نگاهی به تلاش‌های دولت‌ها و شرکت‌های بزرگ در دستیابی سریع به 6G

 در سال 2021 میلادی، دو دانشگاه بریتانیایی، بریستول و کینگز کالج لندن، در قالب یک طرح ابتکاری، یک مرکز تحقیقاتی مجازی را برای تمرکز بر پژوهش‌های در حال انجام پیرامون 6G راه‌اندازی کردند که هدفش پیشبرد هماهنگ تحقیقات در این زمینه است. در این پروژه تحقیقاتی، شرکت‌هایی از کشورهای فنلاند، سنگاپور، ایالات متحده، بریتانیا، ژاپن، کره جنوبی حضور دارند. شرکت‌هایی مثل LG، KDDI، اریکسون و دانشگاه MIT از جمله دیگر مشارکت‌کنندگان هستند که هر یک جنبه‌های مختلفی از این فناوری را مورد بررسی قرار می‌دهند. در همین حال، مرکز تحقیقاتی دیگری در تگزاس با مشارکت سامسونگ، AT&T، انودیا، کوال‌کام و InterDigital و مراکز تحقیقاتی دیگری در درسدن و مونیخ با بودجه دولت آلمان راه‌اندازی خواهند شد. 

به موازات آن، کمیسیون اروپا به‌همراه انجمن زیرساخت نسل پنجم شبکه‌‌های ارتباطی (5G Infrastructure Association) اروپا در ژوئن 2021 میلادی تفاهم‌نامه‌ای امضا کردند تا در قالب یک پروژه مشترک اروپایی 900 میلیون یورو در زمینه شبکه‌ها و خدمات هوشمند (SNS) سرنام Smart Networks and Services  سرمایه‌گذاری کنند. پروژه‌ای که هدفش تحقیق و عملیاتی کردن طرح‌های نوآورانه در زمینه 6G است. این پروژه تحقیقاتی قرار است نقشه‌ راه استقرار نسل ششم شبکه‌های ارتباطی در اروپا را مشخص کند. اولین فراخوان‌ به‌منظور دریافت طرح‌های برتر تحقیقاتی از سوی سازمان‌ها و موسسات فعال در سال 2021 میلادی برگزار شد و قرار است روند بررسی نهایی و کار روی طرح‌های منتخب در سال 2023 میلادی آغاز شود.  انجمن 5G IA در سال 2022 میلادی مقاله‌ای منتشر کرد و در آن حوزه‌های کلیدی مرتبط با 6G را مشخص کرد تا پژوهشگران و فعالان این صنعت چشم‌انداز دقیقی درباره اهداف کلی و نقشی که 6G قرار است در سال 2030 میلادی در جامعه بازی کند، در اختیار داشته باشند. پرسش مهم این است که چرا شرکت‌ها و بزرگان این حوزه بر انجام تحقیقات هدفمند تاکید دارند؟ پاسخ روشن است. آن‌ها به دنبال همگرایی بین دنیای دیجیتال، فیزیکی و شخصی‌سازی سرویس‌ها و محصولات تا سال 2030 میلادی هستند. به بیان دقیق‌تر، نسل ششم شبکه‌های ارتباطی تنها یک شبکه سلولی ساده همانند اسلاف خود نخواهد بود و قرار است ما را به عصر جدید انقلاب صنعتی چهارم وارد کند. عصری که در آن واقعیت مجازی به یکی از ملزومات عادی زندگی انسان‌ها تبدیل خواهد شد. علاوه بر این، 6G تاکید خاصی بر دستیابی به کربن صفر دارد که اتحادیه اروپا به‌شکل جدی روی آن تاکید دارد و در نظر دارد میزان انتشار گازهای گلخانه‌ای در این اتحادیه را تا سال 2050 به صفر برساند. 

