KI, 6G und das Metaverse? Irlands Donli veröffentlicht die neueste Rezension zu „Künstliche Intelligenz, 6G und das Metaverse: Grundprinzipien, Herausforderungen und zukünftige Forschungstrends“

Seit Facebook in Meta umbenannt wurde, hat die Aufmerksamkeit, Debatte und Erkundung darüber, was das Metaverse ist, wie es funktioniert und welche Möglichkeiten es gibt, es zu nutzen, zugenommen.

Das Metaverse wird voraussichtlich ein sich schnell entwickelndes Kontinuum von Technologien, Anwendungsfällen, Fähigkeiten und Erfahrungen sein, die die nächste Entwicklung des Internets ausmachen werden.

Zu diesem Zweck bietet die South East University of Technology in Irland einen umfassenden und detaillierten Überblick über KI, 6G und die Rolle beider bei der Verwirklichung des immersiven Erlebnisses des Metaversums.

Papieradresse: https://arxiv.org/abs/2208.10921

Zunächst stellt der Autor die Hintergründe und Fortschritte von Augmented Reality (AR), Virtual Reality (VR), Mixed Reality (MR) und Spatial vor Computing und stellte dann die technischen Aspekte von KI und 6G vor. Anschließend untersucht der Autor die Rolle der KI im Metaversum, indem er modernste Technologien in den Bereichen Deep Learning, Computer Vision und Edge AI untersucht.

Als nächstes untersuchte der Autor die vielversprechenden Dienste von B5G/6G für das Metaverse und ermittelte dann die Rolle der KI im 6G-Netzwerk und die Rolle der KI im 6G-Netzwerk zur Unterstützung von Metaverse-Anwendungen. Abschließend beschreiben die Autoren bestehende und potenzielle Anwendungen, Anwendungsfälle und Projekte, um die Bedeutung des Fortschritts im Metaverse hervorzuheben.

Um den Forschern darüber hinaus potenzielle Forschungsrichtungen aufzuzeigen, zählen die Autoren außerdem die Herausforderungen, Forschungslücken und Lehren auf, die aus der Literaturrecherche zu den oben genannten Technologien gezogen wurden.

Einführung

Im Jahr 2021 begann das Metaverse, die reale Welt zu beeinflussen, aufgrund von: i) dem pandemischen Lebensstil und ii) Meta, Amazon, Apple, Netflix und Google (MAANG) veröffentlichten Metaverse-bezogene Versionen für ihre Benutzerfunktionen und Projekte.

Seitdem hat das Metaverse absolute Aufmerksamkeit in Wissenschaft und Industrie erlangt. Zum gegenwärtigen Zeitpunkt kann das Metaversum allgemein als ein Pool des erweiterten Realitätsraums (XR) betrachtet werden, in dem Menschen und ihre digitalen Gegenstücke auf vollständig immersive Weise interagieren.

Laut einer aktuellen Umfrage glauben die meisten Technologieexperten, dass der Betrieb des Metaversums bis 2040 vollständiger und nahtloser sein wird und Menschen auf der ganzen Welt in der Lage sein werden, vollständig an seinen vollständig immersiven Funktionen als Teil ihres täglichen Lebens teilzunehmen ein integraler Bestandteil des Lebens.

Im Wesentlichen soll das Metaverse alle wichtigen Aspekte des Cyberspace oder des World Wide Web integrieren, wie B5G/6G, Cloud- und Edge-Computing, soziale Medien, Online-Gaming, Augmented Reality (AR), Virtual Reality (VR), Plattformen und Anwendungen für Kryptowährung und künstliche Intelligenz (KI), maschinelles Lernen (ML) und Deep Learning (DL) ermöglichen Benutzern die virtuelle Interaktion.

Einige frühe Anwendungen des Metaversums, wie Roblox, VRChat, Zepeto oder Second Life, ermöglichen es Benutzern bereits, in „anderen“ oder simulierten Leben zu leben, etwa um Freunde zu finden und Kontakte mit neuen virtuellen Charakteren zu knüpfen. Diese Plattformen umfassen bereits AR, VR und MR als mehrere Elemente des Metaverse.

Virtual-Reality-Technologie nutzt verschiedene Software- und Kommunikationsgeräte wie Head-Mounted-Displays (HMDs), um die reale Welt um den Benutzer herum durch computergenerierte digitale Szenen zu ersetzen. In AR werden die virtuelle Welt und die reale Welt nahtlos miteinander verbunden, um neue interaktive Erlebnisse zu schaffen. Schließlich entstand MR als eine Kombination aus AR und VR und den ihnen zugrunde liegenden Technologien.

Es ist erwähnenswert, dass die Popularität dieser Technologien dazu geführt hat, dass AR- und VR-Geräte zu angemessenen Preisen beliebt sind und gleichzeitig die Qualität der Benutzererfahrung (QoE) kontinuierlich verbessert wird.

