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Il futuro del 5G è l’Internet of Full Experience: trasmetterà anche le emozioni

La nuova tecnologia di accesso radio è già qui. Ma il potenziamento della componente URLLC può fare immaginare reti di in grado di veicolare contenuti di frequenza e fase delle onde cerebrali. Ecco le prossime tappe dello sviluppo

10 Apr 2019

Roberto Verdone

RadioNetworks, DEI, Università di Bologna


Il Fixed Wireless Access su 5G e la connettività mobile a velocità incrementata rispetto al 4G sono passaggi già a portata di mano; Industria 4.0 e smart automotive sono attesi a breve. Ma le conquiste promesse dall’ulteriore sviluppo delle sue componenti vanno molto oltre: dall’Internet of Skill che consentirà la telechirurgia, fino a servizi di comunicazione interpersonali in grado di garantire l’esperienza piena di un rapporto empatico.

Talvolta per immaginare il domani bisogna sognare il dopodomani.

Industria 4.0 e smart automotive

Il 5G, inteso come la nuova tecnologia di accesso radio, 5G-NR, standardizzata preliminarmente dall’ente di normazione internazionale 3GPP con la Release 15 dell’estate 2018, è attualità; il suo roll-out è alle porte. Quali siano le applicazioni del 5G che verranno proposte per prime dagli operatori a partire dal 2019 è oramai evidente: il Fixed Wireless Access (FWA) per le aree non raggiunge dalla fibra a casa dell’utente, la connettività mobile a velocità incrementata rispetto al 4G (eMBB – enhanced Mobile BroadBand).

Il domani è più incerto; successivamente al rilascio di Release 16 da parte del 3GPP, previsto per fine 2019, si assisterà allo sviluppo di ulteriori servizi 5G: quelli orientati alle applicazioni mission-critical (URLLC – Ultra Reliable Low Latency Communications, caratterizzate da tempi di reattività della rete dell’ordine del millisecondo) ed all’Internet of Things (mMTC – massive Machine Type Communications).

Tale sviluppo richiederà notevoli investimenti; dovrà essere accompagnato (processo in parte già in atto) dall’adozione di tecniche di edge computing, di intelligenza artificiale. Se per il mMTC il 5G raggiungerà un mercato già saturo di sistemi utilizzanti NB-IOT su 4G o reti LoRaWAN, i servizi di tipo mission-critical invece potranno avvantaggiarsi di prestazioni non offerte da alcuna rete preesistente. Ma quali applicazioni specificatamente potranno approfittare della componente URLCC del 5G, creando nuove necessità, nuovi bisogni e dunque nuovi mercati?

Le comunicazioni veicolari, l’industria 4.0. Per anni si è attesa la standardizzazione del 5G immaginandone l’applicazione nel mondo delle comunicazioni tra veicoli, o tra veicolo e la Rete, e per l’Industria 4.0.

Vi sono in questo momento processi in atto che stanno orientando case automobilistiche verso l’azione di CV2X, uno standard rilasciato dal 3GPP che offre molte opportunità all’ambiente veicolare, sfruttando tuttavia la rete 4G, di cui CV2X è una possibile estensione. La GSMA (GSM Association), che cura gli interessi degli operatori di reti mobili, già da tempo propone il CV2X come standard di riferimento per l’ambiente veicolare. Non è dunque chiaro se, come e quando il roll-out delle reti 5G-NR potrà rappresentare una interessante alternativa al CV2X. Ciò avverrà solo quando il mercato dell’auto connessa avrà raggiunto una maturazione non prevedibile nel medio termine.

Verso l’Internet of Skills

Un paradigma offerto dalla componente URLLC del 5G è quello della possibilità di mettere in relazione entità remote (persone, o persone con oggetti) con tempi di ritardo nella trasmissione dell’informazione compatibili con applicazioni in ambito medico o artistico; in quei contesti, cioè, dove le skill di specifici individui (un artista, un chirurgo) sono così rare da desiderarne una fruizione ubiqua. La possibilità che uno specialista possa effettuare una operazione chirurgica da remoto, se dotato di sistemi di realtà virtuale, mentre il paziente sarà sotto i ferri di un robot, permetterà di avvalersi delle sue skill in qualsiasi parte del mondo.