مطلب پیشنهادی

افزایش سرعت و کاهش تاخیر تا یک‌هزارم ثانیه

نسل ششم شبکه‌های ارتباطی چه تحولاتی به وجود می‌آورد؟

حوزه‌های کلیدی 6G و دستیابی به معیارهای شاخص عملکردی 

همان‌گونه که اشاره شد، دانشگاه‌های بریستول و کینگز کالج لندن در سال 2021 میلادی یک مرکز تحقیقات مجازی را پیرامون 6G راه‌اندازی کردند. این مرکز تحقیقاتی مجازی که 6G Futures نام دارد، میزبان بیش از 400 متخصص مشهور از سراسر جهان است که در زمینه‌ شبکه‌های مخابراتی، امنیت سایبری، هوش مصنوعی، علوم انسانی دیجیتال، علوم اجتماعی و هنر صاحب تخصص هستند. بد نیست بدانید که این دو مرکز دانشگاهی در زمینه 5G نقش محوری داشتند و تحقیقات ارزشمندی در این زمینه انجام دادند. در حالی که هر دوی آن‌ها در زمینه هوش مصنوعی و یادگیری ماشین تخصص دارند، کینگز در مورد شبکه‌های سیار و دانشگاه بریستول در زمینه فناوری سیمی/بی‌سیم و لایه‌های شبکه نیز از وجود متخصصان مجرب بهره می‌برند. مدیریت این مرکز مجازی بر عهده پروفسور دیمیترا سیمونیدو (Dimitra Simeonidou)، مدیر آزمایشگاه اینترنت هوشمند دانشگاه بریستول و یکی از مدیران موسسه آینده دیجیتال بریستول، و پروفسور میشا دولر (Mischa Dohler)، استاد ارتباطات بی‌سیم کالج کینگز است. سیمونیدو در این باره می‌گوید: «6G ذاتا انسان‌محور خواهد بود و با ارائه اطلاعات حسی در زمان واقعی، پشتیبانی از فناوری‌های لمسی و هولوگرام، یک زنجیره فیزیکی سایبری ایجاد خواهد کرد. به بیان دقیق‌تر، باید بگوییم که نسل ششم شبکه‌های ارتباطی ما را به عصری خواهد برد که فراتر از پیش‌بینی‌های انجام شده است. این مسئله تنها در سایه استفاده از نیروهای متخصصی که قادر هستند طرح‌ها و دیدگاه‌ها را به راه‌حل‌های قابل قبول تبدیل کنند، امکان‌پذیر است». 

دولر در این باره می‌گوید: «ایجاد این مرکز، نقطه عطف تاریخی در بخش فناوری بریتانیا است. ما معماری‌های جدیدی را توسعه خواهیم داد، مکانیزم‌های تبادل اطلاعات را طراحی خواهیم کرد و سعی خواهیم کرد از ظرفیت‌های بالقوه فناوری‌هایی مثل هوش مصنوعی، محاسبات کوانتومی، زنجیره بلوکی و نمونه‌های مشابه در بهبود وضعیت اینترنت استفاده کنیم. با این‌حال، 6G قرار نیست تنها یک طرح فناوری خالص در حوزه شبکه‌های سلولی باشد، بلکه ما روی مشارکت طیف گسترده‌ای از متخصصان و شرکت‌ها تاکید داریم که نتیجه آن تاثیرگذاری مثبت بر جامعه خواهد بود». 

روسای سیمونیدو و دولر بر این نکته تاکید دارند که این مرکز، شکاف رهبری در زمینه 6G در بریتانیا را پر خواهد کرد. فیل تیلور، معاون پژوهشی و کارآفرینی دانشگاه بریستول می‌گوید: «این مرکز تحقیقاتی تمرکزش محدود بر 6G نخواهد بود، بلکه تلاش خواهد کرد راه‌حل‌های قابل استفاده در بخش‌های سلامت، انرژی و حمل و نقل را نیز توسعه دهد. این فرصتی را برای صنعت و همکاران بین‌المللی فراهم می‌کند تا از طریق جذب بهترین و باهوش‌ترین استعدادها، راه‌حل‌های تاثیرگذاری را ارائه کرده و آن‌‌ها را به نمونه‌های عینی تبدیل کنند».

رضا رضوی، پژوهش‌گر و معاون بخش تحقیقاتی دانشگاه کینگز، در این باره می‌گوید: «اگر قرار است انگلستان نقش مهمی در تحقق ظرفیت بالقوه 6G بازی کند، ما به مرکز ملی نیاز داریم که بهترین استعدادها را در زمینه فناوری‌های ارتباطی گرد هم آورد. به‌طوری‌که متخصصان فعال در صنعت سایبری، هوش مصنوعی، علوم انسانی، دیجیتال، هنر و علوم اجتماعی در تعامل با یک‌دیگر باشند».

