به گزارش مشرق، بحث هوش‌مصنوعی و جایگاه آن در دنیای آینده یکی از جنجالی‌ترین و جالب‌ترین مباحث روزهای اخیر دنیاست. از طرفی می‌دانیم اینترنت ۵G هم درحال فراگیری در دنیاست

در این شرایط مقاله‌ای منتشر شده به‌نام «How Artificial Intelligence Improves ۵G Wireless Capabilities » که در ادامه ما فقط بخش کمی از آن را به‌خاطر اهمیت و جذابیت محتوا منعکس می‌کنیم.

کارآمد شدن و بازدهی بالا برای ارتباطات

در حالی که گوشی‌های هوشمند ما به طور فزاینده‌ای کوچک‌تر شده‌اند، الگوریتم‌های اصلی که آن‌ها را اجرا می‌کنند از دهه ۱۹۹۰ تکامل چندانی نیافته‌اند.

بنابراین، سیستم‌های ۵G انرژی بسیار بیشتری از حد مطلوب مصرف می‌کنند و نرخ بازده کمتراز حد انتظار را هم به دست می‌آورند.

جایگزینی الگوریتم‌های بی‌سیم سنتی با هوش مصنوعی و یادگیری عمیق، مصرف انرژی را به‌طور چشمگیری کاهش می‌دهد و عملکرد آن را بهبود می‌بخشد.

بر اساس این رویکرد اهمیت کاربرد هوش مصنوعی در ارتباطات ۵G بسیار بیشتر از تمرکز مدیریت شبکه و مدیریت زمان و مانند آن خواهد بود. هوش مصنوعی (AI) شبیه‌سازی فرایندهای هوش انسانی توسط ماشین‌ها و معمولا سیستم‌های رایانه ای است.

۵G چه زمانی در دنیا فراگیر خواهد شد؟

بیشتر اپراتورهای تلفن همراه جهان اکنون نوعی از فناوری نسل پنجم تلفن همراه یا همان ۵G را راه‌اندازی کرده‌اند. استانداردهای این نسل ارتباطی، برای اولین بار در اواخر سال ۲۰۱۷ تنظیم شد.

سه نوع اصلی سرویس ۵G وجود دارد: باند پایین، باند متوسط ‌و باند بالا. باید خاطر نشان کرد که حتی اگر همه اپراتورهای همراه جهان هم در حال حاضر خدمات ۵G ارائه دهند، چند سال دیگر طول می کشد تا شاهد تغییرات قابل توجهی در خدمات آن ها باشیم.

برای مقایسه، ۴G اولین‌بار در سال ۲۰۱۰ عرضه شد و در سال‌های ۲۰۱۲ و ۲۰۱۳ بود که زیرساخت‌های نرم‌افزاری و ارتباطی اصلی که برای کارخود به ۴G نیاز داشتند، بسیار محبوب شدند.

تخمین زده می‌شود تا سال ۲۰۲۴، صرفا ۴۰ درصد جهان از طریق شبکه ۵G متصل خواهند شد.

هوش مصنوعی چه نقشی در شبکه‌های ۵G ایفا خواهد کرد؟

پیچیدگی‌های زیادی در راه‌اندازی شبکه‌های ۵G وجود دارد و یکی از راه‌هایی که صنعت برای رفع این پیچیدگی‌ها به کار می‌گیرد، یکپارچه‌سازی شبکه‌هاست. البته چالش‌هایی در زمینه ادغام هوش مصنوعی در شبکه‌های ۵G وجود دارد. ساز و کارهای مؤثری برای جمع‌آوری، ساختار و تجزیه و تحلیل حجم عظیمی از داده‌های جمع‌آوری شده توسط هوش مصنوعی باید ایجاد شود. به همین دلیل، پذیرندگان اولیه هوش مصنوعی که راه‌حل‌هایی برای این چالش‌ها پیدا می‌کنند، با اتصال شبکه‌های ۵G و هوش مصنوعی به عنوان پیشتازان این صنعت ظاهر خواهند شد.

چرا ۵G به حوزه هوش مصنوعی مرتبط است؟

غیر از بحث ابتدایی درباره این‌که الگوریتم‌ها مبتنی بر پیشرفت گوشی‌ها جلو نرفته‌اند و از دهه ۹۰ میلادی ثابت مانده‌اند؛ نکته مهم دیگر که باید در نظر داشت محدودیت طبیعی طیف‌های قابل استفاده فرکانس‌های رادیویی است.

فرکانس‌های رادیویی و پهنای باند مورد استفاده توسط شبکه‌های سلولی فعلی به‌طور گسترده‌ای همزمان توسط برخی دیگر از سازمان‌ها و دستگاه‌ها به کار گرفته می شود.

قوانین ملی و بین المللی به شدت تداخل نداشتن برای کاربران امواج رادیویی مختلف را تنظیم می‌کند و اتحادیه بین المللی مخابرات بر هماهنگی این قوانین نظارت دارد.

