發佈日期:2019-04-17

從英國推動智慧城市模式看跨域創新的潛在效益與挑戰

作者:李正通

創新系統 技術創新中心Catapult Centre智慧城市Smart Cities

文章圖片所有權:CC0 Public Domain-可以做商業用途-不要求署名,Created by fietzfotos
版權適用聲明:https://ppt.cc/fkMtax

11

一、跨域合作與創新:定義、重要性與效益

22

跨域合作意指整合或涵蓋兩個(含)以上領域的專家與知識(包括專業知識、理論架構、研究方法等)所作的研究(Aboelela, Larson, Bakken, Carrasquillo,Formicola, Glied, & Gebbie, 2007: 341),其態樣包括跨學科/跨領域(Cross-disciplinary,意指以其他領域視角對某領域進行詮釋)、多領域(Multidisciplinary,意指不同領域以各自的專業知識進行合作)、界領域(Interdisciplinary,意指整合不同領域的專業知識與方法)、跨科際(Transdisciplinary,意指超越與統整不同學科/領域的知識架構)等類別(Borsboom-van Beurden et al., 2017: 14;陳竹亭、唐功倍,2012)。須進一步說明的是,本文「跨域合作」所指的「域」,並不單指學科或是學術上的領域分界,而是包括產業界、政府官方、學術界在內。亦即,產官學之間的合作,也是跨域合作。

33

跨域合作早已存在許久,也是人們用以解決理論與實務問題的常見途徑,隨著社會不斷進步,問題的種類、涵蓋層面及複雜程度也不斷升高(包括商業研究、社會與科技、健康醫療、教育改革等),更需要結合不同學科或專業領域才能找到解決方案,因此多項研究均指出,針對當前世界面臨的關鍵挑戰進行跨域探索,是面對未來各種挑戰時必須具備的工具(Razmak and Bélanger, 2016: 173; Blackwell, Wilson, Street, Boulton, and Knell, 2009: 3, 7)。英國一項針對鄉村地區的研究即指出,要解決該國鄉村在社會、經濟、環境與科技等各層面所面臨的挑戰,需要能從不同視角切入的跨域合作研究途徑(Lowe & Phillipson, 2006)。另外,跨域合作亦有助於增進不同領域之間相互理解(Rural Economy and Land Use Data Support Service, 2011)。雖有部份學者對跨域合作抱持懷疑的態度,例如Benson認為跨域合作缺少條理清晰且可印證其正確性的理論基礎(Benson, 1982),但亦有研究指出,跨域合作在商業上較可能產生較大幅度的創新、催生新的產品與服務;在滿足人類好奇心的科研探索上,跨域合作可提供我們新的視角、從而對事物產生新的了解,是知識不斷拓展、科技不斷進步的重要原因;在解決實際遇到的問題時,跨域合作較利於找出新的解決途徑(Blackwell et al., 2009: 11-12; Hacklin & Wallin, 2013: 774)。因此,作者認為,針對單一領域無法處理的問題,跨域合作這種途徑仍然非常值得嘗試。

44

二、智慧城市發展趨勢

55

隨著世界人口持續增加,且不斷往都市集中,根據聯合國統計,目前(2018年)全世界人口中,聚居在都市者已超過半數(55%),而且這個趨勢仍將持續,依照該組織估計,至2050年時,全球的都市人口將佔總人口68%。人們因為工作機會、生活環境等不同理由往都市遷徙,相對地,隨著都市化程度愈來愈高,都市人口生活的各種需求也愈來愈多樣且複雜,包括飲水與電力供應、產業與經濟發展、就業、教育、交通運輸系統、空氣品質、乃至於休閒娛樂等,如何使基礎設施能順暢運作、提昇效率、減少環境污染、且能彈性調整以符合使用者的特定需要,挑戰難度也愈來愈高。

