Design Culture for Urban Artificial intelligence. Technology, Ethics and Sustainability in the age of AI Urbanism

The aim of this dissertation is to explore the conceptual sources and urban implications of the urban application of Artificial Intelligence (AI). The term AI urbanism refers to a new urban paradigm that is emerging as a result of the increasingly widespread application of AI systems in the urban fabric: robots, AVs and software agents are becoming part of the urban experience of millions of citizens. In order to investigate this phenomenon, this thesis uses an interdisciplinary approach, based mainly on the relationship between philosophy of technology and urban studies, which can take into account the socio-technical and environmental complexity of AI urbanism. This investigation is developed in five chapters, respectively dedicated to mapping the conceptual sources of AI urbanism, exploring the relationship between cybernetics and design in technologically driven urbanism, the possibility of an ethical use of urban AI, the potential sustainability of this new urban paradigm, and the urban digital twin (UDT) as a crucial tool in this new socio-technical context. The first chapter is devoted to analysing three conceptual sources of AI urbanism (Modern Urbanism, Cybernetics and Smart urbanism) and exploring their spatial implications. The aim is to demonstrate how an understanding of the former can influence the way in which the latter is approached. The second chapter deals with cybernetics as a conceptual source of AI urbanism and explores the internal possibilities of a quantitative approach to design through a historical analysis of urban modelling (US and UK based) and architectural technology (Italy). The aim is to reveal how the science of the city is a discipline rich in alternative possibilities. The third chapter regards the relationship between AI ethics and urban ethics. These two disciplines, inherent in the philosophy of technology and urban studies, are brought together by showing the possibilities of a fruitful dialogue. The aim is to understand how an ethical approach can be expressed in the design of urban artificial intelligence. The fourth chapter focuses on the connection between urban AI and environmental sustainability. The objective is to critique the current approach to this relationship through an interdisciplinary approach based on the philosophy of Bruno Latour. Building on this critique, the chapter reflects on an alternative and sustainable design for Urban AI from a different design culture. The last chapter is dedicated to the urban digital twin (UDT) as a fundamental tool of AI urbanism. UDT is explored starting from its conceptual sources and then situated in the problematic relationship between smart and AI urbanism. This chapter also includes a case study, namely the Bologna Digital Twin. This project is examined as a possible model for an alternative relationship between technology and urban space in the age of AI. Overall, this thesis is dedicated to reflecting on the design culture behind the application of AI Urbanism. A culture composed of conceptual sources and theoretical inspirations that generate evident and substantial consequences in the design practice. The first objective of this thesis is therefore to highlight this dimension, which is interdisciplinary by nature, as crucial to the field of AI urbanism. Furthermore, the various chapters propose interdisciplinary languages capable of addressing specific issues related to this urban paradigm. Certainly, this thesis does not claim to have solved these problems. However, the idea is to have identified highly relevant issues and to have started the definition of languages and methods that can be implemented to address them.

L'obiettivo di questa tesi è esplorare le fonti concettuali e le implicazioni urbane dell'applicazione urbana dell'intelligenza artificiale (AI). Il termine AI urbanism si riferisce a un nuovo paradigma urbano che sta emergendo come risultato dell'applicazione sempre più diffusa dei sistemi di IA nel tessuto urbano: robot, AV e agenti software stanno diventando parte dell'esperienza urbana di milioni di cittadini. Per indagare questo fenomeno, questa tesi utilizza un approccio interdisciplinare, basato principalmente sul rapporto tra filosofia della tecnologia e studi urbani, in grado di prendere in considerazione la complessità socio-tecnica e ambientale dell'urbanistica dell'IA. Questa indagine si sviluppa in cinque capitoli, dedicati rispettivamente alla mappatura delle fonti concettuali dell'urbanistica dell'IA, all'esplorazione del rapporto tra cibernetica e design nell'urbanistica tecnologicamente guidata, alla possibilità di un uso etico dell'IA urbana, alla potenziale sostenibilità di questo nuovo paradigma urbano e all'urban digital twin (UDT) come strumento cruciale in questo nuovo contesto socio-tecnico. Il primo capitolo è dedicato all'analisi di tre fonti concettuali dell' AI urbanism (“Urbanistica moderna”, “Cibernetica” e “Smart urbanism”) e all'esplorazione delle loro implicazioni spaziali. L'obiettivo è dimostrare come la comprensione delle prime possa influenzare il modo in cui vengono affrontate le seconde. Il secondo capitolo affronta la cibernetica come fonte concettuale dell'AI urbanistica ed esplora le possibilità interne di un approccio quantitativo alla progettazione attraverso un'analisi storica della modellazione urbana e della tecnologia dell'architettura. L'obiettivo è rivelare come la scienza della città sia una disciplina ricca di possibilità alternative. Il terzo capitolo riguarda il rapporto tra etica dell'IA ed etica urbana. Queste due discipline, inerenti alla filosofia della tecnologia e agli studi urbani, vengono avvicinate mostrando le possibilità di un dialogo proficuo. L'obiettivo è capire come un approccio etico possa essere espresso nella progettazione dell'intelligenza artificiale urbana. Il quarto capitolo si concentra sulla connessione tra IA urbana e sostenibilità ambientale. L'obiettivo è quello di criticare l'approccio attuale a questa relazione attraverso un approccio interdisciplinare basato sulla filosofia di Bruno Latour. Partendo da questa critica, il capitolo riflette su un progetto alternativo e sostenibile per l'IA urbana a partire da una cultura progettuale diversa. L'ultimo capitolo è dedicato al gemello digitale urbano (UDT) come strumento fondamentale dell'urbanistica dell'IA. L'UDT viene esplorato a partire dalle sue fonti concettuali e poi situato nel rapporto problematico tra urbanistica intelligente e AI. Questo capitolo include anche un caso di studio, ovvero il gemello digitale di Bologna. Questo progetto viene esaminato come possibile modello per un rapporto alternativo tra tecnologia e spazio urbano nell'era dell'IA. Nel complesso, questa tesi è dedicata a riflettere sulla cultura progettuale che sta alla base dell'applicazione dell'AI Urbanism. Una cultura composta da fonti concettuali e ispirazioni teoriche che generano conseguenze evidenti e sostanziali nella pratica progettuale. Il primo obiettivo di questa tesi è quindi quello di evidenziare questa dimensione, per sua natura interdisciplinare, come cruciale per il campo dell'AI urbanistica. Inoltre, i vari capitoli propongono linguaggi interdisciplinari in grado di affrontare questioni specifiche legate a questo paradigma urbano. Certamente, questa tesi non pretende di aver risolto questi problemi. Tuttavia, l'idea è quella di aver identificato questioni molto rilevanti e di aver avviato la definizione di linguaggi e metodi che possono essere implementati per affrontarle.