Immaginate un sistema di comunicazioni wireless che diventa consapevole dell’ambiente circostante, delle persone e degli oggetti nella propria area di copertura, senza la presenza di alcun sensore o dispositivo di comunicazione attivo: sostanzialmente una rete in grado anche di percepire.
I sensi sono strumenti potenti e fondamentali per l’essere umano, tuttavia la loro efficacia è limitata alle immediate vicinanze. Dobbiamo essere presenti per avvertire temperatura, pressione, peso o altri parametri fisici. Dobbiamo trovarci a poche decine di metri da una fonte sonora per sentirla e a qualche centinaio di metri riusciamo tuttalpiù a scorgere solo oggetti di grandi dimensioni. Se, tuttavia, dotiamo le nostre reti della capacità di percepire, la nostra consapevolezza non è più limitata a ciò che ci circonda. La rete diventa il nostro sesto senso.
I segnali radio trasmessi in questa rete dalle stazioni base e dai dispositivi utente non trasportano solo dati. Quei canali di propagazione wireless diventano anche una fonte di informazioni situazionali. La rete è in grado di confrontare i segnali ricevuti riflessi dagli oggetti a fronte delle trasmissioni originali per raccogliere informazioni su tali oggetti. Questi segnali ricevuti possono informarci non solo della presenza di un oggetto, ma possono determinarne la tipologia e la forma, la posizione e velocità relative, e persino le proprietà del loro materiale.
Vista l’ubiquità delle reti di comunicazione wireless, è possibile creare un’immagine “speculare” o gemello digitale del mondo fisico usando la sensorialità di rete. Interagendo con questo gemello digitale, potremmo estendere i nostri sensi a ogni punto toccato dalla rete. Potremmo evitare incidenti del traffico percependo le auto non visibili durante le svolte agli angoli ciechi. Potremmo interagire direttamente a distanza con macchine e robot, vedere ciò che vedono, sentire ciò che sentono, dirigendone le azioni attraverso semplici gesti delle mani catturati dalla rete. Le nuove applicazioni per questo tipo di sesto senso di rete hanno come limite soltanto la nostra immaginazione.
Riteniamo che la rete sensoriale sarà un componente chiave dei sistemi 6G del futuro. Nokia Bell Labs ha appena pubblicato un white paper che esplora in dettaglio in che modo la sensorialità possa essere implementata, tuttavia esploreremo di seguito il concetto fondamentale di sesto senso di rete.
Un’evoluzione naturale
Il tentativo di aumentare i nostri sensi con le macchine è antica quanto il mondo. Pensate a una trappola per topi: percepisce la presenza del topo quando voi non siete là. Oppure il telescopio, che aumenta la visione affinché possiate vedere le stelle. Più di recente, l’Internet of things raccoglie miliardi di dispositivi sensoriali in rete in grado di estendere la portata dei sensi umani ben oltre il loro limite biologico.
I segnali radio costituiscono una parte fondamentale dell’infrastruttura sensoriale sin dai tempi di James Maxwell il quale, nel 19° secolo, stabilì per primo che le onde radio possono essere riflesse dagli oggetti. All’inizio, il radar fu utilizzato per “vedere” le navi nella nebbia, e da quel momento in poi, i segnali radio vengono utilizzati in modo considerevole per numerose applicazioni sensoriali, quali navigazione, telemetria e rilevamento oggetti. In effetti, fu il lavoro di radioastronomia vincitore del premio Nobel presso Bell Labs che stabilì che l’universo iniziò con il Big Bang, consentendo agli umani di percepire ciò che accadde 14 miliardi di anni fa!
La fase logica successiva è estendere queste funzionalità radio sensoriali oltre le macchine e le applicazioni speciali e collocarle in ogni cella e nodo dell’infrastruttura di comunicazione wireless che oggi ci circonda.
Il 5G supporta già la localizzazione basata su tecnologia ad accesso radio, tuttavia gli standard correnti non offrono ancora la funzionalità integrata atta a rilevare oggetti non connessi alla rete. Una tale funzionalità sensoriale integrata sarà progettata in modo nativo nel 6G, consentendo di offrire la sensorialità come servizio direttamente insieme alle comunicazioni.
