ما هو مدرج (وما هو غير موجود) في الجيل التالي من اتصالات الهاتف المحمول: هذا ما ستكون عليه الحياة بعد 10 سنوات بفضل 6G؟
يتوقع الجيل السادس 6G من التقنيات اللاسلكية مليارات الأجهزة المتصلة ويفتح الباب أمام إنترنت الحواس والتواصل الهولوغرافي إنترنت الأشياء وعصر جديد من الحوسبة، بفضل السرعة الرهيبة التي تبلغ 1 تيرابايت في الثانية وزمن انتقال 0.1 مللي ثانية.
تكاد الحياة المرسومة في الخيال العلمي أن تصبح حقيقة. ان العشرات من الأجهزة المتصلة في وقت واحد في كل منزل وفي كل مكان، وروبوتات متقدمة، ومراقبة حركة المرور واللوجستيات الفورية أو العمليات الصناعية، والتطبيب عن بعد، وطرق جديدة للتعليم، والتوائم الرقمية، وإنترنت الحواس ... قائمة التطبيقات المنتظرة 6G الجيل الجديد من التقنيات اللاسلكية ، 6G، لا نهاية له. في غضون عقد من الزمان، ستبدأ ثورة تكنولوجية جديدة بمليارات البشر والأجهزة والمركبات والروبوتات والطائرات بدون طيار. لقد بدأت بالفعل في اتخاذ الخطوات الأولى في عالم وجديد.
6G و الخيال العلمي إنترنت الأشياء
تجتمع الشركات متعددة الجنسيات التكنولوجية الرئيسية من الاثنين إلى 13 مايو في إشبيلية للاحتفال بطبعة جديدة من منتدى 5G الجيل الخامس. وُلد هذا الجيل مع المطالبة بمزيد من السرعة والسعة: 20 غيغابايت في الثانية ورد الفعل في ميلي ثانية . لكن تطبيقاته ذهبت إلى أبعد من المتوقع. وبحسب ريكاردو ميدينا، المدير العام لمنظم اللقاء الدولي في العاصمة الأندلسية (ميديا ميديا إيفنتس)، "اتضح أن الخير الذي كان يمكن أن يكون لم يقدّر بما فيه الكفاية".
ان تطبيقات هذه التكنولوجيا موجهة إلى الحاضر مع التركيز على المستقبل القريب ، على الجيل السادس 6G ، والتي ستسمح بتبادل ما يصل إلى تيرابايت واحد في الثانية وزمن إنتقال (استجابة) يبلغ 0.1 ميلي ثانية. بالنسبة لتوم سفينسون، أستاذ نظم الاتصالات في جامعة تشالمرز للتكنولوجيا (السويد)، "التوقعات عالية و قائمة الرغبات طويلة". تشالمرز هو جزء من مجموعة من 25 كيانًا مشاركًا في مشروع البحث الأوروبي Hexa-X لتنفيذ الجيل الجديد.
الذكاء البشري في عالم 2030
ستسمح الاتصالات السريعة جدًا لـ 6G بدمج العالمين المادي والرقمي كما وعدت Metaverse، وهو الهدف الطويل المدى لمارك زوكربيرج ، مبتكر Facebook
يعتبر أعضاء هذه المجموعة أنه "على الرغم من أن الجيل الخامس 5G قد جعلت من الممكن استهلاك الوسائط الرقمية في أي مكان وفي أي وقت ، فإن تكنولوجيا المستقبل يجب أن تسمح لنا بالاندماج تمامًا في العوالم الافتراضية أو الرقمية ." ويشير الاتحاد إلى أنه "في عالم 2030، سيتم تعزيز الذكاء البشري من خلال الاقتران الوثيق والمتشابك بسلاسة مع الشبكات والتقنيات الرقمية.
مع التقدم في الذكاء الاصطناعي، يمكن للآلات تحويل البيانات إلى منطق وقرارات من شأنها أن تساعد البشر على فهم عالمنا بشكل أفضل والتصرف فيه.