66

另一方面,因為近數十年資通訊與其他科技的快速發展,運用高科技(例如物聯網、大數據及人機互動等)試圖解決前述城市治理與城市發展所面臨的複雜困難又急迫挑戰的「智慧城市」概念,遂快速受到世界各國廣泛關注。然而,因為城市面臨的課題與挑戰既複雜又多樣,人們想像中的「智慧城市」樣貌,往往會隨著使用者對於功能的期待而改變,例如:智慧照明系統、智慧行政管理系統、智慧停車系統…等等,大抵都是運用科技快速且自動地解決某些生活、工作、教育、甚或產業經濟等社會各面向的需求。電機電子工程師學會(Institute of Electrical and Electronics Engineers, IEEE)將智慧城市定義為「整合科技、政府、社會以催生智慧經濟(smart economy)、智慧移動(smart mobility)、智慧環境(smart environment)、智慧生活(smart living)、智慧治理(smart governance)等特殊功能」的城市。TechTarget除了強調應用資通訊科技提高運作效率外,亦提出與公眾分享資訊、提昇政府服務水準與公民福祉等元素。上述兩種定義其實是涵蓋「結果」與「途徑」兩種視角,因此,Benson Chan 與Renil Paramel乃將兩者結合,將智慧城市定義為:充分運用科技以為不同的利害關係人(包括居民、政府機關、觀光客、企業等)達成各類關鍵成果(例如政府效率、經濟發展、公眾安全、環境永續、生活品質、交通運輸、健康福祉)的城市組織(Chan & Paramel, n.d.)。Dirks 與Keeling則更進一步,將智慧城市定義為:運用科技轉變核心系統(含居民、商業、交通、通訊傳播、水與能源供應等),將有限資源效益極大化的城市(Dirks & Keeling, 2009)。例如,針對基礎設施建立智慧化管理系統,更有效率地將城市各方的需求與供給兩端連接起來,以強化競爭力、提昇生活品質(Buck & While, 2015: 3)。

77

三、智慧城市與跨域創新

88

如前所述,智慧城市係以整合各種科技工具,針對城市面臨的複雜問題提出解決方案,而這些解決方案往往涵蓋產品、服務、流程、願景與策略等(Nam & Theresa, 2011: 186),超越單一學科/領域所能處理的範圍,因此也就與跨域創新密切相關,特別是前述的多領域(Multidisciplinary)、界領域(Interdisciplinary)或跨科際(Transdisciplinary)等型態(Borsboom-van Beurden et al., 2017: 14),我們甚至可以說,整合程度越高、處理的問題越複雜,所需要含括的學科/領域就越多。既然英國鄉村地區需要跨域合作來處理所遇到的各種問題(Lowe & Phillipson, 2006),而城市所面對的問題更加複雜,勢必更需要不同領域的專家共同合作來找出解決方案。過去針對城市與經濟發展的論點也認為,城市因為聚集了人口,形成較大的消費市場,同時也形成知識交流的中樞,智慧城市將能更進一步促進這個趨勢,提昇生產效率、加強知識交流並促成創新,(Caragliu & Del Bo, 2018: 2)。依照Caragliu & Del Bo的研究,歐洲推動智慧城市政策地區在高科技專利方面表現較為活躍,顯示智慧城市確實帶動了創新(Caragliu & Del Bo, 2018)。然而,並不是所有專家都認同智慧城市只有正面效益。部份專家認為,智慧城市運用科技工具,雖然可能提高效率,但也可能帶來隱私更易受到窺視、私人企業介入公共服務、弱勢公民更加弱勢等負面影響(Buck & While, 2015: 3)。另有專家指出,智慧城市的種種產品與潛在效益,需要經過不斷實際檢證才可能真正實現,截至目前為止,這些都還只是誇大不實的行銷口號而已(Buck & While, 2015: 4)。那麼,智慧城市可能帶來哪些跨域創新效益?可能面臨哪些挑戰?我們從英國推動智慧城市的模式或可窺知一二。