Il passaggio al 5G ha reso disponibili larghezze di banda a spettro più ampio e bande a frequenza più elevata, mentre il passaggio al 6G consentirà alle reti di scalare verso frequenze ancora più elevate e canali ancora più ampi, requisito chiave per consentire la sensorialità. Larghezze di banda a spettro più elevato forniscono un range di risoluzione migliore, mentre le condizioni di propagazione diventano naturalmente più “geometriche”. Grazie a queste maggiori larghezze di banda, la rete percepirà i riflessi delle frequenze radio come immagini, in modo simile a come gli esseri umani percepiscono le immagini visive con gli occhi. Così, gli oggetti possono rilevati in modo più facile e preciso da una rete 6G.
Un nuovo mondo di applicazioni a sesto senso
Questa rete sensoriale spalancherà la porta a una pletora di nuovi servizi. Negli ambienti esterni, la rete può rilevare posizione, velocità e traiettoria di tutti i veicoli e pedoni in un’area, emettendo segnali di avvertimento in caso di eventuale intersezione con uno dei loro percorsi. Oppure la rete potrebbe semplicemente effettuare una ricerca nel nell’isolato per individuare un parcheggio libero.
A casa o in ufficio, la rete potrebbe rilevare se una persona fragile è caduta e persino “auscultarne” il battito cardiaco, allertando i soccorritori sul possibile trauma. Le fabbriche potrebbero utilizzare la sensorialità di rete per consentire agli esseri umani e ai robot industriali di lavorare fianco a fianco nell’officina in perfetta sicurezza. I consumatori potrebbero comunicare a gesti con elettrodomestici, dispositivi e assistenti robotici, mentre quegli stessi gesti visivi potrebbero essere utilizzati per comunicare con la rete stessa. La realtà virtuale potrebbe trarne grande beneficio in quanto le complicate attrezzature di input non sarebbero più necessarie per manipolare il mondo digitale. La rete rileva il movimento della mano o della gamba, o persino della palpebra – trasmettendo tali gesti alla simulazione Vr.
In molti casi, la sensorialità di rete verrebbe utilizzata per integrare altre tecnologie sensoriali. I dati sensoriali di telecamere e della rete possono fondersi insieme per rilevare oggetti all’interno di fumo, nebbia, polvere e oscurità. La sensorialità di rete potrebbe inoltre essere utilizzata nei luoghi in cui, per motivi di privacy, le telecamere non sono ammesse. La sensorialità RF è meno intrusiva della video sorveglianza, in quanto i segnali radio permeano già l’area che ci circonda. Per questo stesso motivo, la sensorialità di rete è anche perfettamente sicura. Essa, infatti, non inonderà il mondo di nuove onde radio. Misurerà semplicemente le proprietà dei segnali già utilizzati per la trasmissione dei dati sulla rete.
Infine, questi sensori radio trasformeranno il modo in cui ottimizziamo la rete di comunicazione. Una rete maggiormente consapevole del proprio ambiente circostante può prevedere fattori che possono portare alla diminuzione delle prestazioni o interruzione del servizio. La rete, ad esempio, potrebbe rilevare l’intersezione di un camion in arrivo con il percorso di un segnale radio. Può quindi emettere nuovi segnali e/o modificare i punti di trasmissione per assicurare che il servizio non subisca interferenze.
Una nuova rivoluzione mobile
Le reti mobili hanno trasformato la vita di quasi tutti gli esseri umani consentendo loro di comunicare da ogni angolo del pianeta. L’infrastruttura mobile compatibile con la sensorialità potrebbe creare una nuova rivoluzione estendendo la nostra consapevolezza al di là dell’area a noi immediatamente circostante senza la necessità di nuovi dispositivi sensoriali.
La creazione di questo sesto senso richiederà di più della sola tecnologia ‘network-as-a-sensor’ (rete come sensore). Sarà necessaria una miriade di altri sistemi, da AI/ML al gemello digitale, , a nuovo software e sistemi della conoscenza per interpretare ciò che le reti vedono e costruire le applicazioni e i servizi che agiranno su tali dati. La sensorialità è solo un’altra delle trasformazioni che prevediamo nel passaggio alle reti 6G: una delle sei componenti chiave che abbiamo delineato nel white paper Comunicazioni nell’era del 6G di Nokia Bell Labs.
Nell’era del 6G, la domanda inarrestabile di migliori prestazioni e maggiori funzionalità richiederà lo sfruttamento di bande sempre più elevate, segnali a larghezza di banda più ampia, nuove soluzioni per comunicazione e sensorialità congiunte, e nuovi approcci alla sicurezza e attendibilità. Queste tecnologie promuoveranno un progetto 6G non solo ottimizzato per la comunicazione, ma in grado anche di aiutare gli utenti a percepire e comprendere il mondo fisico, aumentando così le abilità umane nei modi più intuitivi.
