天天看點

[4G/5G/6G專題基礎-148]: 6G總體願景與潛在關鍵技術白皮書解讀-3-6G潛在的八大應用場景:一個全方案、全感官、心靈互動、萬物一體的沉浸式場景,一個嶄新的時代即将開啟。

作者首頁(​​文火冰糖的矽基工坊​​​):​​文火冰糖(王文兵)的部落格_文火冰糖的矽基工坊​​

目錄

​​前言:​​

​​第3章 6G潛在的應用場景​​

​​3.0 導言​​

​​3.1 沉浸式XR(擴充現實):​​

​​3.2 全息通信​​

​​3.3 感官互聯 ​​

​​3.4 智慧互動 ​​

​​3.5 通信感覺​​

​​3.6 普惠智慧​​

​​3.7 數字孿生​​

​​3.8 全覆寫​​

​​篇外感悟:​​

前言:

2021年6月,IMT釋出了6G總體願景與潛在關鍵技術白皮書,本文是對該白皮書的解讀。

[4G/5G/6G專題基礎-148]: 6G總體願景與潛在關鍵技術白皮書解讀-3-6G潛在的八大應用場景:一個全方案、全感官、心靈互動、萬物一體的沉浸式場景,一個嶄新的時代即将開啟。

第3章 6G潛在的應用場景

3.0 導言

解讀:

萬物智聯:

“萬物智聯”時代是由各界專家和業内人士就物聯網産業的發展趨勢和實際應用探讨時提出的概念,以AI(人工智能)+IoT(物聯網)為技術基礎 [1]  ,是“​​萬物互聯​​”時代的發展方向。

數字孿生:

數字孿生是充分利用​​實體模型​​​、​​傳感器​​​更新、運作曆史等資料,內建多​​學科​​​、多​​實體量​​​、多尺度、多​​機率​​的仿真過程,在虛拟空間中完成映射,進而反映相對應的實體裝備的全生命周期過程。數字孿生是一種超越現實的概念,可以被視為一個或多個重要的、彼此依賴的裝備系統的數字映射系統。

簡單來說,數字孿生就是在一個裝置或系統的基礎上,創造一個數字版的“克隆體”。這個克隆體”是通過模組化完成的,這個克隆體模型”是實體世界的孿生對象。

數字孿生是個普遍适應的理論技術體系,可以在衆多領域應用,在産品設計、産品制造、醫學分析、工程建設等領域應用較多。在國内應用最深入的是​​工程建設​​領域,關注度最高、研究最熱的是智能制造領域。

數字孿生最為重要的啟發意義在于,它實作了現實實體系統向賽博空間數字化模型的回報。這是一次工業領域中,逆向思維的壯舉。人們試圖将實體世界發生的一切,塞回到數字空間中。隻有帶有回路回報的全生命跟蹤,才是真正的全生命周期概念。這樣,就可以真正在全生命周期範圍内,保證數字與實體世界的協調一緻。各種基于數字化模型進行的各類仿真、分析、資料積累、挖掘,甚至人工智能的應用,都能確定它與現實實體系統的适用性。

沉浸式XR(擴充現實):

沉浸式擴充現實(Extended Reality,簡稱XR),是指通過計算機将真實與虛拟相結合,打造一個可人機互動的虛拟環境,這也是AR、VR、MR等多種技術的統稱。通過将三者的視覺互動技術相融合,為體驗者帶來虛拟世界與現實世界之間無縫轉換的“沉浸感”。

全息通信:

全息通信是內建了采集、編碼、傳輸、渲染及顯示的整體應用方案,包含了從資料采集到多元度感官資料還原的整個端到端過程,是一種高沉浸式、高自然度互動的業務形态。

感官互聯:

感覺網際網路,或稱感官網際網路,簡稱感聯網,英文:The Internet of Senses,縮寫為:IOS。4G/5G網際網路技術主要是通過兩種感官感覺的互相作用:圖像的視覺和聲音的聽覺。我們目前是生活在一個基于螢幕的4G世界中,智能手機是我們生活中不可或缺的一部分,但是這種情況不會一直持續下去。在不久的将來,目前的網際網路的視覺和聽覺,将擴充到心靈感覺、嗅覺、味覺、和觸覺。研究預測可穿戴裝置可以使我們能夠以數字方式體驗氣味、味道、質地和溫度。随着消費者進一步進入這個感官的數字世界,實作完整的感覺網際網路。

智慧互動:

