任何人都可以使用的“智慧城市”工具包 - 彭博社

鞋盒套件中的传感器实际上比鞋盒小一点，可以由一个唱片套大小的太阳能板供电。感谢凯瑟琳·弗拉尼根城市规划中最流行的流行词是 “智慧城市”——一个布满无线传感器的大都市，跟踪从天气和水流到枪声和人流的所有信息。这种传感技术已经在从 洛杉矶 到 新加坡 的城市中出现，可能与智能手机通信，帮助通勤者更顺利地到达工作地点，或将数据发送给地方当局，后者可以利用这些数据来指导警察、交通甚至垃圾收集等服务。

智慧城市可能是高效的，但大多数智慧城市的愿景将政府或企业置于所有这些技术的掌控之中。批评者担心 城市可能变得过于智能，降低人们为数据点和美元符号，成为一个巨大机器中的高度监控的齿轮。“智慧城市声称服务的公民被视为婴儿，” 抱怨 建筑师雷姆·库哈斯在2014年说。“我们被喂以城市生活的可爱图标，集成了无害的设备，形成愉快的图表，其中公民和企业被越来越多的服务圈包围，创造出控制的泡沫。”

彭博社城市实验室美国人如何投票导致住房危机加州大学伯克利分校为转学生提供专门建造的校园住所熊队首席警告芝加哥缺乏新NFL体育场的风险罗马可能开始对特雷维喷泉收费但是，如果公民自己能够利用智能城市的传感器收集数据，并用它来重塑城市环境，以更好地满足他们的需求，会怎样呢？这就是 鞋盒中的传感器背后的有趣问题，这是一个将紧凑型传感器套件交到底特律青少年手中的项目。该项目由骑士城市挑战赛和 国家科学基金会资助，旨在通过自下而上的城市技术赋权社区，而不是技术官僚。目标是：帮助公民提出关于他们社区的问题，并提出自己的解决方案。

杰奎琳·汉德利与底特律青少年一起讨论他们的调查问题。艾米·克劳福德在最近的一个下午，在位于底特律西南部的Voyageur College Prep高中，一所公立特许学校，六名八年级和九年级的学生以及三名来自密歇根大学的研究生聚集在一个阳光明媚的楼上教室，完善关于底特律河滨的调查问题。这些青少年和他们的导师计划使用面对面的问卷调查，结合几套传感器，这些传感器将用于跟踪行人流量、户外温度，以及对孩子们来说最重要的——空气质量。

“我有哮喘，”八年级的阿里安娜·洛说。“如果有风或者有花粉，或者如果雾很大，你就无法呼吸。”

哮喘影响了近六分之一的底特律居民。该市的哮喘发病率比整个密歇根州高出40%，而这里的患者住院的可能性是其他地方的三倍多。而空气污染使哮喘更严重。“你实际上可以闻到空气的味道——它闻起来像汽车，”洛的同学利奇米·圣地亚哥说。

为了让青少年和其他普通人觉得工程有用，它需要用户友好且便宜。这就是土木工程研究生凯瑟琳·弗拉尼根的用武之地。在密歇根州安阿伯校园的一个地下实验室里，弗拉尼根构建了传感器套件，这些套件将安装在河岸和Voyageur Prep的屋顶上。

这些套件——装在比鞋盒稍小的塑料箱中——围绕一个无线传感器节点构建，该节点基于弗拉尼根的导师杰瑞·林奇最初开发的技术，用于监测桥梁的结构完整性。林奇的“Narada”节点被全球的土木工程师使用。将这项技术适应普通市民需要一些创造力。

凯瑟琳·弗拉尼根在实验室组装传感器套件。艾米·克劳福德“Narada节点必须无线连接到附近的大型基站，”弗拉尼根说，指着一个大小如宿舍冰箱的钢箱。“在城市感知中，拥有很多这样的基站并不现实——它们很贵，很大，而且容易被盗。此外，它们需要一个大型太阳能板。”

弗拉尼根提出的解决方案是一个蜂窝调制解调器，这使得节点能够直接将数据发送到云端。该调制解调器的另一个优点是功耗较低——一个与LP唱片封套大小相当的太阳能板就足够了。弗拉尼根设计每个节点以容纳四个传感器，用户可以从包括温度计、湿度传感器、加速度计、用于指示空气污染的颗粒物或臭氧传感器，或能够探测人类或动物的红外传感器中进行选择。

“它真的可以根据学生的需求进行精确配置。然后他们打开开关，就可以使用了，”弗拉尼根说。“而且好的一点是，组件的价格随着时间的推移变得越来越便宜——这些组件中的一些只需几分钱，几美元。”

这就是硬件；至于软件，林奇提出了一个简单的解决方案，必定会吸引热爱智能手机的一代。传感器节点将直接向推特报告，每小时发送数据点。

“想象一下，如果普通公民在弗林特拥有一个水污染传感器，会发生什么。”当弗拉尼根忙于在计划于六月初的部署之前完成传感器套件时，非营利组织 底特律河滨保护协会 的发展服务协调员乔西伦·福克斯期待看到学生们的数据。该保护协会正在试图弄清楚人们是如何使用沿底特律河的三英里半的公园和小径的，其中大部分直到最近都是地面停车场、废弃的码头和空地。但目前可用的传感器技术对于如此大面积来说价格过于昂贵；如果没有这个项目，保护协会将无法捕获足够的数据。

“我们希望利用这些数据来改善我们的空间和访客的体验——识别任何改进的领域，”福克斯说。“我真的很想看看他们能够收集到什么，以及他们有什么建议。”

他们工作的实用性激励了这些青少年，他们不仅在学习如何进行研究，还在了解作为公民的自身力量。研究人员希望传感器套件最终可以被任何希望使城市更智能的人使用，无论是课后项目中的青少年，还是希望纠正城市错误的关心公民的联盟。

“这个项目的真正目标是让年轻人参与识别他们社区中的问题，并学习进行科学研究以寻找解决方案，”密歇根大学教育学院院长、传感器在鞋盒中的首席研究员伊丽莎白·莫杰说。“但我们绝对可以想象它会扩展到更大规模。想象一下，如果普通公民在弗林特拥有一个水污染传感器，会发生什么。培养能够进行这种工作的公民是非常重要的。”

第一年博士生杰基·汉德利，负责传感器在鞋盒中的教育部分，对青少年将自己的关注和兴趣带入项目感到高兴。“世界上有很多工程工作并不是由社区的需求驱动的，”她说。“我希望摆脱这种自上而下的方法。”