بالنسبة لإنترنت الأشياء (iot)، تحقق تقنية 6G تكاملًا عميقًا بين العالم المادي والعالم الافتراضي من خلال الابتكار التكنولوجي، لتصبح نوعًا جديدًا من البنية التحتية الرقمية التي تدعم تطور إنترنت الأشياء نحو ذكاء المجال-. استنادًا إلى إجماع الاتحاد الدولي للاتصالات بشأن أداء تكنولوجيا 6G ومنطق تطور تكنولوجيا 6G، يمكننا البدء من ستة سيناريوهات تطبيق رئيسية لتحليل القدرات التمكينية وآفاق تطوير 6G لإنترنت الأشياء بشكل منهجي. يعتقد المؤلف أن اتجاه إنترنت الأشياء في عصر 6G يمكن رؤيته من ثلاثة جوانب: الاتصال والخبرة والذكاء.
I. الاتصال: تم توسيع كثافة واتساع إنترنت الأشياء 6G بشكل أكبر
من منظور الاتصال، يعكس الاتصال الهائل والاتصال في كل مكان الترقية والميزات الجديدة للاتصال في عصر 6G، مما يدل على كثافة واتساع اتصال 6G. علاوة على ذلك، تم تصميم هذين السيناريوهين الرئيسيين إلى حد كبير خصيصًا لإنترنت الأشياء.
1. الاتصال واسع النطاق: يدعم الاتصال الفعال بشبكة كثيفة من أجهزة إنترنت الأشياء
في عصر الجيل السادس (6G)، ستحقق تكنولوجيا اتصالات الأجهزة الضخمة طفرة. يقترح الاتحاد الدولي للاتصالات أن 6G يجب أن تحقق كثافة اتصال جهاز تبلغ 10(6) إلى 10(8) لكل كيلومتر مربع، أي من مليون إلى 100 مليون اتصال جهاز لكل كيلومتر مربع، وهو ما يزيد بمقدار 10 إلى 100 مرة عن 5G. من منظور منطق التطور التكنولوجي، يمكننا التنبؤ بأن 6G سوف ترث وتطور سلسلة من تقنيات إنترنت الأشياء من عصر 5G، بما في ذلك سلسلة RedCap وeRedCap لتقنيات 5G خفيفة الوزن، بالإضافة إلى سلسلة NB-IoT/LTE-M من تقنيات LPWAN. والأهم من ذلك، أنها ستحقق المزيد من التطبيق الناضج لتقنيات إنترنت الأشياء السلبية. تحقيق رؤية الاتصال على نطاق واسع-. علاوة على ذلك، من وجهة نظر المؤلف، ما إذا كانت 6G ستقدم تقنية "Light 6G" التي تنافس قدرات eMBB وuRLLC لـ 5G، مما يزيد من تحسين واستبدال دعم الاتصالات في سيناريوهات إنترنت الأشياء الحالية، قد يصبح اتجاهًا مهمًا للمناقشة.
إن سيناريوهات الاتصالات الضخمة مصممة بشكل أساسي-لإنترنت الأشياء (iot). ومن خلال التطور التكنولوجي، سوف تغطي تقنية الجيل السادس 6G نطاقًا أوسع من متطلبات تطبيقات إنترنت الأشياء. في المستقبل، قد يكون هناك-نشر كثيف لأجهزة الاستشعار في المدن الذكية، ويجب إدراك عدد كبير من معدات الإنتاج في البيئات الصناعية بشكل فعال. إلى جانب التصور السائد في كل مكان الناتج عن إنترنت الأشياء السلبي بتكاليف منخفضة للغاية.
