Quy hoạch thành phố thông minh tương lai sẽ dựa vào hoạt động não bộ của con người?

Tỷ lệ dân số sống trong môi trường đô thị đã tăng đáng kể, từ 33% vào năm 1960 lên 57% vào năm 2023. Dự báo đến năm 2050, dân số đô thị sẽ tăng gấp đôi so với hiện tại, với gần 70% số người lựa chọn sinh sống tại các thành phố.

Các thành phố từ lâu đã đóng vai trò là trung tâm của nền văn minh nhân loại. Những dấu tích đầu tiên về các khu định cư đô thị, xuất hiện hơn 6.000 năm trước tại Ai Cập và vùng văn minh cổ đại Lưỡng Hà (Trung Đông), đánh dấu khởi đầu của sự phát triển tổ chức xã hội, văn hóa, và kinh tế.

Từ đó, các thành phố không ngừng phát triển, đặc biệt bùng nổ trong thời kỳ Cách mạng Công nghiệp, khi mạng lưới đô thị mở rộng với tốc độ chóng mặt, trở thành động lực thúc đẩy sự tiến bộ của khoa học, công nghệ và kinh tế toàn cầu.

Trước đây, nhu cầu công nghiệp là động lực chính thúc đẩy sự phát triển và mở rộng của các thành phố. Tuy nhiên, tốc độ đô thị hóa ngày càng nhanh đã mang đến không ít thách thức, như sự suy giảm không gian xanh, gia tăng tiếng ồn giao thông và bất bình đẳng xã hội.

Ngày nay, quy hoạch đô thị đã thay đổi định hướng, đặt trọng tâm vào việc đáp ứng nhu cầu, đảm bảo an toàn và nâng cao chất lượng cuộc sống cho cộng đồng cư dân.

Sự phát triển của công nghệ đã cách mạng hóa quy hoạch đô thị, mở ra những phương thức quản lý hiện đại và hiệu quả hơn. Từ việc ứng dụng Internet vạn vật (IoT) và các hệ thống thông minh để tối ưu hóa quản lý tài nguyên, đến việc thiết kế các thành phố tương thích với hoạt động não bộ và nhu cầu tâm sinh lý của cư dân, công nghệ đang định hình một tương lai đô thị thông minh và nhân văn hơn.

Cách tiếp cận đột phá trong quy hoạch thành phố thông minh: Đô thị thần kinh.

Để hiểu rõ hơn về cấu trúc tinh thần của không gian đô thị, một phương pháp tiếp cận liên ngành mới đã dần hình thành và trở nên phổ biến, đó là đô thị thần kinh (neuro-urbanism). Phương pháp này kết hợp giữa khoa học thần kinh, nghiên cứu đô thị và kiến trúc, nhằm nghiên cứu và áp dụng những hiểu biết từ các lĩnh vực trên để tối ưu hóa thiết kế đô thị.

Cụ thể, các nhà khoa học thần kinh cung cấp những kiến thức về cách mà não bộ phản ứng với các yếu tố môi trường, trong khi các nhà nghiên cứu đô thị nghiên cứu hành vi và nhu cầu của cư dân trong các không gian công cộng.

Các kiến trúc sư và nhà quy hoạch đô thị sau đó sử dụng những dữ liệu này để xây dựng các thành phố và không gian sống không chỉ đẹp mắt, mà còn thân thiện với sức khỏe và phát triển tinh thần của người dân, đáp ứng được những nhu cầu tâm lý, cảm xúc và xã hội của cư dân trong môi trường đô thị.

Một nghiên cứu gần đây do các nhà nghiên cứu từ Đại học bang Michigan thực hiện, phối hợp cùng các cộng sự từ Đại học Lisbon (Bồ Đào Nha), đang mở ra những triển vọng mới trong việc ứng dụng công nghệ chụp ảnh thần kinh (neuroimaging) trong quy hoạch đô thị.

Mục tiêu của nghiên cứu này là tìm cách sử dụng các công nghệ tiên tiến để hiểu rõ hơn về cách mà não bộ phản ứng với các yếu tố không gian trong môi trường đô thị. Thông qua việc ghi lại và phân tích các phản ứng thần kinh khi con người tương tác với các không gian đô thị khác nhau, nhóm nghiên cứu hy vọng có thể đưa ra những hướng dẫn thiết kế thành phố sao cho tối ưu hóa sức khỏe tâm lý và thể chất của cư dân cũng như du khách.