Um jedoch die Rechenleistung und Kommunikationsgeschwindigkeit zu erreichen, die für VR-Dienste erforderlich sind, um ein reibungsloses und immersives Erlebnis zu bieten, müssen Benutzer bei den meisten HMDs immer noch eine Verbindung zu einem PC oder einer Spielekonsole herstellen. Das einzige Gerät, das diesen Fesseln entkommen kann, ist Metas Oculus Quest. In den nächsten Jahren wird es viele Verbesserungen bei visuellen Inhalten und verbindungsfreien Erlebnissen auf Mobilgeräten geben, da Prozessoren schneller werden und drahtlose Kommunikationstechnologien latenzfrei werden.

Insbesondere mit der Präsenz von 5G wird die Anzahl der mit dem Netzwerk verbundenen Geräte zunehmen, was tiefgreifende Auswirkungen auf das Wachstum des Metaversums haben wird. 5G ermöglicht Echtzeitkommunikation und Informationsaustausch zwischen allen angeschlossenen Geräten mit geringer Latenz.

Natürlich bietet 5G höhere Geschwindigkeiten als 4G, aber am wichtigsten ist, dass es neben der Geschwindigkeit noch eine Reihe weiterer Vorteile bietet. Insbesondere können Metaverse-Entwickler von der geringen Latenz von 5G profitieren, indem sie Anwendungen erstellen, die 360°-Inhalte nahezu in Echtzeit streamen.

Das Metaverse wird auch den Entwicklungstrend menschenzentrierter/datenzentrierter intelligenter Systeme fördern. Dieser Trend hat den bestehenden 5G-Kommunikationssystemen viele Einschränkungen auferlegt und sie weniger effizient und unzuverlässig gemacht.

Wenn man beispielsweise die Latenzanforderung von 0,1 ms für haptikbasierte Metaverse-Anwendungen wie Teleportation oder Teleoperation berücksichtigt, kann 5G nur eine Luftschnittstellenlatenz von weniger als 1 ms bereitstellen, was für solche Anwendungen unbedeutend ist.

Darüber hinaus ist der mobile Datenverkehr laut Cisco in den letzten 5 Jahren um das 17-fache gewachsen und wird voraussichtlich weiter zunehmen. Insbesondere wird der 5G-Verkehr bis 2022 12 % des gesamten weltweiten Mobilfunkverkehrs ausmachen.

5G-Netzwerke sind so konzipiert, dass sie ein breites Spektrum abdecken, beispielsweise Millimeterwellen (bis zu 300 GHz), und daher große Mengen an drahtlosem Datenverkehr bewältigen können.

Da das Metaverse einige Anwendungen bringen wird, die möglicherweise höhere Datenraten als Tbit/s erfordern, ist dies bei mmWave-Systemen wie Holographic Presence (HT), Tactile Sensory Communication, Brain-Computer Interface (BCI) und XR unwahrscheinlich. Um das Ziel von Tbit/s-Datenraten zu erreichen, begannen Forscher daher, das Terahertz-Frequenzband (THz) (0,1–10 THz) zu erforschen.

Das 6G-Kommunikationssystem soll eine Datenrate von 1 Tbit/s bieten und mit einer Bandbreite von 3 GHz arbeiten, um datenintensive Anwendungen wie Online-Spiele, hochauflösende Video-Liveübertragungen, holografische Inhaltsübertragung und Echtzeit-Avatar-Interaktion zu unterstützen . 6G wird außerdem eine flächendeckende Abdeckung und extrem niedrige Latenzzeiten (weniger als 1 ms) bieten und Mobilitätsfähigkeiten von etwa 100 km/h durch die Integration von Weltraum-, Luft-, Boden- und Ozeannetzwerken unterstützen.

Allerdings werden Metaverse-Anwendungen wie virtuelle Bildung und Schulung, präzise Navigation und Positionierung, immersive Spiele und Telemedizinanwendungen alle durch KI und 6G realisiert, was das Metaverse noch erfolgreicher macht. Insbesondere modernste Technologie im Bereich Computer Vision kann genutzt werden, um dreidimensionale animierte menschliche Modelle oder realistisch animierte Gesichter bereitzustellen oder sogar Hologramme zu erstellen.

Eine zentrale Herausforderung bei der Verwendung von 3D-Inhalten für Metaverse-Dienste ist jedoch die Skalierbarkeit der vorhandenen Infrastruktur. Der Aufstieg des Metaverse macht es daher von entscheidender Bedeutung, wichtige Tools und Infrastruktur zu entwickeln, die es Metaverse-Entwicklern ermöglichen, unabhängig von Plattform oder Zweck bessere und skalierbarere 3D-/AR-/VR-Erlebnisse zu erstellen.

