AI, 6G, 그리고 메타버스? 아일랜드의 Donli는 '인공 지능, 6G 및 메타버스: 기본 원리, 과제 및 미래 연구 동향'에 대한 최신 리뷰를 게재합니다.

Facebook이 Meta로 이름이 변경된 이후 Metaverse가 무엇인지, 어떻게 작동하는지, 이를 활용할 수 있는 방법에 대해 많은 관심과 토론, 탐구가 강화되었습니다.

메타버스는 인터넷의 다음 진화를 구성할 기술, 사용 사례, 기능 및 경험의 빠르게 떠오르는 연속체가 될 것으로 예상됩니다.

이를 위해 아일랜드의 South East University of Technology는 메타버스의 몰입형 경험을 실현하는 데 있어 AI, 6G 및 두 가지의 역할에 대한 포괄적이고 심층적인 검토를 제공합니다.

논문 주소: https://arxiv.org/abs/2208.10921

먼저 저자는 증강현실(AR), 가상현실(VR), 혼합현실(MR) 및 공간의 배경과 진행과정을 소개한다. 컴퓨팅 을 설명한 다음 AI와 6G의 기술적 측면을 소개했습니다. 그런 다음 저자는 딥 러닝, 컴퓨터 비전 및 엣지 AI 분야의 최첨단 기술을 검토하여 메타버스에서 AI의 역할을 조사합니다.

다음으로 저자는 메타버스에 대한 B5G/6G의 유망 서비스를 조사한 후 6G 네트워크에서 AI의 역할과 메타버스 애플리케이션을 지원하는 6G 네트워크에서 AI의 역할을 결정했습니다. 마지막으로 저자는 메타버스에서 진행의 중요성을 강조하기 위해 기존 및 잠재적 응용 프로그램, 사용 사례 및 프로젝트를 설명합니다.

또한 연구자에게 잠재적인 연구 방향을 제공하기 위해 저자는 위 기술에 대한 문헌 검토를 통해 얻은 과제, 연구 격차 및 교훈을 열거합니다.

소개

2021년 Metaverse는 i) 팬데믹 라이프스타일, ii) Meta, Amazon, Apple, Netflix 및 Google(MAANG)이 사용자 기능을 위한 Metaverse 관련 릴리스를 출시하여 현실 세계에 영향을 미치기 시작했습니다. 프로젝트.

그 이후로 메타버스는 학계와 산업계로부터 절대적인 주목을 받았습니다. 현재 시점에서 메타버스는 일반적으로 인간과 디지털 상대물이 완전히 몰입되는 방식으로 상호 작용하는 확장 현실(XR) 공간의 풀로 볼 수 있습니다.

최근 설문 조사에 따르면 대부분의 기술 전문가들은 2040년까지 메타버스의 운영이 더욱 완전하고 원활해지며 전 세계 사람들이 일상 생활의 일부로 메타버스의 완전한 몰입 기능에 완전히 참여할 수 있을 것으로 믿고 있습니다. 삶의 필수적인 부분.

기본적으로 메타버스는 B5G/6G, 클라우드 및 엣지 컴퓨팅, 소셜 미디어, 온라인 게임, 증강 현실(AR), 가상 현실(VR), 암호화폐 및 인공지능(AI)/머신러닝(ML)/딥러닝(DL) 플랫폼과 애플리케이션을 통해 사용자는 가상으로 상호작용할 수 있습니다.

Roblox, VRChat, Zepeto 또는 Second Life와 같은 Metaverse의 일부 초기 응용 프로그램을 통해 이미 사용자는 친구를 사귀고 새로운 가상 캐릭터와 사교하는 등 "다른" 또는 시뮬레이션된 삶을 살 수 있습니다. 이러한 플랫폼에는 이미 메타버스의 여러 요소로 AR, VR 및 MR이 포함되어 있습니다.

가상 현실 기술은 헤드 마운트 디스플레이(HMD)와 같은 다양한 소프트웨어 및 통신 장치를 사용하여 사용자 주변의 현실 세계를 컴퓨터에서 생성된 디지털 장면으로 대체합니다. AR에서는 가상 세계와 현실 세계가 완벽하게 연결되어 새로운 인터랙티브 경험을 만들어냅니다. 마지막으로 MR은 AR과 VR 및 그 기반 기술의 결합으로 등장했습니다.

이러한 기술의 인기로 인해 AR 및 VR 기기가 합리적인 가격으로 대중화되면서 사용자 경험(QoE) 품질이 지속적으로 향상되었다는 점은 주목할 만합니다.

