AI, 6G dan Metaverse? Donli dari Ireland menerbitkan ulasan terbaru "Kecerdasan Buatan, 6G dan Metaverse: Prinsip Asas, Cabaran dan Trend Penyelidikan Masa Depan"

Sejak Facebook dinamakan semula sebagai Meta, banyak perhatian, perdebatan dan penerokaan telah dipergiat tentang apa itu Metaverse, cara ia berfungsi dan kemungkinan cara untuk mengeksploitasinya.

Metaverse dijangka menjadi kontinum teknologi, kes penggunaan, keupayaan dan pengalaman yang berkembang pesat yang akan membentuk evolusi Internet seterusnya.

Untuk tujuan ini, Universiti Teknologi Tenggara di Ireland menyediakan ulasan menyeluruh dan mendalam tentang AI, 6G dan peranan kedua-duanya dalam merealisasikan pengalaman mendalam Metaverse.

Alamat kertas: https://arxiv.org/abs/2208.10921

Pertama sekali, pengarang memperkenalkan augmented reality (AR), realiti maya (VR) ), latar belakang dan kemajuan realiti campuran (MR) dan pengkomputeran spatial, dan kemudian memperkenalkan aspek teknikal AI dan 6G. Penulis kemudiannya menyiasat peranan AI dalam Metaverse dengan menyemak teknologi terkini dalam pembelajaran mendalam, penglihatan komputer dan AI edge.

Seterusnya, penulis menyiasat perkhidmatan menjanjikan B5G/6G untuk Metaverse, dan kemudian menentukan peranan AI dalam rangkaian 6G dan peranan AI dalam rangkaian 6G untuk menyokong aplikasi Metaverse. Akhir sekali, penulis menerangkan aplikasi sedia ada dan berpotensi, kes penggunaan, dan projek untuk menyerlahkan kepentingan kemajuan dalam Metaverse.

Selain itu, untuk menyediakan hala tuju penyelidikan yang berpotensi kepada penyelidik, penulis menyenaraikan cabaran, jurang penyelidikan dan pengajaran yang diperoleh daripada tinjauan literatur teknologi di atas.

Pengenalan

Pada tahun 2021, Metaverse mula memberi kesan kepada dunia sebenar disebabkan: i) gaya hidup pandemik, dan ii) Meta, Amazon, Apple, Netflix dan Google (MAANG) untuk mereka daripada pengguna menyiarkan ciri dan projek yang berkaitan dengan Metaverse.

Sejak itu, Metaverse telah mendapat perhatian yang luar biasa daripada ahli akademik dan industri. Pada masa kini, Metaverse secara amnya boleh dilihat sebagai kumpulan ruang realiti lanjutan (XR) di mana manusia dan rakan digital mereka berinteraksi dengan cara yang mendalam sepenuhnya.

Menurut tinjauan baru-baru ini, kebanyakan pakar teknologi percaya bahawa menjelang 2040, operasi Metaverse akan menjadi lebih lengkap dan lancar, dan orang di seluruh dunia akan dapat mengambil bahagian sepenuhnya dalam keupayaannya yang mendalam sepenuhnya, kerana sebahagian daripada kehidupan seharian mereka.

Pada asasnya, Metaverse dijangka mengintegrasikan semua aspek penting ruang siber atau World Wide Web seperti B5G/6G, pengkomputeran awan dan tepi, media sosial, permainan dalam talian, realiti tambahan (AR), realiti maya ( VR), mata wang kripto dan kecerdasan buatan (AI)/pembelajaran mesin (ML)/pembelajaran mendalam (DL) platform dan aplikasi yang membolehkan pengguna berinteraksi secara maya.

Sesetengah aplikasi awal Metaverse, seperti Roblox, VRChat, Zepeto atau Second Life, sudah membenarkan pengguna menjalani kehidupan yang "berbeza" atau simulasi, seperti berkawan dan bersosial dengan watak maya baharu. Platform ini sudah termasuk AR, VR dan MR sebagai beberapa elemen Metaverse.

Teknologi realiti maya menggunakan pelbagai perisian dan peranti komunikasi seperti paparan dipasang di kepala (HMD) untuk menggantikan dunia sebenar di sekeliling pengguna dengan pemandangan digital yang dijana komputer. Dalam AR, dunia maya dan dunia nyata disambungkan dengan lancar untuk mencipta pengalaman interaktif baharu. Akhirnya, MR muncul sebagai gabungan AR dan VR serta teknologi asasnya.

