مستقبل 6G في التمكين من بلوغ العالم الافتراضي الكامل

إن رؤية عالم افتراضي غير مكتمل - حيث يمكن للمستعملين التفاعل مع البيئات الرقمية كما هي طبيعية مع الواقع المادي - كانت منذ فترة طويلة بمثابة مجموعة من الخيال العلمي، والآن، مع ظهور التكنولوجيا الافتراضية ذات السعة الست، فإن هذه الرؤية تتجه نحو الواقع العملي، وفي حين أن 5G قد أحدثت تحسينات كبيرة في حالة الطوارئ وفترة النطاق الترددي، فإن 6G تعد بإيصال قفزة كمية في أداء الشبكة.

ما هو 6 جي التكنولوجيا؟

وسيمثل تطورها بعد 5 زاي، أو تكنولوجيا سلكية من الجيل السادس، ويسترشد بإطار الاتحاد الدولي للاتصالات السلكية واللاسلكية IMT-2030، الذي يحدد أهدافاً لمعدلات بيانات الذروة تصل إلى 1 Tbps، والارتفاع تحت 0.1 ملليمتر، والموثوقية التي تتجاوز 99.999 في المائة.

المختلفون التقنيون الرئيسيون من 5G

  • Terahertz Communication:] Terahertz waves offer enormous bandwidth (multi-gigahertz channels) but require line-of-sight and advanced progressive-array antennas due to high atmospheric absorption. Research in reconfigurable intelligent surfaces (RIS) is addressing these propagation challenges.
  • Massive MIMO and Holographic Beamforming:] 6G will scale up massive MIMO to thousands of antenna elements per base station, enabling holographic beamforming that can steer signals with binpoint accuracy, essential for dense user environments like virtual reality areas.
  • Integrated Sensing and Communication (ISAC): ] 6G networks will double as sensors - using radio signals to detect object positions, movements, and even vital signs. This capability can coincidehronize virtual avatars with real-world movements without requiring external cameras.
  • Edge AI and In-Network Computing:] Processing will shift from centralized data centers to distributed edge nodes, where AI models can run inference on sensor data with sub-millisecond latency. This enables real-time hand tracking, eye tracking, and physics simulation in virtual worlds.

كيف ست جي إنبلز كامل العالم الافتراضي

إن العوالم الافتراضية الجامدة تتطلب مزيجا من القرار فوق العالي، وعدم وجود أي قدر من المرونة، والارتجاع الاصطناعي، والقدرة على دعم آلاف المستعملين المتزامنين في حيز مشترك.

معدل الطوارئ في الوقت الحقيقي

إن تصور الإنسان للوجود في البيئات الافتراضية يبدأ بالتحلل عندما يتجاوز معدل الحركة إلى الفوتون ٢٠ ميلا من الثانية، وبالنسبة للتفاعل غير المسموم، لا سيما في المقامرة السريعة أو المحاكاة الجراحية النائية، فإن الحاجة إلى أن تكون أقل من ١ ميل من الثاني.

قدرات البيانات العالية للصور

وعلاوة على ذلك، فإن الرؤوس الحالية للأجهزة ذات التردد العالي تتراوح بين ٢ و ٤ كيلو مترات لكل عين، ولكن البيئات غير المكتملة تتطلب من ١٦ كيلو و ٣٢ كيلو لكل عين، مع وجود ٢٤٠ كيلو مترا مربعا، للقضاء على آثار الشاشة والحركة، حيث أن وجود مجرى فيديو غير مكتظ بهذه المواصفات يتطلب عدة مئات من العجلات لكل ثانية من النطاق الترددي.

تعزيز القدرة على التواصل مع العالمات المتطرفة على الإنترنت

وسيؤدي استخدام الشبكات القائمة للتدخل والازدحام كثافة المستعملين الافتراضيين مثل الشعار المكون للملايين من المستخدمين المتزامنين الذين يتفاعلون في أماكن دائمة، إلى الحد من التدخل والازدحام في الشبكات القائمة مع زيادة كثافة المستعملين. كما أن استخدام مجموعة تيراتز والشبكة الواسعة النطاق من المزودة بمقياس للتشغيل المتزامن سيسمح بنشر خلايا صغيرة - وهي أساسا " برج على كل نقطة انطلاق " - توفر وصلات عالية للتفاعل بين كل مستخدم.