그러나 VR 서비스가 원활하고 몰입감 있는 경험을 제공하는 데 필요한 처리 능력과 통신 속도를 달성하기 위해 대부분의 HMD에서는 여전히 사용자가 PC나 게임 콘솔에 연결해야 합니다. 이 족쇄에서 벗어날 수 있는 유일한 기기는 메타의 오큘러스 퀘스트다. 프로세서가 더욱 빨라지고 무선 통신 기술에 지연 시간이 없어짐에 따라 향후 몇 년 동안 모바일 장치의 시각적 콘텐츠와 연결 없는 환경이 많이 개선될 것입니다.

특히 5G의 등장으로 네트워크에 연결되는 기기의 수가 급증하게 되고 이는 메타버스의 성장에 지대한 영향을 미칠 것입니다. 5G는 연결된 모든 장치 간의 실시간 통신과 정보 교환을 짧은 지연 시간으로 가능하게 합니다.

분명히 5G는 4G보다 빠른 속도를 제공하지만 가장 중요한 것은 속도 외에도 다양한 이점을 제공한다는 것입니다. 특히 Metaverse 개발자는 거의 실시간으로 360° 콘텐츠를 스트리밍하는 애플리케이션을 만들어 5G의 짧은 대기 시간의 이점을 누릴 수 있습니다.

메타버스는 인간 중심/데이터 중심 지능형 시스템의 발전 추세도 촉진할 것입니다. 이러한 추세는 기존 5G 통신 시스템에 많은 제한을 가해 효율성과 신뢰성을 떨어뜨렸습니다.

예를 들어, 순간 이동이나 원격 조작과 같은 햅틱 기반 메타버스 애플리케이션에 대한 0.1ms의 지연 시간 요구 사항을 고려하면 5G는 1ms 미만의 무선 인터페이스 지연 시간만 제공할 수 있으며 이는 이러한 애플리케이션에는 중요하지 않습니다.

또한 Cisco에 따르면 모바일 데이터 트래픽은 지난 5년 동안 17배 증가했으며 앞으로도 계속 증가할 것으로 예상됩니다. 특히 2022년에는 5G 트래픽이 전 세계 모바일 트래픽 전체의 12%를 차지할 것으로 예상된다.

5G 네트워크는 밀리미터파(최대 300GHz)와 같은 광범위한 스펙트럼을 포괄하도록 설계되었으므로 대량의 무선 트래픽을 처리할 수 있습니다.

Metaverse는 Tbps보다 높은 데이터 전송률을 요구할 수 있는 일부 애플리케이션을 가져올 것이기 때문에 HT(Holographic Presence), 촉각 감각 통신, BCI(Brain-Computer Interface) 및 XR과 같은 mmWave 시스템에서는 그렇지 않을 것입니다. 따라서 Tbps 데이터 전송률 목표를 달성하기 위해 연구자들은 테라헤르츠(THz) 주파수 대역(0.1~10THz)을 탐색하기 시작했습니다.

6G 통신 시스템은 1Tbps의 데이터 속도를 제공하고 3Thz의 대역폭에서 작동하여 온라인 게임, 고화질 비디오 라이브 방송, 홀로그램 콘텐츠 전송 및 실시간 아바타 상호 작용과 같은 데이터 집약적인 애플리케이션을 지원할 것으로 예상됩니다. . 6G는 또한 유비쿼터스 커버리지와 초저지연(1ms 미만)을 제공하고, 우주, 항공, 지상 및 해양 네트워크를 통합하여 약 100km/h의 이동성 기능을 지원합니다.

그러나 가상 교육 및 훈련, 정확한 탐색 및 위치 확인, 몰입형 게임 및 원격 의료 애플리케이션과 같은 메타버스 애플리케이션은 모두 AI와 6G를 통해 구현되어 메타버스를 더욱 성공적으로 만들 것입니다. 특히, 컴퓨터 비전의 최첨단 기술을 사용하여 3차원 애니메이션 인간 모델이나 사실적인 애니메이션 얼굴을 제공하거나 심지어 홀로그램을 생성할 수도 있습니다.

그러나 메타버스 서비스에 3D 콘텐츠를 사용하는 데 있어 주요 과제는 기존 인프라의 확장성입니다. 따라서 Metaverse의 등장으로 Metaverse 개발자가 플랫폼이나 목적에 관계없이 더 우수하고 확장 가능한 3D/AR/VR 경험을 구축할 수 있도록 하는 중요한 도구와 인프라를 개발하는 것이 중요해졌습니다.

