Φανταστείτε έναν κόσμο όπου ένα εξαιρετικά ευφυές ασύρματο σύστημα μπορεί να παρακολουθεί το περιβάλλον και να καταπολεμά τη ρύπανση, μπορεί να στείλει μια νηοπομπή για να μεταφέρει πολλά άτομα και μπορεί επίσης να βοηθήσει στην εύρεση μικρών παιδιών που λείπουν, επειδή μπορεί να αναγνωρίσει οποιονδήποτε, οπουδήποτε. Η έκτη γενιά ασύρματης σύνδεσης (6G) είναι προ των πυλών και ερευνητές στο Πανεπιστήμιο του Southern Illinois (SIU) στο Carbondale στις Ηνωμένες Πολιτείες μελετούν τους βασικούς συνδέσμους που το κάνουν να λειτουργεί.
Ο Gayan Aruma Baduge, αναπληρωτής καθηγητής στη Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών, Υπολογιστών και Βιοϊατρικής Μηχανικής στο SIU, ηγείται μιας διεθνούς ερευνητικής ομάδας που εργάζεται σε αυτήν την έρευνα. Η ομάδα έλαβε 1,13 εκατομμύρια δολάρια σε χρηματοδότηση. Τα μέλη της ομάδας περιλαμβάνουν το SIU και το Πανεπιστήμιο Villanova στις Ηνωμένες Πολιτείες, καθώς και το Πανεπιστήμιο Aalto στη Φινλανδία.
Το τριετές έργο στοχεύει στη μελέτη επικοινωνίας δεδομένων με τη βοήθεια τεχνητής νοημοσύνης και ενσωμάτωσης συστημάτων ανίχνευσης ραντάρ για την τεχνολογία 6G.
«Πρόκειται για μια μοναδική ερευνητική συνεργασία που συνδέει την Ευρωπαϊκή Ένωση και τις Ηνωμένες Πολιτείες, με έμφαση στην προώθηση του τομέα της τεχνητής νοημοσύνης και της ολοκληρωμένης ανίχνευσης και επικοινωνιών». είπε ο Baduge.
Εκτός από τις υπηρεσίες επικοινωνίας φωνής και δεδομένων που χρησιμοποιούνται επί του παρόντος, η τεχνολογία 6G αναμένεται να περιλαμβάνει λειτουργίες ανίχνευσης, όπως παρακολούθηση και χαρτογράφηση τοποθεσίας υψηλής ακρίβειας, απεικόνιση περιοχής και λειτουργία αυτόνομων οχημάτων, συμπεριλαμβανομένης της "πλατουνάδας", όπου υπάρχουν πολλά οχήματα. λειτουργούν μαζί ως ενιαία μονάδα.
Λύσεις 6G που βασίζονται σε AI
Καθοδηγούμενη και ελεγχόμενη από προηγμένη τεχνητή νοημοσύνη, η τεχνολογία θα μπορεί επίσης να εκτελεί νέες λειτουργίες που σχετίζονται με την επιτήρηση, συμπεριλαμβανομένης της ανίχνευσης των τύπων χειρονομιών ή δραστηριοτήτων που μπορεί να επιδείξουν οι άνθρωποι, καθώς και της αναγνώρισης του ατόμου που κάνει αυτές τις χειρονομίες ή δραστηριότητες. Αυτή η ικανότητα στο σύστημα έχει σχεδιαστεί για να εξάγει, να ταξινομεί και να προβλέπει τυπικές κινήσεις του ανθρώπινου σώματος, όπως η ορθοστασία, το κάθισμα, το περπάτημα, το άλμα, το χαμόγελο ή το κλάμα.
Το έργο του Baduge επικεντρώνεται στην ανάπτυξη της θεωρητικής βάσης για την τεχνολογία, στο σχεδιασμό ασύρματων συστημάτων ικανών να ενσωματώνουν κινητές επικοινωνίες και περιβαλλοντική απεικόνιση και αίσθηση σε μελλοντικά συστήματα. Η ενοποίηση του συστήματος θα βελτιώσει την αποτελεσματικότητα και τη λειτουργικότητα.
«Ένα ασύρματο σύστημα 6G με ενσωματωμένες δυνατότητες ανίχνευσης και επικοινωνίας μπορεί να χρησιμοποιηθεί για περιβαλλοντική παρακολούθηση, δίκτυα οχημάτων και τηλεπισκόπηση», λέει ο Baduge, «και θα διευκολύνει επίσης τη δημιουργία έξυπνων πόλεων βελτιώνοντας παράλληλα τη βιομηχανία, την κατασκευή και τη γεωργία».