تجهيز الحاسوب والشبكات

فالواقع الافتراضي يجعله مكثفاً من الناحية الحسابية، فالتهريب الذي يُنقل إلى السحابة هو نهج جذاب لإبقاء الرؤوس خفيفة الوزن وعامل القدرة، ولكنه يتطلب وقتاً منخفضاً جداً في المرحلتين ذهاباً وإياباً، ويدمج 6 زاي الحوسبة مباشرة في شبكة الوصول اللاسلكي - مع مسرعات الترددات وأجهزة التصوير العالمي في محطات الأساس، وهذا يسمح بجعل مفهوم المشاهد السحبية الثقيلة().

التغذية الخافضة والزئبق المتعدِّدة الإحساس

ولا يقتصر الاختراق الحقيقي على البصر والصوت - بل يجب أن يشمل أيضا اللمس ودرجة الحرارة بل وحتى الرائحة - وتحتاج القفازات والبدلات الهباتية إلى نقل بيانات ذات طابع آني: أنماط النسيج والقوة والتشفير الافتراضية.

التوائم الرقمية والتقليد الحقيقي

ومن المتوقع أن يكون التوأم الرقمي - أي النماذج الافتراضية للنظم المادية - حجر الزاوية في المكون 6 زاي، فعلى سبيل المثال، يمكن أن يكون للمدينة الذكية توأم رقمي يقوم على محاكاة آنية لتدفقات المرور والطقس واستهلاك الطاقة.

التحديات التي تواجه التغلب على التحديات

وفي حين أن إمكانات 6G بالنسبة للعالمات الافتراضية غير المتجانسة هائلة، فإن هناك عقبات تقنية واقتصادية وتنظيمية هامة يجب التصدي لها.

برامجيات وأجهزة إطلاق

وتعاني إشارات تيراهارتز من نطاق قصير جدا )عشرات إلى بضع مئات متر( ويسهل سدها من خلال الجدران أو الأشجار أو حتى الأمطار، مما يتطلب نشر محطات قاعدية بدرجة عالية، وربما كل ١٠٠ متر في المناطق الحضرية، ولا يزال تطوير أجهزة نقل ذات تكلفة منخفضة ومجدية من حيث الطاقة يشكل تحديا هندسيا كبيرا.

توزيع الطوابع وتنظيمها

أما فرق تيراتز فهي غير مرخصة إلى حد كبير أو مستعملة بشكل خفيف اليوم، ولكنها تتقاسم أيضا مع الخدمات العلمية السلبية (العلم الفلكي الإشعاعي والاستشعار الجوي) وينبغي للهيئات التنظيمية مثل لجنة المنافسة الحرة والاتحاد الدولي للاتصالات أن تخصص طيف كاف لـ 6 زاي بينما تحمي الخدمات الحالية، ومن المتوقع أن يحدد المؤتمر العالمي للاتصالات اللاسلكية لعام 2027 (WRC-27) النطاقات المرشحة للاستخدامات الدولية البطيئة.

الأمن والخصوصية

إن العوالم الافتراضية الوليدة تجمع كميات غير مسبوقة من البيانات ذات القياس البيولوجي: قذارة العين، أو التعبيرات الوجهية، أو حركة الأصابع، أو أنماط الصوت، بل وحتى إشارات الموجة الدماغية في الواجهات العصبية في المستقبل، ويمكن استخدام هذه البيانات في التنميط الخبيث، أو سرقة الهوية، أو في غلافات العوالق العميقة.

استهلاك الطاقة

إن إدارة الملايين من محطات قاعدية تيراهرتز، ومجهزي أجهزة الاستعلام، وقطع الأنابيب، ستستهلك كميات هائلة من الطاقة، وتشير التقديرات المبكرة إلى أن شبكات الغازات المتوسطة الحجم يمكن أن تكون أكثر من 5 جي أو أقل من ذلك بكثير، وأن الباحثين يستكشفون آليات الاستيقاظ، ومحطات القاعدة ذات الطاقة المتجددة، وشبه الموصلات ذات الطاقة المنخفضة استنادا إلى الغرافيني أو الموصلات الداخلية لتخفيف حدة الهلام.