互動即溝通交流,發生互動關系。我們和任何機器之間發生互動關系,都是屬于互動。往更廣的意義上說,如果失去了互動,地球将不再運轉,将毫無生機。現在,智能時代已經到來,我們除了研究人和人、機器、産品、環境、服務、系統等之間的關系,還要研究機器和人、機器、産品、環境、服務、系統之間的關系。總之,當人(或機器)和事物(無論是人、機器、産品、服務、系統、環境等)發生雙向的資訊交流和互動,就是一種互動行為。互動過程是一個輸入和輸出的過程,人通過人機界面向計算機輸入指令,計算機經過處理後把輸出結果呈現給使用者。人和計算機之間的輸入和輸出的形式是多種多樣的,是以互動的形式也是多樣化的。智慧互動就是人與機器的互動形式變得更加的智能。

通信感覺:

6G不再隻是一個萬物連接配接的平台,而是一個通感一體、通算一體的智能平台。千行萬業,通過這個平台提供的智能服務和智能應用,來産生更大的社會價值。在6G網絡中,傳輸資訊比特不是唯一的功能。我們将利用電波的各種傳播特性,如反射、散射、折射、多徑等等來重構和描繪實體世界。這樣6G網絡同時也是一個感覺網絡。6G的終端也是一個感覺終端。當網絡感覺與終端感覺一起運作時,我們就可以基于6G網絡對整網覆寫的實體世界進行模組化。這将提供兩個新功能,第一是感覺輔助通信,第二是全網衆籌AI大資料。”

6G網絡提取的感覺資料,不僅隻用于對整網實體世界的模組化,而且也是AI學習的大資料源泉和入口。網絡感覺創造了一種通信之外的新型應用場景,涵蓋一系列用例,如基于裝置甚至無裝置的目标定位、成像、環境重構和監控、手勢和活動識别等,這類感覺可以有非常廣泛的應用。比如用于人與機器協調、智慧城市環境重構、氣候感覺、健康醫療、安全檢測等千行百業。

普惠智能:

利用數字化和人工智能技術,惠及更多群眾。

全覆寫: 

空、天、地,任何時間、任何地點的全空間、全時間的無線通信網絡覆寫。

3.1 沉浸式XR(擴充現實):

[4G/5G/6G專題基礎-148]: 6G總體願景與潛在關鍵技術白皮書解讀-3-6G潛在的八大應用場景:一個全方案、全感官、心靈互動、萬物一體的沉浸式場景,一個嶄新的時代即将開啟。
[4G/5G/6G專題基礎-148]: 6G總體願景與潛在關鍵技術白皮書解讀-3-6G潛在的八大應用場景:一個全方案、全感官、心靈互動、萬物一體的沉浸式場景,一個嶄新的時代即将開啟。

解讀:

沉浸式擴充現實(Extended Reality,簡稱XR),是指通過計算機将真實與虛拟相結合,打造一個可人機互動的虛拟環境,這也是AR、VR、MR等多種技術的統稱。通過将三者的視覺互動技術相融合,為體驗者帶來虛拟世界與現實世界之間無縫轉換的“沉浸感”。

6G通信網在這個業務場景中,主要的作用是:同時提供超低延時與超高帶寬的無線通信。

端到端的延時從目前的70ms到未來的10ms是一個巨大的挑戰。

3.2 全息通信

[4G/5G/6G專題基礎-148]: 6G總體願景與潛在關鍵技術白皮書解讀-3-6G潛在的八大應用場景:一個全方案、全感官、心靈互動、萬物一體的沉浸式場景,一個嶄新的時代即将開啟。
[4G/5G/6G專題基礎-148]: 6G總體願景與潛在關鍵技術白皮書解讀-3-6G潛在的八大應用場景:一個全方案、全感官、心靈互動、萬物一體的沉浸式場景,一個嶄新的時代即将開啟。

解讀:

全息通信需要實時地傳輸三維全息圖像,是以要求底層通信能同時滿足如下的要求:

  • 高帶寬:單流1.5G
  • 低延時:端到端10ms
  • 高可靠:不重傳

3.3 感官互聯 

[4G/5G/6G專題基礎-148]: 6G總體願景與潛在關鍵技術白皮書解讀-3-6G潛在的八大應用場景:一個全方案、全感官、心靈互動、萬物一體的沉浸式場景,一個嶄新的時代即将開啟。
[4G/5G/6G專題基礎-148]: 6G總體願景與潛在關鍵技術白皮書解讀-3-6G潛在的八大應用場景:一個全方案、全感官、心靈互動、萬物一體的沉浸式場景,一個嶄新的時代即将開啟。

 解讀:

