Wie digitale Zwillinge, KI-Agenten und Datenplattformen die Transformation zu lebenswerten urbanen Räumen gestalten.

Intelligente urbane Ökosysteme gelten als Schlüssel zur Transformation moderner Städte – doch der Weg zur skalierbaren Smart City ist gepflastert mit strukturellen Lücken. Insbesondere die unzureichende Dateninfrastruktur behindert den Aufbau vernetzter Systeme. Es fehlt in vielen Städten an einer systemübergreifenden Daten-Governance, wodurch Datensätze fragmentiert, qualitativ minderwertig oder schwer zugänglich sind. Ohne klar definierte Rollen für Datenverantwortung, Standards für Datenqualität und ein kollaboratives Verständnis von Datennutzung lässt sich der gesellschaftliche Mehrwert nicht heben. Darüber hinaus führt die fehlende Datenstandardisierung zu Diskursen über Datensouveränität und Datenschutz.

Damit Städte digitale Zwillinge und KI-Anwendungen effektiv integrieren können, braucht es standardisierte Austauschprotokolle – doch diese sind bislang selten etabliert. Der Aufbau interoperabler Schnittstellen und Datenprotokollen ist jedoch entscheidend, um Informationsflüsse über Verwaltungssilos hinweg nutzbar zu machen und daten-getriebene Wertströme zu erzeugen.

Agentic AI und Digital Twins: Wie Städte Klima und Infrastruktur zukunftssicher machen. Die Kombination von digitalen Zwillingen mit agentenbasierter KI (Agentic AI) bietet Städteplanerinnen und Städteplanern heute die entscheidende Grundlage, um Risiken zu simulieren und nachhaltige Lösungen vorauszudenken. Digitale Zwillinge ermöglichen nicht nur die physikalische Simulation städtischer Infrastrukturen, sondern bilden auch sozioökonomische, demografische und klimatische Einflussfaktoren ab – vom Energieverbrauch über Verkehrsströme bis hin zur Identifizierung von Hitzewellen und Hitzeinseln.

Digitale Zwillinge lassen sich durch KI-Agenten erweitern, die autonom agieren und Entscheidungen mit minimaler menschlicher Kontrolle treffen – eine Voraussetzung für resiliente Stadtplanung in Echtzeit. Das ist essenziell für Frühwarnsysteme bei Naturkatastrophen, klimabedingten Belastungen oder Verkehrsüberlastung. So werden bis 2027 50  Prozent aller urbanen Resilienzstrategien auf digitalen Zwillingen basieren. Städte wie Tokio oder Singapur gehen hier mit gutem Beispiel voran: Sie setzen auf digitale Zwillinge als Planungsinstrument – Singapur etwa nutzt ein stadtweites Klimamodell zur Minderung urbaner Hitze, während Tokio eine umfassende digitale Stadtkopie aufbaut, um Geodaten standardisiert zu aggregieren. Und die Zielsetzung dieser datengestützten Analyse lässt sich sehen: Singapur möchte bis 2030 aufgrund der grünen Agenda 1 Millionen Bäume pflanzen.

Digitale Teilhabe: Ohne Bürgerdaten kein smarter Service. Ein unterschätzter Erfolgsfaktor intelligenter Städte ist die digitale Inklusion. Die besten Technologien sind wirkungslos, wenn sie nicht auf die Bedürfnisse der Bürger abgestimmt sind. Der Zugang zu digitalen Services hängt stark von digitalen Kompetenzen, Geräten und Vertrauen in die Datennutzung ab. Ein inklusives Datenökosystem, das Beteiligung, Transparenz und Barrierefreiheit gewährleistet, ist hierfür unverzichtbar.

Bilbao gilt hier als gutes Beispiel: Die Stadt hat ein »Datenmanifest« etabliert, das nicht nur ethische Leitlinien, sondern auch konkrete Mechanismen zur Bürgerbeteiligung enthält – von der Schulung im Umgang mit Daten über die Verteilung von Hardware bis hin zur Möglichkeit, über Low-Code/No-Code-Tools eigene Anwendungen zu erstellen. Solche Modelle fördern nicht nur digitale Gerechtigkeit, sondern stärken auch das Vertrauen in öffentliche Technologieprojekte.

Best Practices aus der Praxis: Von München bis Singapur. Ein Blick auf erfolgreiche Projekte zeigt: Städte wie München kombinieren Geodatenplattformen mit digitalen Stadtmodellen, um etwa urbane Hitzekarten zu erstellen oder Bauprojekte besser zu planen. Frankfurt berücksichtigt bei der Planung gezielt Kaltluftzonen und Grünräume, während Geodatenanalysen und KI-Modelle zunehmend zur Gestaltung von Windkorridoren eingesetzt werden.

Was diese Städte eint, ist der strategische Einsatz von Technologien entlang klarer Nachhaltigkeitsziele – von ressourceneffizientem Bauen über Hitzeprävention bis hin zu resilienter Energieversorgung.

Schlüsselstrategien bis 2030: Was jetzt zählt. Um urbane Räume widerstandsfähiger, lebenswerter und klimaangepasst zu gestalten, sollten Städte folgende Maßnahmen und technische Strategien nutzen:

Skalierbare Datenräume auf Basis robuster Governance-Modelle mit klaren Datenschutzrichtlinien und offenen Standards.
Digitale Zwillinge als zentrales Planungsinstrument in Verbindung mit KI zur vorausschauenden Steuerung von Infrastruktur und Umwelt.
Agentic AI, um autonome Entscheidungen im Verkehrs-, Energie- und Sicherheitsbereich zu ermöglichen.
Digitale Inklusion durch gezielte Bildungsmaßnahmen, Partizipationsformate und niederschwellige Technologielösungen.
Metaverse-Technologien und Spatial Computing zur interaktiven Stadtplanung, Simulation und Bürger-beteiligung.
Klimaschutz-Investitionen, zum Beispiel in grüne Dächer, urbane Landwirtschaft, vernetzte Energie- und Mobilitätssysteme.

Es ist davon auszugehen, dass bis 2030 rund 20  Prozent der städtischen Ineffizienzen durch den Einsatz von Metaverse-Anwendungen beseitigt werden können. Dafür braucht es jedoch politische Entschlossenheit, technologische Offenheit und die Einbindung der Bevölkerung – denn die Smart City der Zukunft ist nicht nur digital, sondern auch sozial ver-ankert.

Bettina Tratz-Ryan,
VP Analystin
bei Gartner

Illustration: © Sbelov | Dreamstime.com

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