این نگرانی وجود دارد که استفاده روزافزون از فناوری‌های بی‌سیم طیف امواج رادیویی را که تجهیزات الکترونیک برای برقراری ارتباط با یکدیگر استفاده می‌کنند، شلوغ کند.

یکی از روش‌های پیشنهادی برای حل این مشکل، توسعه و تولید و به‌کارگیری دستگاه‌های ارتباطی است که همیشه از یک فرکانس ثابت استفاده نمی‌کنند بلکه از الگوریتم‌های هوش مصنوعی برای جست و جو و یافتن فرکانس های آزاد استفاده می‌کنند.

این فعالیت هوشمند رادیویی قبلا امکان پذیر نبوده و حالا اپراتورها خواهند توانست با بهره‌گیری از هوش مصنوعی، بدون نگرانی از تداخل فرکانسی از تمام ظرفیت باندهای فرکانسی برای خدمات‌دهی استفاده کنند. ۵G از حسگرهای اینترنت اشیا (IoT) استفاده می‌کند که سال‌های طولانی دوام می‌آورند و به انرژی بسیار کمی برای کار کردن نیاز دارند.

این می‌تواند امکان تشخیص از راه دور، آبیاری و کشاورزی هوشمند و نظارت بر شرایط تجهیزات در کارخانه‌ها را فراهم کند. پزشکان می توانند با خیال راحت به داده های بیمار دسترسی پیدا کنند و... اما همه این امکانات و فرصت ها به استفاده از هوش مصنوعی برای کاربردی کردن آن‌ها نیاز دارد.

۵G چگونه به هوش مصنوعی کمک می کند؟

رایانش لبه (رایانش مرزی) مفهومی است که بر اساس آن داده‌ها را تا حد امکان نزدیک به منبع یا کاربر نهایی جمع‌آوری و پردازش می‌کند.

این منبع داده معمولا یک حسگر اینترنت اشیاست و پردازش به صورت محلی با قراردادن سرورها یا سایر سخت‌افزارها در نزدیکی محل فیزیکی منبع داده انجام می‌شود.

در حالی که محبوبیت این نوع محاسبات در حال افزایش است و بازارهای جدیدی را برای ارائه دهندگان مخابراتی، در میان سایر صنایع خلق می کند، بسیاری استدلال کرده‌اند که معرفی برخی محصولات «متصل»، باعث جهش بازار آن‌طور که انتظار می‌رفت، نشده است. این درحالی است که پیشرفت‌های اخیر فناوری هوش مصنوعی شروع به متحول کردن صنایع و توسعه ارزشی که این اتصالات می‌تواند با ترکیب داده‌های بزرگ، اینترنت اشیا و هوش مصنوعی برای مصرف‌کنندگان فراهم کند، کرده است.

۵G این انقلاب را سرعت می بخشد زیرا معماری شبکه ۵G به راحتی از پردازش هوش مصنوعی پشتیبانی می‌کند. معماری شبکه ۵G آینده هوش مصنوعی را تغییر خواهد داد.

یادگیری ماشین چیست؟

به زبان ساده، یادگیری ماشین زیرمجموعه‌ای از هوش مصنوعی است که الگوریتم‌ها و الگوهای آماری را برای انجام یک کار خاص بدون استفاده از برنامه‌ریزی های صریح و با تکیه بر الگوها و استنتاج ایجاد می‌کند. الگوریتم‌های پردازش سیگنال آموخته‌شده می‌توانند نسل بعدی سیستم‌های بی‌سیم را با کاهش قابل توجهی در مصرف انرژی و بهبود در چگالی، توان عملیاتی و دقت در مقایسه با سیستم‌های شکننده و دستی امروزی تقویت کنند.

یادگیری عمیق، زیرمجموعه ای از یادگیری ماشین است که در آن الگوریتم‌های مورد استفاده دارای سطوح زیادی هستند که هر کدام تفسیر متفاوتی از داده‌ها ارائه می دهند.

شبکه‌های بعدی الگوریتم‌ها به‌عنوان شبکه‌های عصبی مصنوعی شناخته می‌شوند زیرا شبیه شبکه‌های عصبی مغز انسان هستند.

شبکه های عصبی که یاد می‌گیرند چگونه به طور مؤثر حتی در شرایط دشوار، ارتباط برقرار کنند. این‌گونه شبکه‌ها به سرعت در حال تبدیل شدن به واقعیت هستند اما بدون استفاده از هوش مصنوعی و یادگیری ماشین نمی توان یک شبکه ۵G را به طور کامل عملیاتی کرد.

ادغام یادگیری ماشین و هوش مصنوعی در لبه شبکه را می‌توان از طریق استفاده از شبکه‌های ۵G به‌دست آورد.

۵G اتصال همزمان چندین دستگاه IoT را امکان پذیر و حجم عظیمی از داده را تولید می کند که باید با استفاده از یادگیری ماشین و هوش مصنوعی پردازش شود.