Grundsätzlich müssen Forscher einen Schritt weg vom überwachten Lernparadigma der künstlichen Intelligenz machen und verschiedene Lernstrategien wie Verstärkungslernen und selbstüberwachtes Lernen übernehmen, um in der metaversen Umgebung zu skalieren. Darüber hinaus können die Edge-Computing-Funktionen von 6G-Netzwerken mit KI kombiniert werden, um Edge-Intelligenz bereitzustellen und so Netzwerklatenz und Datenschutzprobleme durch verbesserte QoE im Metaversum zu reduzieren.

Angetrieben von bestehenden Technologien und vorhersehbaren Herausforderungen untersuchen die Autoren die neuesten Technologien von KI und 6G im Kontext der Metawelt, um die folgenden Fragen zu beantworten: Wie können KI, 6G und die anhaltenden Fortschritte zwischen den genutzt werden? zwei, um ein besseres und nachhaltigeres Metawelt-Erlebnis zu bieten?

Aus der obigen Diskussion wird deutlich, dass sich einige der bestehenden Forschungsarbeiten auf eine sehr enge Perspektive von KI, 6G und verwandten Technologien konzentrieren, während andere die Rolle des Metaversums im Hinblick auf den sozialen, wirtschaftlichen und digitalen Wert untersuchen. Im Gegensatz dazu liefern die Autoren in dieser Rezension die folgenden Schlüsselbeiträge:

• Die Autoren beschreiben die zugrunde liegenden Komponenten des Metaversums, nämlich VR, MR, AR und Spatial Computing. Dieser Artikel bietet einen detaillierten Hintergrund zu den oben genannten Technologien, damit die Leser die technischen Aspekte und modernsten Techniken verstehen können, um ein vollständig immersives Metaversum zu ermöglichen.
• Der Autor gibt einen ausführlichen Überblick über die hochmoderne Technologie der künstlichen Intelligenz und untersucht die Rolle der künstlichen Intelligenz bei der Verwirklichung des Metaversums. Im Wesentlichen definieren die Autoren die Rolle der künstlichen Intelligenz in der Schichtarchitektur des Metaverses, gefolgt von modernsten Techniken für Computer-Vision-Anwendungen, Lernparadigmen und Edge-KI für das Metaverse.
• Der Autor erklärt die Rolle von B5G/6G bei der Realisierung des Metaversums, indem er zunächst die folgenden Schlüsselfragen beantwortet: i) Benötigt B5G/6G eine Stunde ii) Welche Dienste kann B5G/6G als Nächstes in das Metaversum einbringen? Insbesondere 5G-NR, URLLC, mmWave, MEC, thzcomm und ihre Interaktionen besprechen die Autoren die neuesten Technologien für immersive Erlebnisse und drahtlose holografische Telepräsenz.
• Der Autor berücksichtigt auch die kombinierte Rolle von KI und 6G bei der Verwirklichung des Metaversums. Grundsätzlich untersuchen die Autoren das Potenzial von KI für 6G-Netze und 6G-Netze für KI-gestützte Metaversen. Als nächstes wird der Autor die Nachhaltigkeit des Metaversums im zuvor erwähnten technologischen Kontext untersuchen, gefolgt von möglichen Anwendungen und Anwendungsfällen sowie laufenden Projekten. Abschließend schlagen die Autoren Herausforderungen und zukünftige Forschungsrichtungen sowie Lehren aus dieser Untersuchung vor. ​

Der Begriff „Metaverse“ ist eine Kombination aus dem Präfix „meta“ (bedeutet „jenseits“) und dem Suffix „verse“ (Abkürzung für „Universum“). Daher bezieht es sich auf das Universum jenseits der physischen Welt. Dieses „transzendente Universum“ bezieht sich eher auf eine computergenerierte Umgebung als auf einen metaphysischen oder mystischen konzeptuellen Bereich jenseits der physischen Realität.

Das Metaverse ist eine vollständig immersive dreidimensionale digitale Umgebung, im Gegensatz zum Cyberspace, der sich auf alle Online-Räume bezieht.

Das Metaversum bezieht sich auf die Transformation der physischen Realität in den digitalen Bereich, es kann sich also um eine Mischung aus physischer Realität und digitalem Bereich wie AR, VR, MR handeln.

Nachhaltiges Metaverse

Referenz: https://arxiv.org/abs/2208.10921

Das obige ist der detaillierte Inhalt vonKI, 6G und das Metaverse? Irlands Donli veröffentlicht die neueste Rezension zu „Künstliche Intelligenz, 6G und das Metaverse: Grundprinzipien, Herausforderungen und zukünftige Forschungstrends“. Für weitere Informationen folgen Sie bitte anderen verwandten Artikeln auf der PHP chinesischen Website!