2. الاتصال في كل مكان: القضاء على "نقاط الاتصال العمياء" في إنترنت الأشياء
تحقق شبكة 6G تغطية عالمية سلسة من خلال بنية الشبكة الأرضية-الفضائية المتكاملة، مما يؤدي إلى حل مشكلات اتصال أجهزة إنترنت الأشياء في المناطق النائية بشكل كامل. يمكن لشبكة 6G الفضائية-المتكاملة أن تحقق التكامل العميق بين الأقمار الصناعية الفضائية-(المدار العالي/المدار المتوسط/الأقمار الصناعية ذات المدار المنخفض)، والشبكات الفضائية-(بالقرب من-المطارات/الارتفاع-الارتفاع/المنخفض-الطائرات) والشبكات الأرضية-(الخلوية /WiFi/ السلكية)، مما يشكل شبكة أرضية -هوائية-أرضية متكاملة يغطي المناطق ذات الكثافة السكانية العالية، بالإضافة إلى تغطية واسعة-ثلاثية الأبعاد-في المناطق النائية وفي البحر وفي الجو والفضاء. يمكنك تلبية متطلبات التغطية الشاملة للسطح بأكمله والمساحة-ثلاثية الأبعاد، طوال اليوم، وتزويد المستخدمين بخدمات اتصالات في كل مكان. من بينها، سيكون تطور تقنية IoT-NTN هو المفتاح لشبكة 6G لتحقيق الاتصال في كل مكان. تم الانتهاء من الإصدار الأول من معيار IoT-NTN في مرحلة 3GPP R17، وفي الوقت الحالي، حققت العديد من الشركات المصنعة استخدامًا تجاريًا بناءً على هذا المعيار. Iot-ntn في تطور مستمر. وفي عصر 6G المستقبلي، سيتم منحه المزيد من الوظائف. ستصبح الخدمات الجوية والفضائية المتكاملة أكثر نضجًا، مما سيمكن أجهزة إنترنت الأشياء من الحفاظ على الاتصال في أي بيئة جغرافية وتحقيق اتصالات في كل مكان حقًا. وفي الوقت نفسه، تعد قابلية التشغيل البيني قدرة تقنية رئيسية لشبكة الجيل السادس، مما يؤكد على شمولية وشفافية الواجهات اللاسلكية وتعزيز الاتصال السلس بين أجهزة إنترنت الأشياء ذات المعايير التقنية المختلفة.
ثانيا. الخبرة: الأداء النهائي يجلب طريقة جديدة للإنتاج والحياة
يمكن القول إن الاتصالات الشاملة والاتصالات ذات زمن الاستجابة المنخفض-الموثوقة للغاية- هي وسائل تقنية تدعم التطبيقات التي تتطلب أداء اتصالات أعلى، ويمكن أن توفر تجارب غير مسبوقة.
التواصل الغامر: توسيع "بعد التفاعل" لإنترنت الأشياء
على الرغم من أن الاتصالات الشاملة تستهدف بشكل أساسي التطبيقات على مستوى المستهلك-، إلا أن أجهزة إنترنت الأشياء (iot)، كمحطات جمع البيانات والتفاعل، توفر دعمًا أساسيًا لسيناريوهات مثل metaverse التي كانت شائعة في السنوات القليلة الماضية. 6G ويمكن اعتبارها تقنية ولدت من أجل metaverse. يمكن لبعض أجهزة إنترنت الأشياء-عالية الأداء جمع حركات المستخدم والمعلومات البيئية وما إلى ذلك، وتحقيق-مزامنة في الوقت الحقيقي للصور الرمزية الافتراضية وإنشاء نماذج رقمية مزدوجة في metaverse. في التحول الصناعي، يمكن لبيانات الإنتاج المجمعة بواسطة أجهزة إنترنت الأشياء (iot) إنشاء نماذج رقمية مزدوجة عالية الدقة-، مما يوفر أساسًا للبيانات لتصحيح الأخطاء الظاهري والتحكم عن بعد.