حيث تتحول الآلات المنزلية والصناعية اليوم إلى أسراب من الروبوتات والطائرات بدون طيار متعددة الأغراض، يجب أن تصبح واجهات التفكير اللمسية [التفاعل باللمس] الجديدة والتفكير بين الإنسان والآلة للتحكم فيها من أي مكان جزءًا لا يتجزأ من الشبكة المستقبلية ".
6G وانترنت الحواس
يشير Svensson إلى أنه في السنوات العشر القادمة - "أو حتى قبل ذلك" ، كما يتوقع - 6G ستمكن إنترنت الحواس . "هذا يعني أننا سنكون قادرين على تجربة تطبيقات الانترنت باستخدام جميع الحواس البشرية الخمس، وليس فقط البصر والسمع كما هو الحال اليوم." ويضيف:
"وسوف يتم تمثيل منازلنا و مكاتبنا و مصانعنا ومدننا على خريطة تفاعلية يتم تحديثها باستمرار، وقادرة على التنبؤ بما سيحدث في العالم الحقيقي. سنكون قادرين على التواصل من خلال الصور المجسمة والعمل مع الأسطح الذكية الموضوعة في ثلاثة أبعاد مع معلومات حول تجاه الأشياء. "
ستجعل الصور المجسمة من الممكن التفاعل مع جميع أنواع الأشياء في أي مكان أو الاستمتاع بمشهد مستحيل، مثل حفلات Maria Callas التي أقيمت في المسارح حول العالم قبل عامين، أو لإعادة تكوين حضور الأحباء أو تكاد تقترب من الوجه. - لقاء وجهاً على بعد كيلومترات، مثل تجربة أول إنسان هوليود لاختبار التطبيب عن بعد في محطة الفضاء الدولية (ISS)، أو الذهاب إلى السوبر ماركت دون مغادرة المنزل أو المشاركة في العالم الموازي الذي تعد به metaverse .
"كل هذا سيكون ممكنًا"، وفقًا للعالم، "بفضل سرعات الإرسال العالية، والكمون المنخفض، والمعرفة بالبيئة، وتحديد المواقع والتوجيه ، والكشف المتكامل، وشبكة الشبكات، وقوة الحوسبة اللامركزية في شبكات الهاتف المحمول. يمكن أن تضمن 6G اتصالاً موفرًا للطاقة وموثوقًا وقويًا وآمنًا "
الجيل السادس 6G والطاقة
يوافق أكيهيرو ناكاو، أستاذ الهندسة في جامعة طوكيو وعضو فريق البحث الفنلندي والياباني على تطوير الجيل السادس: "لا يتعلق الأمر بسرعات أعلى واستجابة أسرع، على الرغم من أن هذه الأشياء ستتحسن. تتضمن أهداف 6G تحسينًا هائلاً في كفاءة الطاقة، والأمن القائم على ميكانيكا الكم، وتحسين الشبكة المدعوم بالذكاء الاصطناعي، والتكامل مع شبكات الأقمار الصناعية، والمزيد. بالنسبة إلى متطلبات الحياة اليومية، كل هذا يعني أن الأشخاص سيحظون بتجربة أكثر سلاسة في التواصل مع بعضهم البعض، فضلاً عن التفاعل مع الخدمات والأجهزة إنترنت الأشياء ".
انترنت الأشياء 6G والصحة.
يضيف أكيهيرو ناكاو أن "بعض مجالات الحياة التي يمكن أن تستفيد من 6G تشمل الرعاية الصحية، حيث يمكن لأجهزة الاستشعار المدمجة منخفضة الطاقة توصيل البيانات الصحية في الوقت الفعلي إلى الأطباء أو الأنظمة، أو حتى الاستجابة للكوارث، حيث يعني التكامل مع الأنظمة الأساسية للأقمار الصناعية أنه في حالة البنية التحتية تالفة، ويمكن الحفاظ على الاتصالات الأساسية ".
