegolf of overstroming?

Klinkt alsof vooral ingenieurs hiermee geholpen zijn? 

Die zeker. Maar je kan ook andere dingen doen met een digital twin. Mensen informeren door data te visualiseren, bijvoorbeeld. Dat is waar ik vooral mee bezig ben. Digital twins van steden worden bijvoorbeeld vaak gebruikt om over ruimtelijke plannen te praten met inwoners van de stad. Een praktisch voorbeeld is dat mensen hun eigen huis op kunnen zoeken, en zien ze of dat nieuwe flatgebouw aan de overkant alle zonlicht uit hun tuin wegneemt, of niet. In India hebben ze zelfs een hele stad ontworpen met gebruik van een digital twin, voordat ze gingen bouwen. Een digital twin kan je ook helpen om data meer tot leven te brengen: met een 2D kaart van een stad krijg je veel minder gevoel voor de plek waar je naar kijkt dan met een 3D model, en met een 3D model kan je meer informatie tegelijk laten zien zonder dat het een rommeltje wordt. Zo kan je verbanden tussen plekken of panden visualiseren, de omgeving verkennen, en als je iemand wilt laten zien waar je woont hoef je niet op de fiets te springen!

“Er is zoveel meer data beschikbaar dan waar mensen zich bewust van zijn. Dat ontdek je pas als je bezig bent met visualiseren!”

Wat voor soort data kan je dan visualiseren in een digital twin? 

Van alles, eigenlijk. Locaties van nieuwe bouwterreinen, zoals ik net al zei, of real-time sensordata die aangeeft waar in de stad het druk is. Visualisaties kunnen gaan over specifieke panden: welke panden in onze stad staan leeg? Hoeveel mensen wonen er in ieder pand? In welke panden zitten zorgvoorzieningen? Er is zoveel meer data beschikbaar dan waar mensen zich bewust van zijn. Dat ontdek je pas als je bezig bent met visualiseren! Visualisaties kunnen dus ook gaan over buurten of wijken, bedrijventerreinen, routes, straatlantaarns, bomen, … Wist je dat er datasets zijn waarin iedere boom in Nederland wordt gedocumenteerd?

Iedere boom? 

Ja, alle bomen die niet op iemands privéterrein staan. En of het een den of een beuk is. Wordt allemaal bijgehouden.

Wauw. Wat heb je, naast bomendata, nodig om een digital twin van je stad te kunnen bouwen? 

De TU Delft heeft een 3D-BAG ontwikkeld. Daarin staan alle gebouwen in Nederland, maar staat vooral ook hoe die gebouwen eruitzien: hoe hoog zijn ze, hebben ze een plat dak of een puntdak, zit er een torentje op? Herken je het Philips Stadion en het Evoluon?

Het Evoluon is een beetje een joert geworden in plaats van een vliegende schotel. 

Ja, dat komt doordat ze scans uit de lucht gebruikt hebben. Dan kan je niet zien wat er aan de onderkant gebeurt. Maar ja. Hoeveel Evoluons zijn er nou eigenlijk?

Fair enough. Wat heb je verder nodig? 

Een behoorlijke hoeveelheid technische kennis, om die 3D-BAG om te zetten naar een interactieve digitale wereld. Ik ben zelf aan de slag gegaan met Unity, een programma dat bijvoorbeeld gebruikt wordt om 3D computergames te maken. Ik werd daarbij geholpen door developers van de gemeentes Utrecht en Amsterdam, die ook bezig zijn met het ontwikkelen van digital twins. En dan heb je natuurlijk nog data nodig om de gebouwen, straten en pleinen mee te vullen en om mee te simuleren of visualiseren: sensordata, het handelsregister, meldingen van ondermijning, verkeerssimulaties, wat je maar wil.

Hoe ver ben je nu met de digital twin van Eindhoven? 

Ik heb nu een werkende digital twin van Eindhoven. Je ziet daarop alle gebouwen in Eindhoven, maar ook wegen, fietspaden, de Dommel, de Karpendonkse Plassen en ander water. En bomen, dus. Je kan ook op een gebouw klikken, dan krijg je een paneel met meer informatie over dat gebouw. De functionaliteiten van mijn digital twin heb ik te danken aan het werk van de developers in Utrecht en Amsterdam. Je kan bijvoorbeeld ook met een loepje onder de grond kijken naar waar riolering en kabels lopen. Je kan ook zelf een nieuw gebouw intekenen, of een stukje grond exporteren en in een ander programma bewerken. Je kan door je eigen straat lopen. Je kan de datum en tijd aanpassen en dan zie je de schaduw realistisch meedraaien.

Dit lijkt wel Sim City! Wat ga je hiermee doen? 

Eigenlijk begint het echte werk voor mij nu pas. Je kan hier superveel mee doen, natuurlijk, maar ik focus mij op datavisualisatie. Ik wil er nog niet te veel over verklappen, maar de bedoeling is om gegevens over gebouwen in de stad op een informatieve, intuïtieve en interactieve manier te visualiseren, zodat het bijvoorbeeld beleidsmakers kan helpen om inzicht te krijgen in hoe het vastgoed in de stad gebruikt (of misbruikt) wordt. Dan kunnen we onderzoeken of mijn digital twin inderdaad beter in staat is om zulke data goed te presenteren dan dat bijvoorbeeld een 2D-kaart dat zou kunnen, en hoe mensen daar precies mee geholpen zijn.

“Ik wil gegevens over gebouwen in de stad zo visualiseren dat het beleidsmakers kan helpen om inzicht te krijgen in hoe vastgoed gebruikt (of misbruikt) wordt.”

Bestaat dit voor heel Nederland? 

Nog niet, maar dat zou wel kunnen. Ik zou zeggen, bel maar! Ik kom graag vertellen wat er allemaal kan.