IA, 6G et métaverse ? L'Irlandais Donli publie la dernière revue sur « L'intelligence artificielle, la 6G et le métaverse : principes de base, défis et tendances futures de la recherche »

Depuis que Facebook a été renommé Meta, beaucoup d'attention, de débats et d'explorations se sont intensifiés sur ce qu'est le Metaverse, comment il fonctionne et les moyens possibles de l'exploiter.

Le Metaverse devrait être un continuum émergent de technologies, de cas d'utilisation, de capacités et d'expériences qui constitueront la prochaine évolution d'Internet.

À cette fin, l'Université de technologie du Sud-Est en Irlande propose un examen complet et approfondi de l'IA, de la 6G et du rôle des deux dans la réalisation de l'expérience immersive du métaverse.

Adresse papier : https://arxiv.org/abs/2208.10921

Tout d'abord, l'auteur présente le contexte et les progrès de la réalité augmentée (AR), de la réalité virtuelle (VR), de la réalité mixte (MR) et de la spatialisation. informatique , puis a présenté les aspects techniques de l'IA et de la 6G. L’auteur étudie ensuite le rôle de l’IA dans le métaverse en passant en revue les technologies de pointe en matière d’apprentissage profond, de vision par ordinateur et d’IA de pointe.

Ensuite, l'auteur a étudié les services prometteurs de B5G/6G pour le Metaverse, puis a déterminé le rôle de l'IA dans le réseau 6G, et le rôle de l'IA dans le réseau 6G pour prendre en charge les applications Metaverse. Enfin, les auteurs décrivent les applications, cas d'utilisation et projets existants et potentiels pour souligner l'importance du progrès dans le métaverse.

De plus, pour fournir aux chercheurs des orientations de recherche potentielles, les auteurs énumèrent les défis, les lacunes de la recherche et les leçons tirées de la revue de la littérature sur les technologies ci-dessus.

Introduction

En 2021, le Metaverse a commencé à avoir un impact sur le monde réel en raison de : i) le mode de vie pandémique, et ii) Meta, Amazon, Apple, Netflix et Google (MAANG) ont publié des versions liées au Metaverse pour les fonctionnalités de leurs utilisateurs et projets.

Depuis lors, le Metaverse a retenu l’attention absolue du monde universitaire et de l’industrie. À l’heure actuelle, le métaverse peut être généralement considéré comme un espace de réalité étendue (XR) où les humains et leurs homologues numériques interagissent de manière totalement immersive.

Selon une enquête récente, la plupart des experts en technologie estiment que d'ici 2040, le fonctionnement du Metaverse sera plus complet et plus fluide, et que les gens du monde entier pourront pleinement participer à ses capacités totalement immersives dans le cadre de leur vie quotidienne. une partie intégrante de la vie.

Essentiellement, le métaverse devrait intégrer tous les aspects importants du cyberespace ou du World Wide Web, tels que le B5G/6G, le cloud et l'informatique de pointe, les médias sociaux, les jeux en ligne, la réalité augmentée (AR), la réalité virtuelle (VR), Les plateformes et applications de crypto-monnaie et d’intelligence artificielle (IA)/machine learning (ML)/deep learning (DL) permettent aux utilisateurs d’interagir virtuellement.

Certaines premières applications du Metaverse, telles que Roblox, VRChat, Zepeto ou Second Life, permettent déjà aux utilisateurs de vivre dans des vies « différentes » ou simulées, comme se faire des amis et socialiser avec de nouveaux personnages virtuels. Ces plates-formes intègrent déjà AR, VR et MR comme plusieurs éléments du Metaverse.

La technologie de réalité virtuelle utilise divers logiciels et dispositifs de communication tels que des visiocasques (HMD) pour remplacer le monde réel autour de l'utilisateur par des scènes numériques générées par ordinateur. En RA, le monde virtuel et le monde réel sont parfaitement connectés pour créer de nouvelles expériences interactives. Enfin, la MR est apparue comme une combinaison de AR et VR et de leurs technologies sous-jacentes.