آلمان 70 میلیون یورو در مراکز تحقیقاتی 6G سرمایه‌گذاری می‌کند

در همین ارتباط، آلمان نیز چهار مرکز تحقیقاتی 6G را با سرمایه‌گذاری 70 میلیون یورویی طی چهار سال آینده تاسیس خواهد کرد. این طرح، ابتکار مرکز تحقیقاتی Fraunhofer Heinrich Hertz است که بازوی بخش تحقیقات و نوآوری آلمان است. این مراکز قرار است در درسدن و مونیخ ایجاد شوند. در مجموع حدود 50 شریک تحقیقاتی متشکل از پژوهش‌گران و فعالان صنعت در این چهار مرکز مشارکت خواهند داشت که هدف آن‌ها ارائه مجموعه‌ای از فعالیت‌های تحقیقاتی ملی به‌منظور ایجاد پایه‌های فناوری برای نسل‌های آینده ارتباطات سیار است. تمرکز اصلی روی توسعه و ابداع فناوری‌ها و مولفه‌های کلیدی است که اجازه خواهند داد آلمان و اروپا به فناوری‌های نوین دست پیدا کنند. پروفسور اسلاومیر استانچاک (Slawomir Stanczak) از مرکز تحقیقاتی Fraunhofer HHI که نقش هماهنگ‌کننده این مراکز تحقیقاتی را دارد، در این باره می‌گوید: «در کنسرسیوم 6G-RIC، می‌توانیم از وجود متخصصان در پروژه‌های تحقیقاتی مختلف استفاده کنیم و طرح‌های برتر را به‌شکل عملیاتی پیاده‌سازی کنیم. در این مرکز تمرکز ما روی ارتباطات سیار، هوش مصنوعی، انتقال و فشرده‌سازی داده‌های فیبر نوری خواهد بود. با گردهم‌آوردن شرکای با تجربه و میان‌رشته‌ای در این مراکز تحقیقاتی، می‌توانیم جایگاه آلمان در زمینه 6G را تقویت کنیم». 

مرکز 6G-Life تمرکزش بر همکاری انسان و ماشین خواهد بود و پژوهش‌هایی در مورد اینترنت لمسی، شبکه‌های ارتباطی، ارتباطات کوانتومی، نظریه پساشانون (post-Shannon)، هوش مصنوعی و پلتفرم‌های سخت‌افزاری و نرم‌افزاری تطبیقی و انعطاف‌پذیر را انجام خواهد داد. علاوه بر این، در زمینه مفاهیم نوینی مثل امنیت (ارتباطات کوانتومی، امنیت پسا کوانتومی) و کاهش تاخیر در شبکه‌های ارتباطی متمرکز خواهد بود. یکی دیگر از جنبه‌هایی که 6G-Life روی آن متمرکز خواهد بود، اکوسیستم استارتاپی آلمان است. هدف این مرکز، راه‌اندازی حداقل 10 استارت‌آپ جدید در چهار سال اول و افزایش نرخ مشارکت حداقل 30 استارتاپ در این هاب است. 

مشارکت فنلاند، سنگاپور و ژاپن روی 6G

شرکت فنلاندی 6G Flagship از اولین شرکت‌هایی بود که روند کار روی 6G را آغاز کرد. این شرکت به‌تازگی خبر از همکاری با مرکز تحقیقات و توسعه ارتباطات آینده سنگاپور (FCP) در زمینه 6G داده است. مرکز تحقیقاتی FCP واقع در دانشگاه فناوری و طراحی سنگاپور (SUTD) است که در ماه جولای با سرمایه‌گذاری 70 میلیون دلاری آمریکا به‌عنوان بخشی از طرح تحقیقی، نوآوری و سازمانی این کشور، فعالیت در زمینه 6G را آغاز کرد.  پروفسور ماتی لاتوآهو (Matti Latva-aho)، در این باره می‌گوید: «توسعه فناوری‌های پیشرفته در مقیاس جهانی، مثل 6G به همکاری بین‌المللی نیاز دارد. بنابراین، مشارکت با کشورهای پیشرو برای موفقیت در این زمینه حیاتی است». 

علاوه بر این، دولت فنلاند تفاهم‌نامه‌ای با کنسرسیوم ترویج Beyond 5G که زیرمجموعه وزارت امور داخلی و ارتباطات ژاپن است به امضا رسانده تا همکاری متقابل در زمینه توسعه 6G انجام دهند. سازمان‌های اصلی عضو کنسرسیوم Beyond 5G شامل چند شرکت مخابراتی ژاپنی، اپراتورها و SoftBank است. پروفسور ماتی لاتوآهو می‌گوید: «ژاپن یک بازیگر بزرگ جهانی در توسعه فناوری‌های سیار بی‌سیم است و به سود فنلاند است که با ژاپن در زمینه توسعه 6G مشارکت داشته باشد. در همین ارتباط، ژاپن در سال گذشته میلادی، سرمایه‌گذاری 2 میلیارد دلاری در توسعه فناوری‌های 6G انجام داده است».