Το κλειδί για να κάνει το 6G όλα όσα υπόσχεται είναι να εκμεταλλευτείτε τις ομοιότητες μεταξύ των υφιστάμενων συστημάτων ραδιοανίχνευσης και επικοινωνίας. Αυτά τα συστήματα μοιράζονται ή μοιράζονται φάσμα, αρχιτεκτονικές υλικού και αγωγούς επεξεργασίας πληροφοριών.
Ο Baduge ήθελε να σχεδιάσει μια δομή που θα συνδύαζε πιο επίσημα τα δύο συστήματα σε μια ενιαία πλατφόρμα υλικού χρησιμοποιώντας μια ενοποιημένη κυματομορφή και στρατηγική μετάδοσης ελεγχόμενη από AI. Ένα τέτοιο σύστημα θα είναι πιο ικανό να επεξεργάζεται σήματα από μια ποικιλία αισθητήρων, ενώ θα χειρίζεται επίσης κοινά κινητά τηλέφωνα και μεταδόσεις δεδομένων.
Ενοποίηση κυψελωτών επικοινωνιών και συστημάτων ανίχνευσης ραντάρ
Ιστορικά, τα ραδιοσυστήματα για κυψελοειδείς επικοινωνίες και ανίχνευση ραντάρ σχεδιάστηκαν και λειτουργούσαν ανεξάρτητα. Αυτά τα συστήματα χρησιμοποιούν διαφορετικές κυματομορφές, μη επικαλυπτόμενες ζώνες ραδιοφώνου και ξεχωριστές πλατφόρμες υλικού.
Το τρέχον σύστημα ασύρματης επικοινωνίας 5G τελευταίας τεχνολογίας έχει σχεδιαστεί και βελτιστοποιηθεί κυρίως για κινητές κυψελοειδείς επικοινωνίες. Ωστόσο, η ζήτηση για υψηλότερους ρυθμούς δεδομένων και τον αριθμό των συνδεδεμένων ασύρματων συσκευών αυξάνεται, και για να καλύψουν αυτή τη ζήτηση, οι μηχανικοί χρησιμοποιούν μεγάλες συστοιχίες κεραιών που λειτουργούν σε υψηλότερες συχνότητες.
«Το ηλεκτρομαγνητικό φάσμα, ή ραδιοφωνική ζώνη, για σκοπούς επικοινωνίας και ανίχνευσης είναι ένας εξαιρετικά σπάνιος και ακριβός πόρος», λέει ο Baduge, «και η ενοποίηση εργασιών επικοινωνίας και ανίχνευσης στην ίδια πλατφόρμα υλικού μπορεί να βελτιώσει σημαντικά την αποτελεσματικότητα». «Αυτός ο σχεδιασμός είναι επίσης πιο οικονομικός επειδή ο ακριβός εξοπλισμός ραδιοσυχνοτήτων μπορεί να επαναχρησιμοποιηθεί για σκοπούς επικοινωνίας και ανίχνευσης.
Προκλήσεις ένταξης
Η ενσωμάτωση δύο συστημάτων σχεδιασμένων για διαφορετικά πράγματα είναι πρόκληση λόγω των ανταγωνιστικών σχεδιαστικών στόχων της επικοινωνίας δεδομένων και των εργασιών ανίχνευσης ραντάρ.
«Εξαιτίας αυτού, συνιστούμε τη χρήση μιας σειράς εργαλείων όπως η θεωρία επικοινωνίας και πληροφοριών, η εκτίμηση και η ανίχνευση και η τεχνητή νοημοσύνη που βασίζεται σε δεδομένα για να ξεπεραστούν οι προκλήσεις του σχεδιασμού». είπε ο Baduge.
Ο Baduge ελπίζει ότι η έρευνα θα βοηθήσει στην ενσωμάτωση των δυνατοτήτων ραδιοανίχνευσης σε τεχνολογίες 6G, συμπεριλαμβανομένων συστημάτων κινητής επικοινωνίας, ασύρματων LAN και βιομηχανικών δικτύων IoT, διατηρώντας παράλληλα το κόστος χαμηλό και εξοικονομώντας φάσμα και υπολογιστική ισχύ.