Il convient de noter que la popularité de ces technologies a rendu les appareils AR et VR populaires à des prix raisonnables tout en améliorant continuellement la qualité de l'expérience utilisateur (QoE).

Cependant, afin d'atteindre la puissance de traitement et la vitesse de communication requises pour que les services VR offrent une expérience fluide et immersive, la plupart des HMD nécessitent toujours que les utilisateurs se connectent à un PC ou à une console de jeu. Le seul appareil qui peut échapper à ces chaînes est l'Oculus Quest de Meta. Au cours des prochaines années, de nombreuses améliorations seront apportées au contenu visuel et aux expériences sans connexion sur les appareils mobiles, à mesure que les processeurs deviendront plus rapides et que les technologies de communication sans fil deviendront sans latence.

Surtout avec la présence de la 5G, le nombre d'appareils connectés au réseau va proliférer, ce qui aura un impact profond sur la croissance du Metaverse. La 5G permet une communication et un échange d'informations en temps réel entre tous les appareils connectés avec une faible latence.

Évidemment, la 5G offre des vitesses plus rapides que la 4G, mais surtout, elle offre une variété d'autres avantages au-delà de la vitesse. Plus précisément, les développeurs du Metaverse pourront bénéficier de la faible latence de la 5G en créant des applications qui diffusent du contenu à 360° en temps quasi réel.

Le Metaverse favorisera également la tendance au développement de systèmes intelligents centrés sur l’humain/centrés sur les données. Cette tendance a imposé de nombreuses limitations aux systèmes de communication 5G existants, les rendant moins efficaces et peu fiables.

Par exemple, compte tenu de l'exigence de latence de 0,1 ms pour les applications métavers basées sur l'haptique comme la téléportation ou la téléopération, la 5G ne peut fournir qu'une latence d'interface aérienne inférieure à 1 ms, ce qui est insignifiant pour de telles applications.

De plus, selon Cisco, le trafic de données mobiles a été multiplié par 17 au cours des 5 dernières années et devrait continuer de croître. En particulier, le trafic 5G représentera 12 % du trafic mobile mondial total d’ici 2022.

Les réseaux 5G sont conçus pour couvrir une large gamme de spectre, comme les ondes millimétriques (jusqu'à 300 GHz), et peuvent donc gérer de grandes quantités de trafic sans fil.

Étant donné que le métaverse apportera certaines applications pouvant nécessiter des débits de données supérieurs à Tbps, ce qui ne sera probablement pas le cas avec les systèmes mmWave, tels que la présence holographique (HT), la communication sensorielle tactile, l'interface cerveau-ordinateur (BCI) et XR. Par conséquent, pour atteindre l’objectif des débits de données Tbps, les chercheurs ont commencé à explorer la bande de fréquences térahertz (THz) (0,1-10 THz).

Le système de communication 6G devrait fournir un débit de données de 1 Tbps et fonctionner avec une bande passante de 3 Thz pour prendre en charge des applications gourmandes en données telles que les jeux en ligne, la diffusion vidéo haute définition en direct, la transmission de contenu holographique et l'interaction d'avatar en temps réel. . La 6G offrira également une couverture omniprésente et une latence ultra-faible (moins de 1 ms) et prendra en charge des capacités de mobilité d'environ 100 km/h en intégrant les réseaux spatiaux, aériens, terrestres et océaniques.

Cependant, les applications du Metaverse telles que l'éducation et la formation virtuelles, la navigation et le positionnement précis, les jeux immersifs et les applications de télémédecine seront toutes réalisées grâce à l'IA et à la 6G, rendant le Metaverse encore plus réussi. En particulier, les techniques de pointe en vision par ordinateur peuvent être utilisées pour fournir des modèles humains animés en trois dimensions ou des visages animés réalistes, voire pour créer des hologrammes.