感覺網際網路,或稱感官網際網路,簡稱感聯網,英文:The Internet of Senses,縮寫為:IOS。4G/5G網際網路技術主要是通過兩種感官感覺的互相作用:圖像的視覺和聲音的聽覺。我們目前是生活在一個基于螢幕的4G世界中,智能手機是我們生活中不可或缺的一部分,但是這種情況不會一直持續下去。在不久的将來,目前的網際網路的視覺和聽覺,将擴充到心靈感覺、嗅覺、味覺、和觸覺。研究預測可穿戴裝置可以使我們能夠以數字方式體驗氣味、味道、質地和溫度。随着消費者進一步進入這個感官的數字世界,實作完整的感覺網際網路。

對通信網的要求是:

  • 資料傳輸的安全性
  • 多感官資訊導緻資料傳輸的吞吐量需要成倍地增加

3.4 智慧互動 

[4G/5G/6G專題基礎-148]: 6G總體願景與潛在關鍵技術白皮書解讀-3-6G潛在的八大應用場景:一個全方案、全感官、心靈互動、萬物一體的沉浸式場景,一個嶄新的時代即将開啟。

你的一個眼神,機器就立刻能夠明白你的心思!!!

語言有時候就是多餘的  !!!

這就是智慧互動。

[4G/5G/6G專題基礎-148]: 6G總體願景與潛在關鍵技術白皮書解讀-3-6G潛在的八大應用場景:一個全方案、全感官、心靈互動、萬物一體的沉浸式場景,一個嶄新的時代即将開啟。

解讀:

所謂互動,本質就是通信,是人與機器的直接通信,是人與機器之間傳遞資訊。

是以,智能互動,即智能通信。智能通信是一種全新的通信方式,它将革新現有的資料通信方式。

智能機器具備了被傳統機器更加智能的能力,人與機器的互動(通信)的方式也變得更加的智能。

這需要人與機器之間,不僅僅傳輸預先定義的指令,而是可以直接傳遞自然語言或自然肢體資訊。

這是一種全新的人與機器之間通信的形态。

全新的、全感官、全智能的通信方式,對底層的通信也提出了更高的要求:

(1)更大的帶寬

(2)更可靠的傳輸名額

(3)更實時的響應

深入思考:

我們都期望機器能夠讀懂我們的心思、了解我們的心思。

這真實我們期望的嗎?

我們的所有思維、思想,在機器面前,都變得透明的時候,人的價值和安全性在哪裡?

3.5 通信感覺網

所謂通信感覺,就是無線通信網,既是資訊傳輸網、通信網,也是資訊感覺網。

[4G/5G/6G專題基礎-148]: 6G總體願景與潛在關鍵技術白皮書解讀-3-6G潛在的八大應用場景:一個全方案、全感官、心靈互動、萬物一體的沉浸式場景,一個嶄新的時代即将開啟。
[4G/5G/6G專題基礎-148]: 6G總體願景與潛在關鍵技術白皮書解讀-3-6G潛在的八大應用場景:一個全方案、全感官、心靈互動、萬物一體的沉浸式場景,一個嶄新的時代即将開啟。

傳統的移動通信網是一個接入網,是一個彙集資訊的入口,是廣域網,它隻負責資料的接入與傳輸,不負責資訊的感覺和采集。

未來的移動通信網,需要參與到目标的檢測、定位、識别、感覺、成像等感覺層、甚至是展現層的功能。一方面是業務需求的要求,另一方面是性能的需求。

目前,各層完全分離的多分層架構,是無法同時滿足低延時、高可靠性、大帶寬的要求的。

業務網、傳輸網、接入網和傳感網必須在一定的範圍内進行深度的融合,才能滿足未來業務的需求。

未來十年,将是智能嵌入式發展的黃金時期,智能嵌入式包括:傳統的嵌入式CPU + 傳統傳感器 + 晶片 + 人工智能(GPU) + 實時信号處理(DSP)

在無線通信接入網領域,邊緣計算、毫米波、嵌入式智能等新技術的革新,為接入網與傳感網的融合提供了技術上的可能性,比如通過高頻的電磁波檢測周圍的環境特征。

3.6 普惠智慧

[4G/5G/6G專題基礎-148]: 6G總體願景與潛在關鍵技術白皮書解讀-3-6G潛在的八大應用場景:一個全方案、全感官、心靈互動、萬物一體的沉浸式場景,一個嶄新的時代即将開啟。
[4G/5G/6G專題基礎-148]: 6G總體願景與潛在關鍵技術白皮書解讀-3-6G潛在的八大應用場景:一個全方案、全感官、心靈互動、萬物一體的沉浸式場景,一個嶄新的時代即将開啟。