원칙적으로 연구자들은 메타버스 환경에서 확장하기 위해 인공지능의 지도 학습 패러다임에서 한발 더 나아가 강화 학습, 자기 지도 학습 등 다양한 학습 전략을 채택해야 합니다. 또한 6G 네트워크의 엣지 컴퓨팅 기능을 AI와 결합해 엣지 인텔리전스를 제공함으로써 메타버스에서 향상된 QoE로 네트워크 지연 시간과 개인 정보 보호 문제를 줄일 수 있습니다.

기존 기술과 예측 가능한 과제에 힘입어 저자는 메타세계의 맥락에서 AI와 6G의 최첨단 기술을 조사하여 다음 질문에 답합니다. AI, 6G 및 세계 간의 지속적인 발전을 활용하는 방법 더 좋고 지속 가능한 메타월드 경험을 제공하기 위해 두 가지가 필요합니까?

위의 논의에서 기존 연구 중 일부는 AI, 6G 및 관련 기술에 대한 매우 좁은 관점에 초점을 맞추고 있는 반면, 다른 일부는 사회적, 경제적, 디지털 가치 측면에서 메타버스의 역할을 조사한다는 것이 분명합니다. 대조적으로, 이 리뷰에서 저자는 다음과 같은 주요 기여를 제공합니다.

• 저자는 메타버스의 기본 구성 요소, 즉 VR, MR, AR 및 공간 컴퓨팅을 설명합니다. 이 기사에서는 독자들이 완전한 몰입형 메타버스를 가능하게 하는 기술적 측면과 최첨단 기술을 이해할 수 있도록 위에서 언급한 기술에 대한 자세한 배경을 제공합니다.
• 저자는 인공지능의 최신 기술을 폭넓게 검토하고, 메타버스 구현에 있어 인공지능의 역할을 살펴봅니다. 본질적으로 저자는 메타버스의 계층화된 아키텍처에서 인공 지능의 역할을 정의한 다음 컴퓨터 비전 애플리케이션을 위한 최첨단 기술, 학습 패러다임 및 메타버스의 엣지 AI를 정의합니다.
• 저자는 먼저 다음 핵심 질문에 대답하여 메타버스를 구현하는 B5G/6G의 역할을 설명합니다. i) B5G/6G는 한 시간이 걸리나요? ii) B5G/6G가 메타버스에 가져올 수 있는 서비스는 무엇입니까? 특히 5G-NR, URLLC, mmWave, MEC, thzcomm 및 이들의 상호 작용을 통해 저자는 몰입형 경험과 무선 홀로그램 텔레프레즌스를 위한 최신 기술을 검토합니다.
• 저자는 메타버스 구현에 있어 AI와 6G의 결합된 역할도 고려한다. 원칙적으로 저자는 6G 네트워크에 대한 AI의 잠재력과 AI 지원 메타버스에 대한 6G 네트워크를 조사합니다. 다음으로, 저자는 앞서 언급한 기술적 맥락 내에서 메타버스의 지속 가능성을 조사한 후 잠재적인 적용 사례와 사용 사례, 진행 중인 프로젝트를 조사할 것입니다. 마지막으로 저자들은 이번 조사를 통해 얻은 교훈과 함께 과제와 향후 연구 방향을 제안합니다. ​

메타버스(Metaverse)라는 용어는 접두사 "meta"("Beyond"를 의미)와 접미사 "verse"("universe"의 약어)의 조합입니다. 그러므로 물리적 세계 너머의 우주를 가리킨다. 이 "초월적 우주"는 물리적 현실 너머의 형이상학적 또는 신비로운 개념적 영역이 아니라 컴퓨터가 생성한 환경을 암시합니다.

메타버스는 모든 온라인 공간을 통칭하는 사이버스페이스와 달리 완전히 몰입되는 3차원 디지털 환경입니다.

메타버스는 물리적 현실을 디지털 영역으로 전환하는 것을 말하며, AR, VR, MR 등 물리적 현실과 디지털 영역이 혼합될 수 있습니다.

지속 가능한 메타버스

참고: https://arxiv.org/abs/2208.10921

위 내용은 AI, 6G, 그리고 메타버스? 아일랜드의 Donli는 '인공 지능, 6G 및 메타버스: 기본 원리, 과제 및 미래 연구 동향'에 대한 최신 리뷰를 게재합니다.의 상세 내용입니다. 자세한 내용은 PHP 중국어 웹사이트의 기타 관련 기사를 참조하세요!