وفي الوقت نفسه، يمكن لبعض أجهزة -إنترنت الأشياء (iot) عالية الأداء جمع-بيانات الحواس المتعددة مثل الرؤية والسمع واللمس، مما يوفر محتوى غنيًا لتجارب غامرة. يمكن القول أن سيناريوهات الاتصال الشاملة تعمل على توسيع نطاق إنترنت الأشياء من "نقل البيانات" إلى "التجربة التفاعلية"، وتصبح أجهزة إنترنت الأشياء عالية الأداء-الجسر الذي يربط بين العالم المادي والعالم الافتراضي. من خلال جمع ونقل البيانات متعددة الوسائط، يتم توفير دعم البيانات المادية للتجارب الغامرة، مما يحقق التكامل العميق بين الافتراضي والحقيقي.
2. اتصال-موثوق للغاية-بزمن استجابة منخفض: تمكين إنترنت الأشياء-عالي الأداء لتحقيق "الاستجابة في الوقت الفعلي-"
يتطلب الاتحاد الدولي للاتصالات تقليل زمن الوصول من النهاية-إلى-النهاية لـ 6G إلى 0.1 إلى 1 مللي ثانية، وتصل الموثوقية إلى 1 إلى 10(-5) إلى 1 إلى 10(-7). يلبي هذا المؤشر بشكل مباشر-متطلبات التأخير الحساسة لتطبيقات إنترنت الأشياء مثل الأتمتة الصناعية والتطبيب عن بعد، كما يوفر دعمًا أساسيًا لمتطلبات زمن الاستجابة المنخفض للغاية-للتطبيقات على مستوى المستهلك-مثل السحابة الشاملة XR، بالإضافة إلى بعض-التحكم في الوقت الحقيقي والعمليات التعاونية. في سيناريوهات تطبيقات الذكاء الاصطناعي مثل الذكاء المتجسد، يعد الطلب على التفاعل في الوقت الفعلي بين الروبوتات أمرًا ملحًا للغاية. على سبيل المثال، يتطلب الاتصال الخارجي قنوات اتصال لاسلكية موثوقة لدعم التعاون وتنفيذ المهام والتغذية الراجعة بين الروبوتات. ستصبح الموثوقية العالية جدًا وميزات الكمون المنخفض الضمان الرئيسي لمثل هذه التطبيقات.
ثالثا. الذكاء: أصبح الذكاء الاصطناعي هو القدرة الأصلية لإنترنت الأشياء من الجيل السادس
يمكن اعتبار تكامل الذكاء الاصطناعي والاتصالات، وكذلك تكامل الاتصالات والاستشعار، من مظاهر التكامل العميق بين 6G والذكاء الاصطناعي. وفي سياق إنترنت الأشياء، يمكن أيضًا الشعور بالتغييرات التي أحدثتها القدرات الأصلية للذكاء الاصطناعي.
1. تكامل الذكاء الاصطناعي والاتصالات: منح إنترنت الأشياء "عقلًا ذكيًا"
تعمل تقنية 6G على دمج قدرات الذكاء الاصطناعي بعمق في قلب الشبكة، مما يدعم معالجة البيانات الموزعة والتعلم. في الوقت الحاضر، أصبح الذكاء الاصطناعي الحافة محورًا مهمًا في مجال إنترنت الأشياء، وسينعكس هذا الاتجاه بشكل كامل في عصر الجيل السادس. يمكن لأجهزة إنترنت الأشياء إجراء استنتاج لنموذج الذكاء الاصطناعي في العقد الطرفية، ونقل البيانات المهمة فقط لتقليل استخدام عرض النطاق الترددي. وفي الوقت نفسه، قد تعمل تكنولوجيا التعلم الموحد على تمكين أجهزة إنترنت الأشياء (iot) من تدريب نماذج الذكاء الاصطناعي بشكل مشترك دون مشاركة البيانات الأولية، مما يؤدي إلى حماية خصوصية البيانات بشكل فعال. تتوافق هذه البنية بشكل كبير مع متطلبات الذكاء المتجسد. يتطلب تكرار الخوارزمية النموذجية للمحطات الذكية المضمنة دعم بيانات متعدد الوسائط. يمكن لقدرة دمج الذكاء الاصطناعي لـ 6G تحقيق تفاعل فعال للبيانات بين السحابة والمحطة مع ضمان أمان البيانات.