يحدد آندي موليش، أستاذ الهندسة الكهربائية وهندسة الكمبيوتر في جامعة جنوب كاليفورنيا فيتربي، ثلاثة تطبيقات تمثل تطور الجيل الجديد من الاتصالات: الإنترنت اللمسي ، والاتصالات الثلاثية الأبعاد ، والحوسبة المتطورة ، وهي بنية أساسية للحوسبة تعمل على تحسين كفاءة التطبيقات والأجهزة (إنترنت الأشياء) وخوادم الحافة المحلية. ووفقًا لموليش، فإن "هذه المجالات الثلاثة لديها القدرة على تغيير الاتصالات والصحة والنقل والتعليم والكثير من مجالات الحياة وغير ذلك."
من بين الإنجازات العظيمة الأخرى، وفقًا لأعضاء مشروع ENABLE-6G الأوروبي، بقيادة دومينيكو جوستينيانو وجورج ويدمر ، التوائم الرقمية. سيسمح هذا المفهوم، الذي يفترض التمثيل الافتراضي الدقيق لجسم مادي، بالبحث الطبي لتحديد التفاعل الجزيئي للعلاج قبل إدارته أو التدرب على التدخل الجراحي أو معرفة استجابة البنية التحتية أو توقع سلوك حركة المرور أو توقع نتيجة لعملية صناعية ، من بين آلاف التطبيقات الأخرى. هيونداي، من بين شركات أخرى ، تستخدم بالفعل أحدث تقنيات الواقع الافتراضي لتحويل تصميم السيارة الحديثة .
سيقومون أيضًا بتحسين أنظمة الموقع، وهي ضرورية للقيادة الذاتية للحالات والسيارات والطائرات أو العمليات الصناعية التي يتم التحكم فيها عن بعد بشكل عام. وفقًا لهينك ويميرش، أستاذ أنظمة الاتصالات في تشالمرز، فإن تقنية الهاتف المحمول الجديدة من الجيل السادس "ستوفر وظائف تحديد الموقع الجغرافي المعقدة بشكل متزايد بدقة تصل إلى أقل من سنتيمتر واحد ويعتبر هذا الأمر مميز بشكل كبير ".
ستتيح هذه التقنية أيضًا نقل متعدد القنوات للفيديو فائق الوضوح غير المضغوط، ونقل البيانات فائق السرعة والمسافات القصيرة بين الأجهزة ، فضلاً عن الاتصالات من رقاقة إلى شريحة.
كما يوضح Svensson، على المستوى الفردي، يفتح 6G الباب أمام إنترنت الحواس أو إنترنت الأشياء. وفقًا لماريانا أوبريست، أستاذة واجهات الحواس المتعددة في يونيفرسيتي كوليدج لندن، "على الرغم من أن التقنيات التفاعلية هي جزء أساسي في حياتنا اليومية، فإن تجربة المستخدم النموذجية تشمل فقط حواس البصر والسمع". ويضيف: "ومع ذلك"، فإن اللمس والذوق والشم لهما تأثير كبير على الصحة والسلامة والراحة والعمل والرفاهية العامة. لذلك، يمكن للتجارب متعددة الحواس، إذا تم تضمينها في التقنيات التفاعلية بطريقة سهلة الأستخدام، أن تفتح فرصًا جديدة تمامًا للمنتجات والتكنولوجيا والخدمات المميزة عالية الجودة".