L’opportunità di sincronizzare artisti che si trovano in aree diverse del globo, permetterà l’esecuzione di brani musicali senza sia necessaria la co-presenza dei musicisti. Mischa Dohler, Professor in Wireless Communications al King’s College London, UK, è stato il primo nel 2018 a illustrare efficacemente queste potenzialità, grazie ad un prototipo di rete 5G che gli ha permesso di sincronizzare la propria esecuzione al pianoforte, a Berlino, con il canto della figlia soprano, a Londra. Un video video disponibile in rete mostra l’emozione scaturita dopo tale esperimento: nella sala, a Berlino, il Prof. Dohler era accompagnato dall’ologramma della figlia, poiettato in tempo reale. Dohler ha coniato il termine Internet of Skills, per rappresentare l’insieme di opportunità che il 5G (con l’URLLC) permetterà. Per meglio immaginare l’immediato domani.

Si tratta, tuttavia, di mercati di nicchia.

Full Experience nell’interazione remota uomo-uomo

Ora, proviamo a sognare il dopodomani.

L’interazione remota tra uomo e uomo è nata con l’avvento della telefonia, che ha permesso la trasmissione a grandi distanze della voce. Le reti telefoniche offrono ritardi di trasmissione inferiori ai 300 ms, un valore sufficiente per una persona a percepire in maniera naturale l’interlocuzione con un’altra. L’avanzamento tecnologico ha permesso negli ultimi anni di fruire con altrettanta facilità di servizi di trasmissione interattivi del video; anche in questo caso la sincronizzazione tra due interlocutori è soddisfacente se i ritardi di trasmissione sono confinati sotto il centinaio di millisecondi. Oggi, nella nostra esperienza quotidiana di comunicazione inter-personale remota attraverso le reti, possiamo ambire alla trasmissione delle informazioni relative a due sensi: la vista e l’udito. Mancano ancora gli altri tre.

La condivisione piena di un sentimento, di una emozione, da parte di persone richiede uno scambio che va oltre i due sensi principali. Occorre includere il tatto e l’olfatto, prima di tutto. Inoltre, è necessaria la condivisione del canale empatico. Recenti studi nel campo delle neuroscienza dimostrano che l’empatia non è uno stato della mente, ma del cervello, inteso come organo.

Le onde cerebrali emesse dai due lobi hanno la caratteristica di poter essere avvertite a brevi distanze e di adattarsi, oltre alle condizioni di sonno/veglia ed emotive dell’individuo, a onde emesse da sorgenti esterne; in primis, da altre persone. E’ oramai acclarato [1] che il sentimento di empatia, che permette alle persone di scambiare stati d’animo, di condividere sensazioni e sentimenti, sia connesso alla sincronizzazione delle onde cerebrali emesse dalle persone.

I passaggi nella comunicazione uomo-uomo

Nella comunicazione remota, fino a che il canale di comunicazione non includerà la trasmissione del contenuto di frequenza e fase delle onde cerebrali, l’esperienza piena di un rapporto empatico sarà impossibile. Tuttavia, per la sincronizzazione delle onde cerebrali, le cui frequenze normalmente vanno da 0 a 40 Hz (quindi con un periodo di oscillazione inferiore ai 25 ms), occorre confinare il ritardo di trasmissione al di sotto del millisecondo. Un ritardo non lontano da quello promesso dalla componente URLLC del 5G.

Proviamo a sognare un dopodomani in cui la comunicazione interpersonale remota includerà, oltre all’udito (magari con tecniche 3D) ed alla vista, la possibilità di trasmettere le informazioni olfattive, tattili e le onde cerebrali. L’interazione uomo-uomo a distanza sarà caratterizzata da piena esperienza.

Tecnicamente, si tratta di opzioni compatibili con lo sviluppo delle reti di comunicazione previsto dopo l’avvento del 5G e della sua componente URLLC, a partire dal 2020-2021. Quindi, possiamo immaginare che, domani, insieme all’Internet of Skills, il 5G cominci a offrire servizi di comunicazione interpersonali caratterizzati da livelli di esperienza (nel senso latino del termine, experiri) via via crescenti, generando l’Internet of Full Experience.

[1] N.D. Sharma, “Science behind Synchronization of Our Brains during Conversation”, Journal of Consciousness Exploration and Research, Vol.9, No. 6, 2018.

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