С каждым годом требования к беспроводным системам связи возрастают и ужесточаются. Это вызвано быстрым развитием передовых технологий, таких как искусственный интеллект (ИИ), робототехника и всеобщая автоматизация, а также стремительным увеличением плотности подключенных к сети мобильных устройств из мира интернета вещей (Internet of Things, IoT). Основные услуги, предоставляемые сетями 5G, такие как расширенная мобильная широкополосная связь eMBB (enhanced MBB), сверхнадёжные связь с низкой задержкой ULLRC (Ultra Low Latency Reliable Communication) и массовые межмашинные коммуникации мMTC (massive Machine Type Communication) нуждаются в улучшении.
Хотя 5G все еще находится на ранних стадиях внедрения, исследователи и лидеры отрасли уже работают над стандартом 6G. Особое внимание уделяется высокой пропускной способности и надежности сетей.
Одной из главных характеристик 6G является использование терагерцового диапазона (ТГц). Он обеспечивает более широкую полосу пропускания по сравнению с миллиметровыми волнами (5G) и имеет более благоприятные параметры распространения. Применение в стандарте связи шестого поколения технологий MIMO (Multiple-Input Multiple-Output), OFDM (Orthogonal Frequency-Division Multiplexing) и NOMA (Non-Orthogonal Multiple Access), в теории смогут обеспечить пиковое значение скорости передачи данных в один терабит в секунду с задержкой в одну микросекунду, гарантируя высокую емкость канала связи, такие характеристики находятся за рамками возможностей 5G. Базовыми диапазонами 6G станут субтерагерцовые и миллиметровые частоты, в то время как полоса нижнего ТГц-диапазона (от 0,3 ТГц до 1,0 ТГц) рассматривается для передачи данных короткими пакетами на ограниченные расстояния, что применимо для использования внутри помещений или в каналах связи между мобильными устройствами без прохождения через базовую станцию (Device-to-Device, D2D).
Такой уровень пропускной способности и задержки повысит производительность существующих приложений 5G и расширит возможности для поддержки новых и инновационных приложений в области беспроводной связи, распознавания и визуализации.
На сегодняшний день рассматриваются несколько основных сценариев применения беспроводных сетей 6G:
Искусственный интеллект. При разработке существующих беспроводных систем связи, в том числе и 5G, использование возможностей ИИ не учитывалось.
ИИ является новым инструментом для беспроводной связи. Его применение способно оптимизировать планирование мобильных сетей, повысить их производительность за счет снижения энергопотребления или профилактического обслуживания с целью предупреждения сетевых аномалий, а также позволит сократить капитальные затраты и операционные расходы. При разработке технологий 6G, искусственный интеллект будут внедрять на самых ранних этапах формирования этой концепции.
Подключенные машины и механизмы. К 2030 году количество мобильных устройств по всему миру превысит 125 миллиардов. Всевозможные механизмы – автомобили, беспилотные летательные аппараты (БПЛА), бытовая техника, интеллектуальные датчики и т.д. будут подключены к беспроводной сети. А всего число устройств подключенных к беспроводной сети достигнет 500 миллиардов. Гаджеты будут представлены разными форм-факторами от устройств дополненной (Augmented Reality, AR) и виртуальной реальности (Virtual Reality, VR) до голографических.
Расширенная реальность (EXtended Reality, XR), которая объединяет дополненную (AR), виртуальную (VR) и смешанную реальность (Mixed Reality, MR), открывает новые возможности в таких областях, как развлечения, медицина, наука, образование и промышленное производство.
В настоящее время, в рамках игровой индустрии это уже технически осуществлено благодаря чипсету Qualcomm Snapdragon XR2, который совмещает в себе 5G модем и специализированный XR процессор с поддержкой ИИ, реагирующим на мимику «пилота». Но потенциал этой технологии сильно ограничен возможностями беспроводных сетей и вычислительными ресурсами устройств. Компании, развивающие эту технологию, предлагают переместить вычислительные мощности на высокопроизводительные устройства или облачные сервера с искусственным интеллектом.
Высокоточные мобильные голограммы позволят передавать физические жесты и выражение лица через голографический дисплей. Создание голограмм в режиме реального времени, требует высокой скорости передачи данных, которую в настоящее время не могут обеспечить 5G-сети. Но развитие 6G, с интегрированным ИИ, позволят голографическим дисплеям использовать высокоэффективные алгоритмы сжатия, восстановления и визуализации данных.
Тактильный Интернет и тактильная коммуникация.
Одним из наиболее перспективных сценариев 6G является развитие тактильного Интернета, обеспечивающего тактильную коммуникацию. Эта технология позволит пользователям удаленно испытывать физические ощущения посредством прикосновения, открывая возможности для приложений в здравоохранении, образовании, играх и других сферах. Хирурги смогут проводить дистанционные операции с помощью тактильной обратной связи, студенты смогут чувствовать предметы в виртуальных классах, а геймеры смогут испытать новый уровень погружения благодаря реалистичным ощущениям от прикосновений.
Мягкий робот. Мягкая робототехника представляет собой экстраординарное решение для любого применения, предполагающего тесный контакт с человеком.
Мягкие роботы состоят из мягких материалов, подобных тканям живых организмов, соответствующих биологической материи (коже и тканям человека. Более того, в мягких роботах используются материалы, способные менять свою форму и жесткость, но при этом адаптированные к тесному контакту с человеком: удобные, достаточно мягкие, чтобы предотвратить травмы, биосовместимые и податливые. Эти особенности приведут к появлению множества новых технологий в широком спектре социальной, научной и промышленной деятельности в будущем.
В частности, мягкие роботы могут использоваться для «захвата» хрупких товаров (например, яиц), обнаружения слишком спелых или испортившихся продуктов, перестановки контейнеров неправильной формы, комплектации продуктовых корзин. Основным перспективным направлением применения мягкой робототехники является сфера медицины, в том числе минимально инвазивная хирургия в купе с тактильным Интернетом и тактильной коммуникацией. Преимущество использования таких таких технологий при проведении операций заключается в том, что они снижают риск развития осложнений и занесения инфекций, а также сокращают период восстановления. Мягкие роботы, также могут использоваться для обследования и восстановления внутренних органов, реабилитации функций верхних и нижних конечностей. Уже изобретены роботизированная перчатка для хватания предметов и экзокостюм, облегчающий процесс ходьбы и бега. Еще одна сфера применения мягких роботов — космические исследования. Например, в Национальном управлении по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА) работают над созданием устройств из силикона, которые можно будет использовать для изучения жизни на других планетах.
Больше полезной информации об ИТ и ИБ — в наших соцсетях:
Telegram
ВКонтакте
Одноклассники
vc.ru