المشروع الأوروبي وانترنت الحواس 6G
يعمل المشروع الأوروبي Sense X على تكامل هذه الحواس والأجهزة مثل Tasty Floats التي يجري توقيعها بالفعل، وهو نظام للتذوق يعتمد على مبدأ التحليق الصوتي. كما يوضح أوبريست، فإن هذا النموذج "يستخدم موجات صوتية عالية الكثافة لتعليق المادة ، في هذه الحالة جزيئات النكهة، في الهواء." "لقد طورنا جهازًا بدون تلامس يوفر محفزات الذوق في الهواء دون أي قيود. وبهذه الطريقة ، يكون للمستخدم الحرية في التفاعل مع المنبه باستخدام لسانه ". كما أنهم يعملون مع تنفيذ تقنية اللمس لتصميم تجربة متعددة الحواس. بهذا المعنى، اتخذ فريق بحثي من جامعة كيمنتس ودريسدن (ألمانيا) خطوة كبيرة إلى الأمام في تطوير جلود إلكترونية حساسة (الجلد الالكتروني) بشعر صناعي متكامل. الجلود الإلكترونية هي أنظمة إلكترونية مرنة تحاول محاكاة حساسية جلد الإنسان.
تحديات للوصول إلى الجيل السادس
هذا المستقبل القريب يجب أن يحل بعض التحديات. الأول هو أن إشارات 6G، لتحقيق معدلات بيانات تبلغ واحد تيرابايت في الثانية وأوقات استجابة منخفضة تصل إلى 0.1 مللي ثانية، يجب إرسالها في نطاق تيراهيرتز، الذي يتجاوز 300 جيجا هرتز.
هذا يعني أن عرض النطاق الترددي سيكون مرتفعًا جدًا جدا، ولكن أيضًا نطاق الإشارات سيكون قصيرًا جدًا ويمكن أن يتم حظره بواسطة الجدران والعوائق الأخرى. وهذا يعني وجود عدد أكبر من المحطات القاعدية، على الرغم من أنها ستكون أصغر، وأنواع جديدة من الهوائيات وعدد كبير منها لتوفير تغطية كافية في المدن .
الجيل السادس و الترددات العالية
كما يشرح آندي موليش، " عند الترددات العالية ، تصبح الموجات أكثر صعوبة في التعامل معها، مما يجعل من السهل فقدان الاتصال". "يجب أيضًا تطوير خوارزميات جديدة تسمح بالمعالجة على النطاق الترددي الجديد والأجهزة الجديدة تمامًا ( الأجهزة ). لا يزال هناك الكثير الذي نحتاج إلى فهمه قبل أن نبدأ في بناء أدوات عملية تعمل في هذا الفضاء، وأن نفهم الاتصال على هذه الترددات بما يكفي لجعل 6G حقيقة يومية ".
بالنسبة لسفينسون، في مواجهة هذا الإزعاج، يبدأ من ميزة: الجيل الجديد يولد بالذكاء الاصطناعي ودعم التعلم الآلي المتاح بالفعل إنترنت الأشياء .
تتطلب شبكات الجيل السادس 6G المستقبلية أيضًا اتصالات لاسلكية محسنة لتوفير استشعار دقيق للبيئة وتقليل صرف كبير في الطاقة بشكل كبير لكل جهاز من أجل تجنب الزيادة الهائلة في الاستهلاك الكلي للطاقة للشبكة.
يجري العمل من قبل تقنيتين رئيسيتين في هذا المجال: اتصال الضوء المرئي منخفض الطاقة (الذي يستخدم مصابيح LED لنقل البيانات عبر الطيف المرئي) والأسطح الذكية القابلة لإعادة التكوين (التي توفر إمكانات الاتصال على سطح الجدران والأشياء). وفقًا جورج ويدمر، الباحث الرئيسي في Enable 6G ، "سيؤدي تكامل الأسطح الذكية العاكسة (RIS) إلى تحسين قدرة الشبكة وتحمل أعلى فقدان الارتباط ، وبالتالي تحسين خدمات الهاتف المحمول للمستهلكين. التي يعتمد عليها المواطنون والصناعة."
أخيرًا ، يمثل تدفق البيانات تحديًا لضمان الخصوصية، حيث يتم العمل على آليات التعلم التلقائي التي تحافظ عليها، "للمشاركة مع البنية التحتية للشبكة"، كما يوضح جوستينيانو، "فقط البيانات الوصفية اللازمة لتوفير هذه الخدمات، مع حماية البيانات الشخصية ".