من خلال تحليل البيانات الضخمة التي تولدها أجهزة إنترنت الأشياء (iot) من خلال الذكاء الاصطناعي الطرفي، من الممكن التنبؤ بفشل الجهاز مقدمًا واتخاذ قرارات مستقلة، ومنح إنترنت الأشياء "عقلًا ذكيًا" وتعزيز ترقيته من "الإدراك السلبي" إلى "اتخاذ القرار-النشط". لم تعد أجهزة إنترنت الأشياء (iot) مجرد محطات طرفية لجمع البيانات، بل أصبحت عقدًا ذكية تتمتع بقدرات التحليل-وصنع القرار. ويمكنهم تعديل سلوكهم بشكل مستقل استجابة للتغيرات البيئية ومتطلبات المستخدم، وتحقيق "الترابط الذكي بين كل الأشياء" الحقيقي.
2. الاتصالات والاستشعار المتكامل: تعزيز قدرة الإدراك البيئي لإنترنت الأشياء
يعد الإدراك في حد ذاته قدرة مهمة لإنترنت الأشياء. تتيح تقنية الاتصالات والاستشعار المتكاملة 6G لأجهزة إنترنت الأشياء (iot) أن تتمتع بقدرات الاتصال والاستشعار. ومن خلال تقاسم موارد الأجهزة وموارد الطيف، يمكنها تحقيق وظائف مزدوجة على مجموعة واحدة من المعدات الراديوية، مما يقلل تكاليف المعدات بشكل فعال ويحسن استخدام الطيف. ستعمل تكنولوجيا الاتصالات والاستشعار المتكاملة على توسيع البعد الإدراكي لإنترنت الأشياء، وكسر الحدود الوظيفية للأجهزة، وتعزيز التطبيق العملي وكفاءة نشر الأجهزة بشكل كبير.
يعد تحسين قدرات الإدراك في حد ذاته عنصرًا مهمًا في الذكاء الاصطناعي. ولذلك، يمكن أيضًا اعتبار تكامل الإدراك والتواصل إلى حد ما مظهرًا من مظاهر تعزيز قدرات الذكاء الاصطناعي الأصلية لشبكات الجيل السادس. نظرًا لأن الإمكانيتين الأساسيتين لإنترنت الأشياء (iot)، وهما الإدراك والتواصل، مدفوعتين بإمكانات الذكاء الاصطناعي، ستعملان على تحقيق المزيد من تحقيق-صنع القرار-في الوقت الحقيقي وتحليل بيانات الحس المواكب، كما ستعززان مستوى ذكاء إنترنت الأشياء.
باختصار، تظل إنترنت الأشياء مجالًا أساسيًا للتطبيق في عصر الجيل السادس. ومن خلال الاختراقات التكنولوجية في ستة سيناريوهات للتطبيقات الرئيسية، ستعمل تقنية 6G على تعزيز قدرات الاتصال وتجربة المستخدم ومستوى الذكاء لإنترنت الأشياء بشكل شامل. من منظور منطق التطور التكنولوجي، سوف ترث شبكة الجيل السادس تقنية إنترنت الأشياء (iot) 5G وتطور اتجاهات جديدة، مما يوفر خيارات اتصال أكثر مرونة وكفاءة لأجهزة إنترنت الأشياء. في المستقبل، مع التحسين التدريجي لمعايير 6G والتطور السريع للصناعة، ستدخل إنترنت الأشياء حقبة جديدة من الذكاء الشامل-، مما يوفر دعمًا مهمًا للاقتصاد الرقمي والتحول الذكي للمجتمع.
