Uno de los grandes retos que los países van a enfrentar en este siglo es la planificación, administración y gobernanza de las ciudades de forma sostenible, maximizando las oportunidades económicas y minimizando los daños medioambientales. Todas las aglomeraciones urbanas presentan diversos retos. Cada vez más, las grandes ciudades son vistas como sistemas complejos con conexiones entre sus diferentes ambientes e individuos. Por ello, son muy importantes la planificación urbana y el desarrollo de mecanismos de decisión dinámicos que tomen en cuenta el crecimiento y la inclusión de procesos de participación ciudadana. Los problemas en las ciudades inteligentes son variados (economía, movilidad, gobernanza, personas, vida y entorno), multidisciplinares por naturaleza, aparentemente inconexos y requieren un vasto aparato científico y tecnológico. Este proyecto hace una propuesta de investigación enfocada en los desafíos relacionados con la movilidad, medioambiente y gobernanza inteligente. Se hace desde la perspectiva de construir nuevos prototipos basados en sistemas inteligentes, mejorados con metodología y tecnologías diferentes con el fin de exhibir "inteligencia holística". Se considerará el hardware, software, matemáticas y el conocimiento de dominio de un modo metodológico. La hipótesis de trabajo es que se puede resolver varios problemas diferentes analizando sus características cuantitativas y cualitativas subyacentes, así como proporcionando algoritmos avanzados que pueden buscar, optimizar y aprender por sí mismos en aquellas situaciones donde el conocimiento del problema es muy limitado. Además, facilitando metodologías y procesos en particular a la gobernanza de las ciudades inteligentes y sostenibles. Los desafíos son muchos, así que se extenderán las técnicas del estado del arte en optimización, aprendizaje máquina y análisis de datos para proporcionar aplicaciones usables y una base perdurable de algoritmos, sus fundamentos y nuevas formas de adaptarlos a las plataformas de la ciudad.