Perlu diingat bahawa populariti teknologi ini telah menjadikan peranti AR dan VR popular pada harga yang berpatutan, sambil terus meningkatkan kualiti pengalaman pengguna (QoE).

Walau bagaimanapun, untuk mencapai kuasa pemprosesan dan kelajuan komunikasi yang diperlukan untuk perkhidmatan VR untuk memberikan pengalaman yang lancar dan mengasyikkan, kebanyakan HMD masih memerlukan pengguna menyambung ke PC atau konsol permainan. Satu-satunya peranti yang boleh melepaskan diri daripada belenggu ini ialah Oculus Quest Meta. Dalam beberapa tahun akan datang, terdapat banyak peningkatan dalam kandungan visual dan pengalaman tanpa sambungan pada peranti mudah alih apabila pemproses menjadi lebih pantas dan teknologi komunikasi tanpa wayar menjadi bebas kependaman.

Terutama dengan kehadiran 5G, bilangan peranti yang disambungkan ke rangkaian akan bertambah banyak, yang akan memberi kesan mendalam terhadap pertumbuhan Metaverse. 5G membolehkan komunikasi masa nyata dan pertukaran maklumat antara semua peranti yang disambungkan dengan kependaman rendah.

Jelas sekali, 5G menawarkan kelajuan yang lebih pantas daripada 4G, tetapi yang paling penting, ia menawarkan pelbagai faedah lain melebihi kelajuan. Khususnya, pembangun Metaverse akan dapat mendapat manfaat daripada kependaman rendah 5G dengan mencipta aplikasi yang menstrim kandungan 360° dalam hampir masa nyata.

Metaverse juga akan mempromosikan trend pembangunan sistem pintar berpusatkan manusia/berpusatkan data. Aliran ini telah meletakkan banyak batasan pada sistem komunikasi 5G sedia ada, menjadikannya kurang cekap dan tidak boleh dipercayai.

Contohnya, mempertimbangkan keperluan kependaman 0.1ms untuk aplikasi metavers berasaskan haptik seperti teleportasi atau teleoperasi, 5G hanya boleh memberikan kependaman antara muka udara kurang daripada 1ms, yang tidak penting untuk aplikasi sedemikian .

Tambahan pula, menurut Cisco, trafik data mudah alih telah meningkat 17 kali ganda dalam tempoh 5 tahun yang lalu dan dijangka terus berkembang. Khususnya, trafik 5G akan menyumbang 12% daripada jumlah trafik mudah alih global menjelang 2022.

Rangkaian 5G direka bentuk untuk merangkumi pelbagai spektrum, seperti gelombang milimeter (sehingga 300 GHz), dan oleh itu boleh mengendalikan sejumlah besar trafik tanpa wayar.

Memandangkan Metaverse akan membawa beberapa aplikasi yang mungkin memerlukan kadar data lebih tinggi daripada Tbps, ini tidak mungkin berlaku dengan sistem mmWave, seperti Holographic Presence (HT), Tactile Sensory Communication, Brain-Computer Interface (BCI) ) dan XR . Oleh itu, untuk mencapai matlamat kadar data Tbps, penyelidik mula meneroka jalur frekuensi terahertz (THz) (0.1-10 THz).

Sistem komunikasi 6G dijangka menyediakan kadar data 1Tbps dan beroperasi pada lebar jalur 3Thz untuk menyokong aplikasi intensif data seperti permainan dalam talian, siaran langsung video definisi tinggi, penghantaran kandungan holografik dan sebenar. -interaksi avatar masa. 6G juga akan menyediakan liputan di mana-mana dan kependaman ultra rendah (kurang daripada 1ms), dan menyokong keupayaan mobiliti kira-kira 100 km/j dengan menyepadukan rangkaian ruang, udara, darat dan lautan.

Walau bagaimanapun, aplikasi Metaverse seperti pendidikan dan latihan maya, navigasi dan kedudukan yang tepat, permainan mendalam dan aplikasi teleperubatan semuanya akan direalisasikan melalui AI dan 6G, menjadikan Metaverse lebih berjaya. Khususnya, teknik canggih dalam penglihatan komputer boleh digunakan untuk menyediakan model manusia animasi tiga dimensi atau wajah animasi realistik, atau bahkan untuk mencipta hologram.

Walau bagaimanapun, cabaran utama dalam menggunakan kandungan 3D untuk perkhidmatan Metaverse ialah kebolehskalaan infrastruktur sedia ada. Oleh itu, kebangkitan Metaverse menjadikannya penting untuk membangunkan alat dan infrastruktur kritikal yang membolehkan pembangun Metaverse membina pengalaman 3D/AR/VR yang lebih baik dan berskala tanpa mengira platform atau tujuan.