Cependant, l’un des principaux défis liés à l’utilisation du contenu 3D pour les services Metaverse est l’évolutivité de l’infrastructure existante. L’essor du Metaverse rend donc essentiel le développement d’outils et d’infrastructures critiques qui permettent aux développeurs du Metaverse de créer des expériences 3D/AR/VR meilleures et plus évolutives, quels que soient la plate-forme ou l’objectif.

En principe, les chercheurs doivent s'éloigner du paradigme d'apprentissage supervisé de l'intelligence artificielle et adopter diverses stratégies d'apprentissage telles que l'apprentissage par renforcement et l'apprentissage auto-supervisé afin d'évoluer dans l'environnement métaverse. De plus, les capacités informatiques de pointe des réseaux 6G peuvent être combinées avec l’IA pour fournir une intelligence de pointe, réduisant ainsi la latence du réseau et les problèmes de confidentialité grâce à une QoE améliorée dans le métaverse.

En s'appuyant sur les technologies existantes et les défis prévisibles, les auteurs examinent les technologies de pointe de l'IA et de la 6G dans le contexte du métamonde pour répondre aux questions suivantes : Comment tirer parti de l'IA, de la 6G et des progrès continus entre le deux pour offrir une expérience métamonde meilleure et durable ?

Il ressort clairement de la discussion ci-dessus que certaines des recherches existantes se concentrent sur une perspective très étroite de l'IA, de la 6G et des technologies associées, tandis que d'autres étudient le rôle du métaverse en termes de valeur sociale, économique et numérique. En revanche, dans cette revue, les auteurs fournissent les contributions clés suivantes :

• Les auteurs décrivent les composants sous-jacents du métaverse, à savoir la VR, la MR, l'AR et l'informatique spatiale. Cet article fournit un contexte détaillé sur les technologies mentionnées ci-dessus afin que les lecteurs puissent comprendre les aspects techniques et les techniques de pointe pour permettre un métaverse totalement immersif.
• L'auteur propose une revue approfondie de la technologie de pointe de l'intelligence artificielle et examine le rôle de l'intelligence artificielle dans la réalisation du métaverse. Essentiellement, les auteurs définissent le rôle de l'intelligence artificielle dans l'architecture en couches du métaverse, suivi des techniques de pointe pour les applications de vision par ordinateur, des paradigmes d'apprentissage et de l'IA de pointe pour le métaverse.
• L'auteur explique le rôle du B5G/6G dans la réalisation du métaverse en répondant d'abord aux questions clés suivantes : i) Le B5G/6G prend-il une heure ii) Quels services le B5G/6G peut-il apporter au métaverse ? spécifiquement 5G-NR, URLLC, mmWave, MEC, thzcomm et leurs interactions, les auteurs passent en revue les dernières technologies pour les expériences immersives et la téléprésence holographique sans fil.
• L'auteur considère également le rôle combiné de l'IA et de la 6G dans la réalisation du métaverse. En principe, les auteurs étudient le potentiel de l’IA pour les réseaux 6G et des réseaux 6G pour les métavers compatibles avec l’IA. Ensuite, l'auteur étudiera la durabilité du métaverse dans le contexte technologique mentionné précédemment, suivi des applications et cas d'utilisation potentiels ainsi que des projets en cours. Enfin, les auteurs présentent les défis et les orientations futures de la recherche ainsi que les leçons tirées de cette enquête.

Le terme « Metaverse » est une combinaison du préfixe « méta » (qui signifie « au-delà ») et du suffixe « vers » (abréviation de « univers »). Il fait donc référence à l’univers au-delà du monde physique. Cet « univers transcendant » fait allusion à un environnement généré par ordinateur plutôt qu'à un domaine conceptuel métaphysique ou mystique au-delà de la réalité physique.

Le Metaverse est un environnement numérique tridimensionnel totalement immersif, contrairement au cyberespace, qui fait référence à tous les espaces en ligne.

Le métaverse fait référence à la transformation de la réalité physique en domaine numérique, il peut donc s'agir d'un mélange de réalité physique et de domaine numérique, comme AR, VR, MR.

Métaverse durable

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

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