99

四、英國智慧城市的推動模式

1010

要以科技工具解決都市的複雜難題,智慧城市必須具備許多功能,且必須能靈活調整,因此,智慧城市的建構與運作包括以下許多層面:相關科技基礎設施,聯網與安全,數據資料的蒐集、分析與分享,政策方案與法規修訂、公私夥伴與財務支援,城市的管理與運作,加速創新服務的各種行動(包括實驗與創新特區、工作坊、相關技能發展、創新團隊的組成等),以及所產出的各種新功能或新價值(例如智慧停車系統、智慧照明系統等),參與其中的推動者,包括市政府、準政府機關、民營企業、社區與居民等(Chan & Paramel, n.d.)。

1111

在前述各類行為者中,作為市政府、產業界、社區居民各方間溝通界面的準政府機關,其角色與功能,以及操作模式,是能否帶動跨域創新的重要影響因素。Buck與While曾指出,要串接高度分工化且有著不同權利義務的各類行為者難度頗高,加上各類行為者的動機與期待亦頗有差距,因此智慧科技的供給與需求,未必能自動且無縫平順地改善城市管理(Buck & While, 2015: 5-6)。

1212

在這方面,英國的技術創新中心(Catapult Centre)的模式應可作為參考案例。英國素來科研實力堅強,為將轉化科學成果、催生新產業,英國Hermann Hauser爵士提出「技術創新中心」(Catapult Centre)概念,希望透過政府長期穩定投入資源,針對社會未來長期需求,選定特定產業與技術,建立Catapult Centre作為促進科研成果商品化的平台,扮演資助者、中介者與跨界融合者三種角色,藉由提供部份資金來降低企業創新研發風險,並設法開闢新市場、形塑公私部門夥伴關係,以形成新產業與新商機(林海珍,2018)。英國負責尋覓創新機會、透過設立產官學合作機制來克服創新所面臨挑戰的Technology Strategy Board (TSB)1 ,自2011至2015年,將能源、醫療照護(healthcare)、居住環境(built environment)2 、食品、交通等五大當前英國社會面臨的挑戰,訂為重點課題。其中,因為城市都會就涵蓋了能源、居住環境與交通等三大項挑戰,所以,未來城市(Future Cities)就成為優先主題,也因此設立Future Cities Catapult來協助推動城市創新(Technology Strategy Board, 2013)。

1313

(一)技術創新中心:角色、功能與任務

1414

Future Cities Catapult 運作所需資金主要來自英國中央政府3,具備中立角色,並不直接與民間爭利,其任務在於建立分享資產、銜接需求與供給、鼓勵加值運用的平台。因為在智慧城市案例中,最重要也最具獲利潛力的公眾資產,就是資料,Future Cities Catapult 最重要的角色與功能,就是扮演中立的資料分享者。同時,為了催生新創事業、鼓勵創新運用,Future Cities Catapult 也透過不同的方法(例如心智圖、科技前瞻、情境分析等)為新創事業提供輔導(如設計路徑圖、願景與策略等),並為新創意提供測試場域(例如5G技術應用於智慧城市)。透過這兩者,試圖銜接需求與供給兩端,以創造出符合城市需要的新服務4

1515

從上述的功能來看,Future Cities Catapult 一方面透過免費授權的方式,使用資料來創造市場,同時也藉由這些創新運用累積更多的資料,作為未來其他創新應用的基礎,形成生生不息的良性循環;另一方面,又透過積極刺激新創意、提供創意測試場域、以及培育輔導等手段,來扶植市場中的參與者-新創事業與鼓勵各式新型態服務(例如倫敦交通智慧服務App - CityMapper London5)。從發展市場到培養市場中的參與者,Future Cities Catapult目的在建構一個發展智慧城市生態系的模式,也是推動智慧城市的關鍵。

1616

(二)城市需求的辨識與回應

1717

城市面臨的挑戰,除了複雜、時常橫跨多個領域這特性之外,還有需求的多變。其中除普遍相同的一般性需求(例如水電供應、交通系統等基礎設施)外,還有不同的特定性需求(例如),且這些需求往往會因為城市所處的環境特性與發展階段不同而發生變化(例如氣候變遷使某些城市更易受暴雨侵襲,排水系統與災害預警就成為必要)。因此,如何正確辨識城市的各種需要,找出解決方案,是智慧城市的核心課題。Future Cities Catapult 了解城市的需求差異甚大,因此目標不在創建一個原型或模組以供日後不斷複製,而是發展一套操作模式與生態系,讓城市可利用公開資產,結合民間業者的創意來為特定的需求尋找解決方案。