اریکسون و MIT در زمینه لیتیونیک (Lithionics) و دستگاه‌های انرژی صفر (Zero-Energy) با یک‌دیگر همکاری می‌کنند

MIT و اریکسون در حال همکاری روی دو پروژه تحقیقاتی بزرگ در زمینه طراحی سخت‌افزارهای پیشرفته هستند که می‌تواند تاثیر شگرفی بر شبکه‌های 5G و 6G داشته باشد. این پروژه تحقیقاتی شامل ساخت دستگاه‌های مبتنی بر لیتیونیک است که در زمینه محاسبات عصب‌گون قابل استفاده است که نویدبخش طراحی الگوریتم‌های هوش مصنوعی است که قادر هستند به‌شکل کارآمدتری از انرژی استفاده کنند.  این دو شرکت در تلاش برای ساخت سخت‌افزارهای پیشرفته‌ای به‌نام دستگاه‌های با انرژی صفر هستند که قادر به دریافت مستقیم انرژی از سیگنال‌های رادیویی و برقراری اتصال به شبکه‌های سیار هستند.  

شبکه‌های سیار با ویژگی‌های جدید ساختارهای پیچیده‌ای خواهند داشت که روند مدیریت آن‌ها را برای اپراتورهای شبکه سخت می‌کند. اریکسون در حال تحقیق بر روی شبکه‌های شناختی است که به هوش مصنوعی متکی هستند تا عملیات شبکه به‌شکل ایمن، خودکار و داده‌محور انجام شود. برای بهبود توان محاسباتی، سرعت و عملکرد انرژی شبکه‌های شناختی، پژوهشگاه اریکسون و آزمایشگاه تحقیقات مواد MIT در حال کار روی طرح‌های جدیدی در زمینه تراشه‌های لیتیونی هستند که امکان استفاده از آن‌ها در حوزه محاسبات عصب‌گون وجود دارد؛ تراشه‌هایی که قادر هستند پردازش هوش مصنوعی را با صرف انرژی کمتری انجام دهند. در صورتی که طرح این دو شرکت با موفقیت به سرانجام برسد، شبکه‌های کاملا شناختی با کاهش پیچیدگی‌های عملیاتی و مصرف حداقل انرژی در مقایسه با امروز قابل استفاده خواهند بود. 

دانشگاه تگزاس، سامسونگ، انویدیا و کوالکام مشارکت در زمینه تحقیقات 6G را آغاز کرده‌اند

دانشگاه تگزاس در آستین، مرکز 6G@UT را راه‌اندازی کرده است. یک مرکز تحقیقاتی جدید که تمرکزش بر استفاده از 6G در دنیای صنعت است. بنیان‌گذاران این مرکز تحقیقاتی Samsung، AT&T، Nvidia، Qualcomm و InterDigital هستند که هر کدام حداقل دو پروژه را به مدت سه سال در این مرکز تامین مالی خواهند کرد. محققان این شرکت‌ها در کنار اعضای هیئت علمی دانشگاه آستین تگزاس و دانشجویان برتر این دانشگاه روی توسعه الگوریتم‌های یادگیری ماشین قابل استفاده در حوزه شبکه‌های بی‌سیم، فناوری‌های حسگر پیشرفته و نوآوری‌ در حوزه 6G کار خواهند کرد. 

جفری اندروز (Jeffrey Andrews)، پروفسور دپارتمان مهندسی برق و کامپیوتر دانشگاه آستین تگزاس و مدیر این مرکز، می‌گوید: «ترکیب قابلیت‌های تجهیزات حسی با نسل ششم شبکه‌های ارتباطی و هوش مصنوعی به ما اجازه می‌دهد برای اولین بار به هوش بومی دست پیدا کنیم و بتوانیم تحول بزرگی در شبکه به‌وجود آوریم و خدمات باورنکردنی در اختیار کاربران قرار دهیم». چهار محور اصلی تحقیقات 6G@UT به‌شرح زیر هستند:

•  به‌کارگیری یادگیری ماشین در بازه لایه‌های فیزیکی تا کاربردی
•  پژوهش‌های گسترده در مورد تجهیزات حسی با هدف موقعیت‌یابی جامع و آگاهانه
•  فعال‌سازی طیف‌ها و توپولوژی‌های جدید
•  اشتراک‌گذاری منابع انعطاف‌پذیر از جمله منابع طیفی و محاسباتی

گروه تحقیقاتی به دنبال دستیابی به بالاترین سطح از هم‌گرایی در ارتباط با ایده‌های نوآورانه هستند. به عبارت دیگر، استفاده از ابزارهای یادگیری ماشین برای سنجش جامع به‌منظور اشتراک‌گذاری کارآمد منابع، طیف و شکل‌دهی به پرتوهای جهت‌دار در دستور کار این گروه قرار دارد. همچنین، یک شبکه سلولی باز و نرم‌افزار-محور که بر مبنای پارادایم ORAN طراحی شده است، بستری کارآمد و پر‌سرعت برای تحقیقات عملی ارائه می‌کند و قادر است به بهترین شکل از مزایای یادگیری ماشین استفاده کند.