Secara prinsipnya, penyelidik perlu mengambil langkah menjauhi paradigma pembelajaran seliaan kecerdasan buatan dan mengguna pakai strategi pembelajaran yang pelbagai seperti pembelajaran pengukuhan dan pembelajaran penyeliaan kendiri untuk berskala dalam persekitaran metavers. Selain itu, keupayaan pengkomputeran tepi rangkaian 6G boleh digabungkan dengan AI untuk menyediakan kecerdasan tepi, dengan itu mengurangkan kependaman rangkaian dan isu privasi dengan QoE yang dipertingkatkan dalam metaverse.

Didorong oleh teknologi sedia ada dan cabaran yang boleh dijangka, penulis meninjau teknologi terkini AI dan 6G dalam konteks metaworld untuk menjawab soalan berikut: Bagaimana memanfaatkan AI, 6G dan di antara Kemajuan berterusan untuk menyediakan pengalaman metaworld yang lebih baik dan mampan?

Jelas daripada perbincangan di atas bahawa beberapa tinjauan sedia ada memfokuskan pada perspektif AI, 6G dan teknologi berkaitan yang sangat sempit, manakala yang lain menyiasat nilai sosial, ekonomi dan digital Metaverse. Sebaliknya, dalam ulasan ini, pengarang memberikan sumbangan utama berikut:

• Pengarang menerangkan komponen asas metaverse, iaitu VR, MR, AR dan pengkomputeran spatial. Artikel ini menyediakan latar belakang terperinci tentang teknologi yang disebutkan di atas supaya pembaca dapat memahami aspek teknikal dan teknik terkini untuk membolehkan metaverse yang mengasyikkan sepenuhnya.
• Pengarang menyediakan ulasan meluas tentang teknologi canggih kecerdasan buatan dan mengkaji peranan kecerdasan buatan dalam merealisasikan metaverse. Pada asasnya, pengarang mentakrifkan peranan kecerdasan buatan dalam seni bina berlapis Metaverse, diikuti dengan teknik terkini untuk aplikasi penglihatan komputer, paradigma pembelajaran dan AI tepi untuk Metaverse.
• Pengarang menerangkan peranan B5G/6G dalam merealisasikan metaverse dengan terlebih dahulu menjawab soalan utama berikut: i) Adakah B5G/6G mengambil masa sejam ii) Apakah perkhidmatan yang boleh dibawa oleh B5G/6G ke metaverse? Seterusnya, penulis menyemak teknologi terkini untuk pengalaman mendalam dan telepresence holografik tanpa wayar dengan mempertimbangkan secara khusus 5G-NR, URLLC, mmWave, MEC, thzcomm dan interaksi mereka.
• Pengarang juga mempertimbangkan gabungan peranan AI dan 6G dalam merealisasikan metaverse. Pada dasarnya, penulis menyiasat potensi AI untuk rangkaian 6G dan rangkaian 6G untuk metaverses yang didayakan AI. Seterusnya, penulis akan menyiasat kemampanan Metaverse dalam konteks teknologi yang dinyatakan sebelum ini, diikuti dengan aplikasi yang berpotensi dan kes penggunaan serta projek yang sedang berjalan. Akhir sekali, penulis mencadangkan cabaran dan hala tuju penyelidikan masa depan serta pengajaran yang diperoleh daripada penyiasatan ini. ​

Istilah "Metaverse" ialah gabungan awalan "meta" (bermaksud "di luar") dan akhiran "ayat" (singkatan daripada "alam semesta "). Oleh itu, ia merujuk kepada alam semesta di luar dunia fizikal. "Alam semesta transenden" ini merujuk kepada persekitaran yang dijana komputer dan bukannya alam konsep metafizik atau mistik di luar realiti fizikal.

Metaverse ialah persekitaran digital tiga dimensi yang mengasyikkan sepenuhnya, tidak seperti ruang siber, yang merujuk kepada semua ruang dalam talian.

Metaverse merujuk kepada transformasi realiti fizikal ke alam digital, jadi ia boleh menjadi campuran realiti fizikal dan alam digital , seperti AR, VR, MR.

Sustainable Metaverse

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

Atas ialah kandungan terperinci AI, 6G dan Metaverse? Donli dari Ireland menerbitkan ulasan terbaru "Kecerdasan Buatan, 6G dan Metaverse: Prinsip Asas, Cabaran dan Trend Penyelidikan Masa Depan". Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!