1818

舉例來說,Future Cities Catapult在推動英國北愛爾蘭大城Belfast的智慧城市發展時,採取了以下的作法:

1919

首先,透過該城發展相關的重要利害關係人,包括市政府、大學、企業以及其他公共機構討論,了解該城市的需求,進而設計該城市的智慧城市架構(Smart City Framework)(Future Cities Catapult, 2017a, 2017b)。

2020

其次,透過競賽與獎金,鼓勵民間參與提案,共同解決城市面臨的複雜問題,包括如何擴大商業機會,以及改善各類型的公共服務。TSB在2012年即以競賽方式,鼓勵地方政府以「未來城市」作為主題提出規劃方案。競賽分兩階段進行,第一階段TSB邀請英國各地人口超過125,000人的市政府參加,在三週內提出申請,爭取£50,000(英鎊)獎金,作為規劃案的可行性評估經費。獲選的地方政府須於19周內完成可行性評估後提出規劃案,爭取第二階段競賽的£24,000,000,作為後續推動的資金。第一階段總計有50個城市提出申請,30個城市獲得補助進行可行性評估,29個城市進入第二階段競賽,競賽的重點在如何將城市面對的不同挑戰主題(例如地區經濟、交通、醫療保健、環境、能源、教育、建築、水資源供應、安全、廢棄物管理等)提出綜合性的解決方案,因此,提出跨域的創新解方成為必要(Buck & While, 2015: 8-10)6

2121

在Belfast案例中,Future Cities Catapult亦沿用此模式,協助該市市政府,透過Small Business Research Innovative (SBRI)競賽,公開徵求民間創意,達成擴大商業機會與提昇營業稅收的目標(Future Cities Catapult, 2016, 2017a)。另外,針對Belfast市所面臨的交通系統、旅遊觀光、循環經濟、公共資產管理等課題,市政府與北愛爾蘭政府也辦理競賽 - Collaborative Challenge Scheme,提供£25,000獎金,徵求民間創意解決方案(Future Cities Catapult, 2017b)。

2222

值得一提的是,辦理競賽只是促進城市創新的途徑之一,要能針對城市提出切中要害的解方,完整且正確的資料是必備前提。因此,Future City Catapult 與Centre for Cities於2015年合作推出線上資料工具Cities Data Tool7,整合英國各大城市自2004年起的調查資料,包括:商業創新、人口統計、出口統計、城市住宅狀況、產業結構、就業、城市規模、技能與薪資、旅遊與環境、社會福利支出等多種面向,每面向下又有細部項目,關心城市發展的各方均可於線上查得資料。同時,該網站亦搭配簡易繪圖工具,可輕易製作出各種形式的統計圖表(如長條圖、折線圖、點狀分布圖、泡泡圖、數據表),方便資料查詢者理解,或進行加值應用。另外,城市發展是持續不斷的進行式,如何使城市規劃不只能回應當前需求,甚而針對未來發展的需求預作布局,是智慧城市的重要環節。因此,Future Cities Catapult協助Belfast市政府合作開發線上工具 - Growth Planner,將各種資料(含基礎設施能量與都市計畫可能受到的限制,包括水電供應、通勤時間、各種設施等)以視覺化方式呈現,協助都市規劃者能針對當下至未來15年的發展需要進行設計(Belfast City Council, n.d.; Future Cities Catapult, 2017a)。

