新一轮科技革命有两个最基本的特征：技术核心为人工智能，产业形态是数字经济。不少国家都把人工智能列为国家战略，比如我国“十四五”规划涉及七个方面的前沿领域，排在第一位的就是新一代人工智能。美国也颁布了《无尽前沿法案》，决定重点资助支持10项科学技术的发展，其中排在第一位的也是人工智能。

当前企业都面临着数字化转型，什么是数字经济？简单而言，是将数字作为非常重要的经济活动要素参与经济活动的全过程。数字产业化主要指信息产业，产业数字化主要指建筑业、制造业、医疗卫生等传统产业。两个产业结合后是垂直赋能的关系，会产生一些新的业态。比如智能健康建设、智慧城市、数字媒体等。这些新业态到底归属原来的哪个行业？其实很难将其归属到原来的行业。如在智能健康建设中，智能属于信息行业、健康是医疗卫生行业、建筑属于建筑业，所以它是复合的，也分不清楚归属第二产业或第三产业。数字化赋能传统产业，而传统产业又为数字化产业、信息化产业发展提供了广阔市场。《“十四五”数字经济发展规划》提出，到2025年数字经济核心产业增加值占国内生产总值比重达到10%。核心产业增加值就是数字产业化，目前产业数字化已经达到30%以上。

催生城市建设新方式

自改革开放以来，我国高速工业化带来大制造，高速的城镇化带来大建造。阿卡迪全球建筑资产财富指数显示，我国建筑资产位居全球第一。我国城市整体建造方式属于粗放式，建筑寿命只是欧洲的四分之一。在资源的消耗方面，我国每平方米建筑的用钢材比发达国家多出10%以上，每立方米混凝土用的水泥也高得多。建筑全寿命周期的碳排放占全国碳排放的50%，建筑运维占全国碳排放的21.6%。此外，虽然施工所产生的碳排放只占了所有碳排放的1%，但所产生的三分之一的城市垃圾也要消耗能源。

要利用智能技术、工业化的技术转变建造方式，降低由建筑业产生的城市垃圾。“十四五”规划提出要发展智能建造，智能建造是以智能技术为核心的现代信息技术、以工业化为主导的先进的建造技术，深度融合后所形成的工程建造新模式。

其中，要强调的一是智能技术，包括数字化技术、网络化技术，二是先进建造技术。先进建造技术是先进的工业化技术，而建筑是个性化的产品，无法成为工业化的建造方式，因此要将这两者结合起来，我将其总结为“一软、一网、一硬、一平台”。

“一软”就是软件定义工程产品，可以通过数理逻辑描述出建筑的形式逻辑，大大提高建筑的设计效果；“一网”将工程要素的人、机、料、法、环进行了智能感知与互联；“一硬”是智能建造技术要依靠机器建造；“一平台”是工程大数据服务平台。

这四项技术中，第一个是工程软件“补短板”，要提升智能化的设计能力；第二个是工程物联网“扬长项”；第三个是工程机械“促升级”，要打造人机共融的建造系统；最后一个是工程大数据平台要“强优势”，挖掘数据对工程的价值。

开发了各种各样的平台、积累了各种各样的数据，但这些数据到底对城市建设城市发展有什么样的促进作用？其中关于数据的分析挖掘是不够的。同时，数据分析更多是基于一种统计学的相关分析，而不是基于基理模型的因果关系分析。

因此在工程大数据的挖掘过程当中，如何将统计模型与基理模型结合起来，使得模型具有可解释性，这也是今后发展的一个方向。通过智能技术使得城市建设方式发生了变化，取代原来粗放式的、产生大量建筑垃圾和城市污染建设方式。

创新城市运维新模式

阿卡迪全球建筑资产财富指数显示，中国的建筑资产排名世界第一，建筑碳排放占全国整体碳排放的二分之一。如果建筑碳排放不降低，我国很难达到降碳目标。在能耗很大的运维阶段，如何利用智能技术进一步降低碳排放？

一是修建智能绿色建筑。并不是装了传感器后，建筑能耗就能够降下来，能源的使用与人的行为密切相关，装了大量传感器就可以感知耗能和供能的情况，再利用大数据进行分析优化才能够降低碳排放。只要在这些方面多做工作，大的公共建筑在两三年后降低15%，甚至20%的能耗是没有问题的。

在基础设施的运维中，城市的水是非常重要的基础设施，分为供水与排水。我国供水管的平均泄漏率达高达14%，特别是北方水资源非常珍贵却白白地流失。但是供水管道全都埋在地下，要寻找泄漏的地方很困难，现在仍缺少可从事相关工作机器人的精确感知技术和算法。