解讀:

所謂普惠,就是,無論富貴與貧窮,隻需要付出很小的成本,甚至不需要付出成本,就可以獲得技術創新帶來的生活、工作上的便利、個人美好的感官體驗。

技術帶來的好處,将遍布城市和農村的大街小巷,成為整個人類社會、整個自然界的基礎設施的一部分,讓人生活在一個處處數字化、處處智能化的現實與虛拟的雙重世界中。這樣的雙重世界屬于所有人的,而不是屬于特權階層或富貴階層的權利。

普惠智慧離不開數字化、智能化和虛拟化,目前這樣的虛拟資源極大的豐富,完全可以滿足現有自然人對物質和能量上的需求,這是普惠智慧得以實時和存在的基礎!!!

然而,當萬物智能以後,大量的智能化機器湧入數字化、虛拟化的世界的時候,他們一樣需要消耗虛拟世界的物質和能量等資源。

到那個時候,虛拟化、數字化的資源還能像現在這樣豐富、不稀缺嗎?

當這些資源變成稀缺資源的時候,還能普惠嗎?

當這些資源變成稀缺資源的時候,高度智能化的機器會與人類争搶這些資源嗎?

3.7 數字孿生

[4G/5G/6G專題基礎-148]: 6G總體願景與潛在關鍵技術白皮書解讀-3-6G潛在的八大應用場景:一個全方案、全感官、心靈互動、萬物一體的沉浸式場景,一個嶄新的時代即将開啟。
[4G/5G/6G專題基礎-148]: 6G總體願景與潛在關鍵技術白皮書解讀-3-6G潛在的八大應用場景:一個全方案、全感官、心靈互動、萬物一體的沉浸式場景,一個嶄新的時代即将開啟。

解讀:

傳統的感覺智能,隻是用數字化的手段,感覺實體世界,實體目标的個别、部分資訊,而沒有整體資訊、系統化資訊。

數字孿生,實際上是用數字化的手段,為現實世界進行模組化,在虛拟的世界中為實作世界建立一個整體的、系統化的、高拟合的虛拟對象,這個虛拟對象就是現實的實體世界對象的數字孿生。

這個對象并不是靜态的,而是動态的、實時的與現實世界的對象進行了關聯。

(1)虛拟的數字孿生對象能夠實時的反應現實世界的狀态變化。

(2)可以通過控制虛拟的現實世界要素,反過來影響、甚至控制現實世界的對象。

現實世界與虛拟世界高度的耦合,現實世界與虛拟世界之間高度融合。

分布式的現實世界的各種實體對象與運作在伺服器上的虛拟世界之間,離不開無線通信。

3.8 全覆寫

[4G/5G/6G專題基礎-148]: 6G總體願景與潛在關鍵技術白皮書解讀-3-6G潛在的八大應用場景:一個全方案、全感官、心靈互動、萬物一體的沉浸式場景,一個嶄新的時代即将開啟。
[4G/5G/6G專題基礎-148]: 6G總體願景與潛在關鍵技術白皮書解讀-3-6G潛在的八大應用場景:一個全方案、全感官、心靈互動、萬物一體的沉浸式場景,一個嶄新的時代即将開啟。

解讀:

全覆寫不需要太多的解讀,非常容易了解。

全覆寫就是通過無線通信的技術手段,確定地球上的任何角落的物體,甚至是空間中的物體之間之間都能夠實作通信。之是以不說是任何角度的“人”而是“物",  這是因為未來的通信是萬”物”互聯、萬物智聯的時代。很多無人區,也需要為這些場景提供通信的手段,衛星通信就是實作真正的萬物智聯的方案和技術手段之一。

篇外感悟語:

很顯然,未來十年内,通信技術本身還有巨大的發展潛力和需求空間,對于通信行業的從業者而言,通信技術還在不斷的演進,還遠沒有到黃昏。通信行業雖然整體利潤處于下滑,這主要不是技術發展的停滞造成的、也不是通信業務需求下降造成的,而是頭部企業惡性競争的結果,同時國家戰略的需求,降低終端使用者的資費,加速通信新業務的開展,加快整個行業的發展,通過業務的發展反而推動整個通信技術的發展,占領技術的制高點。

另一方面,頭部企業利潤的集中,經過多年的競争,頭部企業已經形成了絕對的競争優勢,第一名已經遠遠超過了第二名、第三名,其他裝置企業隻能分得少部分的利潤,再加上國家、城市、地區的差别。

繼續閱讀