2323

五、小結:智慧城市推動模式對於跨域創新的可能效益與挑戰

2424

由前述可看出,推動智慧城市,的確有助於強化跨域創新,除了提高專利的產出外,亦與城市經濟活動的榮枯有著正面關聯,而這些與智慧城市強化跨領域互動(包括學科技術領域以及產官學職業領域)有著密切關係(Caragliu & Del Bo, 2018),此外也可望提昇城市運作的效率、提高公共服務品質。從前述英國TSB 及Future Cities Catapult推動智慧城市的作法來看,開放公有資源(資金與資料)、公開徵求各方參與提案、提供線上工具、籌辦競賽等,的確擴大了參與的層面,也考量各地的特定需求,甚值借鏡。然而,英國案例也突顯出以下幾點,值得進一步思考改良:首先,以競賽針對課題尋求最佳解方,前提是課題必須切中該城市發展需求,否則競賽可能淪為徒具形式而無法帶來實質效益。如何辨識出城市發展的課題,是能否創造重大效益的關鍵。其次,針對各城市辦理競賽徵求城市發展提案的作法,須注意各地方政府需要有足夠的時間,完成各項需求的調查與溝通,方能使各城市的居民對於未來的目標達成共識,進而在此基礎上規劃發展藍圖。第三,各地方的資源不同,且目標也不同,可針對不同的城市發展型態選出範例城市,不應以單一標準量度所有提案,以刺激創意,也藉此在城市間形成互利共榮的關係。此外,跨域創新涉及不同學科/技術領域與不同職業社群,如何整合不同領域或有著不同期待與動機的參與者,形塑並達成共同的目標,以及如何妥善規劃各方參與的方式與步驟,是關鍵挑戰。 

2525

註解

2626

註1:Technology Strategy Board於2014年更名為Innovate UK。

2727

註2:指有大量建築物的人類活動區域。

2828

註3:其他資金係透過參與歐盟Horizon 2020科研計畫(SynchroniCity)、商業活動與服務收入以及部份民間資金等方式自行籌措。

2929

註4:Interview with Mr. Jarmo Eskelinen, Chief Innovation and Technology Officer, Future Cities Catapult, 11 June 2018.

3030

註5:CityMapper London係運用各種即時圖資(包括地理距離、即時路況與交通工具運作狀況等),提供使用者搭乘各類交通工具前往設定的目的地所需要花費的時間,並提供建議採取的交通工具,以及即時行進導引,詳見https://citymapper.com/london。

3131

註6:針對TSB辦理競賽的流程、成果及分析,詳見Buck and While, 2015。

3232

註7:http://www.centreforcities.org/data-tool/#graph=map&city=show-all.