另一个是污水处理的碳排放问题。城市污水管网的问题比较多，一是集中式的规划不合理，整体污水的排放都集中在污水处理厂，增加了路途中管网的碳排放。二是很多老城区存在泄漏问题以及管道堵塞，一般都会采用机器人清理，但是会出现很多问题——即使是采用最先进的德国机器人也解决不了。应当建立分布式市政污水处理厂，要考虑管网长度、人口密度、污水排放量以及土地规划等，根据这些因素来进行污水系统空间处理的优化。

我国的污水排放量是德国的10倍，但污水处理厂数量只是德国的五分之一。城市的土地非常宝贵，不可能建一个污水处理厂放在城市中间。其实可以建地下污水处理厂，虽然看上去成本更高，但从长远的环境目标来看，土地的利用强度更大。

目前对于管网病害智能感知状态的评估精度不够，机器人修复与管理也存在问题。另外，如何建立数字孪生、近零碳排放的污水处理厂，或者污水处理厂能源的循环利用问题等都需要考虑。

智慧运维是未来发展方向，即车城协同或车路协同。目前无人驾驶主要包括马斯克的技术，车智能而环境不智能，另一套技术是车智能、环境也智能。后者难度更大，但优势在于整个城市中环境也智能，可以知道城市交通数字孪生的状况，大大发挥交通的优化方面，甚至在理论上红绿灯都可以取消。

车智能、环境也智能的车城协同，今后发展的最大价值潜力是可以提高城市车行的运行速度，减少碳排放、提高效率。有许多创新城市运维的新模式，比如不少建筑都使用玻璃幕墙，它的安全使命寿命是20~25年。如果超过这一年限，玻璃幕墙的胶会老化脱落。

特别在一些南方沿海城市，在台风的作用下胶的老化速度就更快，有时候玻璃幕墙会从建筑物上掉落。不仅会引发生产安全事故，可能还会引发成公共安全事故。而现在可以通过无人机智能感知发现松动的地方，城市运用智能技术运维是大有可为的。

增强美好生活新体验

城市应该以人为中心、以人为本，让广大市民感受智能技术带来的方便。比如香港城市大学开展的一个无障碍交通优化项目。中国香港特区属于立体交通，项目利用模型建立3D的行人网络，将道路分成不同的类别如人行道、人行天桥、地下坡道、屋顶路等，通过遥感感知数据进行优化可打通交通的一些瓶颈，为轮椅、婴儿车、手推车提供无障碍的通道等。

我们在武汉国际博览中心做了一个智慧停车服务项目。这是一个国际博览中心，建筑面积为70万平方米，地下有3000个车位。在这里我们一共布置了近万个传感器，通过传感器开发智能导航系统，让进入展览中心的客户能方便地找到自己应该停车的位置，离中心哪个地方最近。收集这些数据后，商家也能够为客户提供更多的服务。

另外一个应用场景则更多。我国已经进入老龄社会，现在已有2.6亿老人。3%在医院养老，7%为机构养老，90%属于居家养老和社区养老。我们做了一个智能健康屋，通过在屋子里装上传感器，甚至通过智能马桶感知人的需要和姿态。但老年人摔倒后很危险，一摔倒后要赶紧通知亲人或者服务机构及时处理。老年人有自己的隐私，怎么办呢？我们提取的信息是骨骼信息，就像一个火柴签子而不是一个真人的信息，这样能保护老年人的隐私。

康复背后更重要的不是信息技术，而是医生的临床经验。哪些人可以进行康复训练、哪些人不能训练以及训练强度等，都要把医学知识嵌入到算法中提供相应服务。同时还要通过分析不同的建筑环境对人有什么样的作用机制，来提供相应的服务，包括建筑的内外部空间等。比如太大的房子也不行，它会增加抑郁症的风险。独居老人的生活配套设施以及社区的设施、应该怎样进行配套等，这都对健康有影响。

智能建造与智能技术推动了城市建设的发展、产业的转型，催生出一些新的业态。主要包括三个方面，第一是产品设计，它是算出来的而不是画出来的 ；第二产品的生产，今后像造汽车一样的造房子将成为可能 ；第三是产品形式，会出现智能工程产品与智能服务。手机是智能终端，汽车正在成为智能终端，下一个智能终端是什么？就是建筑智能终端。

知名学者、未来学家杰里米·里夫金在2020年出版的《零碳社会》一书中阐述了一个观点，智能技术已经能够改变我们的生活方式，它也会改变我们的行业，会改变城市发展的模式。

最后要提的是社会伦理问题。人工智能技术更多是由算法来决定的，所以现在往往是“你一手交隐私，我就一手提供服务”，服务都是由算法来定的，价格是由企业的算法来定的。顾客被这些平台不断地提供似乎很丰富的服务，使得顾客都生活在“楚门的世界”。谷歌的前内部道德设计师特里斯坦·哈里斯认为，技术超越人类有两个阶段，第一个阶段是超越人的弱点，其结果就是让你上瘾，挫伤人的天性。第二个阶段是超越人类智慧，到底能不能超越人类智慧，现在还是一个问号。