الفرص في الصناعات عبر

وسيؤدي الجمع بين 6G والعالم الافتراضي غير المتجانس إلى استحداث نماذج جديدة للأعمال التجارية وتحويل القطاعات القائمة.

المقامرة والترفيه

وسيصبح القمار الافتراضي القائم على الكلاود غير قابل للتشويه من واقع الواقع، وسيتمكن اللاعبون من الدخول إلى عالمين ثابتين وصوريين مع آلاف المشاركين، ويشعرون بتأثير الانفجارات من خلال بذلات حية، ويواجهون في الوقت الحقيقي طابعات غير لاعبي تحركها منظمة العفو الدولية، وستتطور الموانئ إلى أحداث هجينة بدنية حيث يظهر اللاعبون من بعد على شكل هولغرافيا.

التعليم والتدريب

وسيتمكن الطلاب من الانتقال عن بعد إلى الأحداث التاريخية، أو إجراء تجارب مختبرية افتراضية، أو ممارسة إجراءات جراحية معقدة في بيئة خالية من المخاطر.() ويمكِّن الطلاب المتعددين من التفاعل في نفس الحيز الافتراضي مع التغذية المرتدة بالقطع - ويمكنهم فرز ضفدع افتراضي معا أو إجراء تجربة كيميائية افتراضية، ولكي يصبح تدريب الشركات أو محاكاة الاستجابة لحالات الطوارئ أو تشغيل الأجهزة الثقيلة أكثر واقعية بكثير، وتحسين الاحتفاظ بالأموالأمن.

الرعاية الصحية والتطبيب عن بعد

وقد أظهرت الحقيقة الافتراضية المُتَوَجِّدة بالفعل وعداً في إدارة الألم وإعادة التأهيل والعلاج في مجال الصحة العقلية، إذ يمكن للأطباء، بـ 6 جي، إجراء جراحات دقيقة عن بعد باستخدام الروبوتات التي يمكن الحصول عليها من الرضاعة، بينما يرتدى المريض رأساً من طراز VR يوفر الإلهاء ويقلل من القلق، ويمكن استكشاف التوأم الرقمية من الأعضاء في 3D خلال التخطيط الفوري السابق للتغذية.

العمل عن بعد والتعاون

وسيُستعاض عن منح الفيديو بترجمة تليفزيونية ضخمة: يبدو المستخدمون بمثابة أفاتار تصويري (أو هولوغرامات) في مكتب افتراضي مشترك، ويمكنهم التلاعب بثلاثة دُم معاً، وعقد دورات على متن الطائرة، وإجراء اتصالات بالعين بطبيعة الحال. Ericsson’s 6G]

المدن الذكية والهياكل الأساسية

ويمكن لمخططي المدن ومستجيبي الطوارئ أن يغمروا أنفسهم في توأم رقمي للمدن من أجل التدريب على السيناريوهات، وعلى سبيل المثال، يمكن استخدام محاكاة افتراضية للفيضانات أو الزلزال من أجل تحسين طرق الإجلاء.

خط زمني وطريق إلى التسويق

ومن المتوقع أن يبدأ توحيد الـ 6G في أواخر عام 2020، مع ظهور أول شبكات تجارية حوالي 2030، ويجري بالفعل إثبات النماذج الأولية: سيظهر سامسونغ وهواي ونوكيا اتصالات دون ثلاثة أضعاف بسرعة تتجاوز 100 غب، وأعلنت اليابان نجاحا في إجراء اختبارات على مدى 6 جي باستخدام هوائيات متحركة في 300 جيهرتز، مع تطور إطار النشر التدريجي للقرن 20 (الإنجاز المتوقع)

خاتمة

٦ زاي ليس مجرد تحديث تدريجي إلى ٥ زاي - بل هو تحول نموذجي يعيد تحديد كيفية تفاعلنا مع المحتوى الرقمي ومع بعضنا البعض، ومن خلال تسخير ترددات التاهرتز، ودرجة ايرلندا، والوصلات الواسعة النطاق، فإن ٦ زاي سيوفر الهياكل الأساسية اللازمة لعالم افتراضي غير مكتمل، التي تبدو بعيدة المنال على مدى عقود، وتحديات الأجهزة، والبحث عن الأمن، والطاقة، تتسم بالأهمية.