Bằng cách này, họ không chỉ tập trung vào các yếu tố vật lý như hạ tầng và kiến trúc, mà còn xem xét sâu sắc các yếu tố vô hình, chẳng hạn như cảm giác an toàn, sự thoải mái và tương tác xã hội, nhằm tạo ra môi trường sống và làm việc lý tưởng, góp phần nâng cao chất lượng cuộc sống của cộng đồng.

Liên quan đến nghiên cứu này, ông Dar Meshi, tác giả chính của nghiên cứu cho biết: "Đô thị thần kinh có tiềm năng đóng góp đáng kể vào việc thiết kế các thành phố ưu tiên sức khỏe nhận thức, cảm xúc và thể chất. Bằng cách ưu tiên sức khỏe của cá nhân, các thành phố có thể tạo ra môi trường có lợi cho sức khỏe và hạnh phúc tổng thể của cư dân".

Hoạt động của não bộ con người là câu trả lời cho quy hoạch thành phố thông minh

Để khám phá cách mà não bộ con người mã hóa thông tin liên quan đến môi trường đô thị, các nhà nghiên cứu đã thực hiện một nghiên cứu sử dụng phương pháp chụp cộng hưởng từ chức năng (fMRI), giúp quét và ghi lại hoạt động của não bộ.

Trong nghiên cứu này, họ đã mời 77 công dân Mỹ, những người chưa từng đến thủ đô Lisbon của Bồ Đào Nha, tham gia vào một thí nghiệm. Trong quá trình quét, những người này được yêu cầu xem và đánh giá các bức ảnh mô tả các khu vực đô thị của Lisbon.

Những bức ảnh này được thu thập từ nền tảng chia sẻ ảnh Flickr, và mỗi bức ảnh đều được gắn thẻ địa lý, giúp xác định vị trí chính xác trong thành phố. Đặc biệt, mật độ ảnh trong mỗi khu vực được sử dụng như một chỉ số để đo lường các mô hình tham quan và sự khám phá của người dân tại các địa điểm khác nhau trong Lisbon.

Các hình ảnh này không chỉ là những bức ảnh ngẫu nhiên, mà chúng đóng vai trò như những dữ liệu thực tế, phản ánh cách thức người dân và du khách có thể tương tác và cảm nhận về môi trường đô thị qua các trải nghiệm hình ảnh.

Ông Meshi giải thích: "Con người thường đưa ra quyết định nhằm tối đa hóa giá trị, và vì một số khu vực đô thị kích thích các hoạt động trong não liên quan đến giá trị mạnh mẽ hơn so với những khu vực khác, nên cư dân thành phố có xu hướng dành nhiều thời gian hơn để ghé thăm hoặc chụp ảnh những nơi này".

Những phát hiện từ nghiên cứu cho thấy, hoạt động thần kinh ở vỏ não trước trán giữa, một vùng quan trọng trong hệ thống khen thưởng của não, liên quan đến việc đánh giá và ra quyết định, có thể dự đoán chính xác thói quen của con người khi lựa chọn đến gần hoặc tránh xa một môi trường cụ thể.

Kết quả cũng cho rằng vùng não này có thể tham gia vào quá trình xử lý một loạt các phán đoán giá trị trong môi trường đô thị, bao gồm các giá trị về nhận thức, xã hội và văn hóa.

Meshi cho biết: "Mọi người có thể bị thu hút đến thăm các không gian đô thị không chỉ vì sức hấp dẫn về mặt thẩm mỹ mà còn vì tầm quan trọng về mặt xã hội và văn hóa của chúng".

"Điều này có thể bao gồm những địa điểm có ý nghĩa lịch sử hoặc tầm quan trọng về mặt xã hội, có thể không nhất thiết phải đẹp về mặt thẩm mỹ, nhưng vẫn có giá trị đáng kể", nhà nghiên cứu Meshi cho biết thêm.

Các nhà nghiên cứu tin rằng phương pháp tiếp cận đô thị thần kinh có thể đóng góp quan trọng trong việc nâng cao các chiến lược quy hoạch đô thị, giúp tạo ra môi trường sống tối ưu hơn cho cư dân.

Ông Ardaman Kaur, đồng tác giả của nghiên cứu cho biết: "Những hiểu biết sâu sắc từ nghiên cứu của chúng tôi có khả năng hỗ trợ cho sự phát triển của các thành phố tương lai lấy con người làm trung tâm, được thiết kế riêng theo cách bộ não của chúng ta cảm nhận và tương tác với môi trường".