3333

參考文獻

  1. 林海珍(2018)。促進區域創新系統產學研合作之轉譯型基礎設施建構-英國推動技術創新中心(Catapult Center)之啟示。科技政策觀點,https://portal.stpi.narl.org.tw/index/article/10433。
  2. 陳竹亭、唐功倍(2012)。【跨科際意涵】跨科際(Transdisciplinarity)與界領域(Interdisciplinarity)的差異。跨科際對話平台,http://shs.ntu.edu.tw/shs/?p=16712。
  3. Aboelela, S. W., Larson, E., Bakken, S., Carrasquillo, O., Formicola, A., Glied, S. A., Gebbie, K. M. (2007). Defining interdisciplinary research: conclusions from a critical review of the literature. Health Services Research, 42(1), 329+. Retrieved on 30 November 2018, from:http://go.galegroup.com/ps/i.do?id=GALE%7CA159329857&v=2.1&u=subd78095&it=r&p=AONE&sw=w&asid=bd2f2d2241465fdf50c40f8bffb4f2e6.
  4. Belfast City Council (n.d.). The Future of City Planning. Retrieved on 30 November 2018, from: https://smartbelfast.city/story/the-future-of-city-planning/.
  5. Benson, T.C. (1982). Five Arguments against Interdisciplinary Studies. Issues in Integrative Studies, 1(1), 38-48.
  6. Blackwell, A. F., Wilson, L., Street, A., Boulton, C. and Knell, J. (2009). Radical Innovation: Crossing Knowledge Boundaries with Interdisciplinary Teams. Technical Report No. 760. Cambridge: University of Cambridge Computer Laboratory.
  7. Borsboom-van Beurden, J., Kallaos, J., and Gindroz, B., Riegler, J., Noll, M., Costa, S. and Maio, R. (2017). Smart City Guidance Package for Integrated Planning and Management: Planning and Implementation of Smart City Projects: Phases, Common Obstacles and Best Practices, Key Performance Indicators, Upscaling, and Replication. Trondheim, Norway: Norwegian University of Science and Technology.
  8. Buck, N.T., and While, A. (2015). Competitive Urbanism and the Limits to Smart City Innovation: The UK Future Cities Initiative. Urban Studies, 54(2), 501-519.
  9. Caragliu, A., and Del Bo, C. F. (2018). Smart Innovation Cities: The Impact of Smart City Policies on Urban Innovation. Technological Forecasting & Social Change, July 2018. Retrieved on 30 January 2019, from: https://doi.org/10.1016/j.techfore.2018.07.022.
  10. Centre for Cities (2018). Cities Data Tool. http://www.centreforcities.org/data-tool/#graph=map&city=show-all. Retrieved on 30 November 2018.
  11. Chan, B., and Paramel, R. (n.d.). The Smart City Ecosystem Framework – A Model for Planning Smart Cities. Retrieved on 30 November 2018, from https://iiot-world.com/smart-cities/the-smart-city-ecosystem-framework-a-model-for-planning-smart-cities/
  12. Dirks, S., and Keeling, M. (2009). A Vision of Smarter Cities: How Cities Can Lead the Way into a Prosperous and Sustainable Future. New York: IBM Institute for Business Value.
  13. Eskelinen, J. (2018, June 11). Chief Innovation and Technology Officer, Future Cities Catapult, UK. Personal Interview.
  14. Future Cities Catapult (2016). Small or Medium-sized Enterprises (SMEs) are being given the opportunity to win up to £55k of funding, by using innovation to maximise revenue from business rates for Belfast City Council. Retrieved on 30 November 2018, from https://futurecities.catapult.org.uk/2016/06/28/weve-launched-competition-small-medium-sized-enterprises-smes-win-55k-funding-using-innovation-maximise-revenue-business-rates-belfast-city-council/.
  15. Future Cities Catapult (2017a). Case Study - Future Belfast. Retrieved on 30 November 2018, from https://futurecities.catapult.org.uk/case-study/case-study-future-belfast/.
  16. Future Cities Catapult (2017b). Future Cities Catapult Help Launch Belfast Smart City Framework. Retrieved on 30 November 2018, from https://futurecities.catapult.org.uk/2017/10/03/future-cities-catapult-help-launch-belfast-smart-city-framework/.
  17. Hacklin, F., and Wallin, M. W. (2013). Convergence and Interdisciplinarity in Innovation Management: A Review, Critique, and Future Directions. The Service Industries Journal, 33(7-8), 774-788.
  18. Lowe, P., and Phillipson, J. (2006). Reflexive Interdisciplinary Research: The Making of a Research Programme on the Rural Economy and Land Use. Journal of Agricultural Economics, 57, 165-184.
  19. Nam, T., and Pardo, T. A. (2011, September). Smart City as Urban Innovation: Focusing on Management, Policy, and Context. Paper presented at the 5th International Conference on Theory and Practice of Electronic Governance, Tallinn, Estonia, September 26-28, 2011.
  20. Razmak, J., and Bélanger, C. (2016). Interdisciplinary Approach: A Lever to Business Innovation. International Journal of Higher Education. 5(2), 173-182.
  21. Rural Economy and Land Use Data Support Service (2011). Innovation in Interdisciplinary Methods: The Relu Experience. Colchester: Relu Data Support Service.
  22. Technology Strategy Board (2013). Concept to Commercialisation: A Strategy for Business Innovation 2011-2015. Downloaded on 31 January 2019, from https://assets.publishing.service.gov.uk/government/uploads/system/uploads/attachment_data/file/360620/Concept_to_Commercialisation_-_A_Strategy_for_Business_Innovation_2011-2015.pdf.