Lợi ích của tỷ lệ kèo nhà cái hôm nay không dây tiên tiến là gì? [Phỏng vấn giáo sư Mikio Hasegawa] Khoa học tính toán, Truyền thông/Kỹ thuật mạng

Bạn tưởng tượng điều gì khi nghe đến từ tỷ lệ kèo nhà cái hôm nay không dây? Wi-Fi, thứ đã trở nên không thể thiếu do làm việc từ xa và các lớp học trực tuyến, là một trong những ứng dụng của tỷ lệ kèo nhà cái hôm nay không dây Trong nỗ lực mở rộng không gian sống (thuộc địa không gian) vào không gian, hiện đang thu hút sự chú ý ngày càng tăng, cần phải liên lạc với các trạm gốc trên mặt đất Do đó, chúng tôi đã nói chuyện với Giáo sư Mikio Hasegawa thuộc Khoa Kỹ thuật Điện, Khoa Kỹ thuật, Đại học Khoa học Tokyo, về cách áp dụng tỷ lệ kèo nhà cái hôm nay không dây được tối ưu hóa bằng AI

Tối ưu hóa trong tỷ lệ kèo nhà cái hôm nay không dây là gì

Trước hết, bạn hiện đang thực hiện loại nghiên cứu nào?

Dựa trên nghiên cứu tôi đã thực hiện về mạng thần kinh và tối ưu hóa khi còn là sinh viên, tôi hiện đang nghiên cứu việc tối ưu hóa truyền thông không dây Ví dụ, để triệt tiêu nhiễu sóng vô tuyến từ các thiết bị đầu cuối xảy ra trên một khu vực rộng, các thông số như 1 tần số 2 công suất truyền 3 phương thức liên lạc 4 tốc độ mã hóa được tối ưu hóa Ngày nay, nhiều hệ thống truyền thông khác nhau cùng tồn tại và có nhiều thông số khác nhau bên trong chúng, khiến nó trở thành một vấn đề tối ưu hóa phức tạp Tôi muốn giải quyết vấn đề này bằng cách áp dụng công nghệ trí tuệ nhân tạo tiên tiến Chúng tôi cũng sử dụng phương pháp ủ lượng tử, máy Ising mạch lạc, ra quyết định tốc độ cực cao bằng cách sử dụng hỗn loạn laser và học tăng cường, hiện đang thu hút sự chú ý dưới dạng máy tính tốc độ cực cao mới Bằng cách tối ưu hóa các thông số khác nhau của từng hệ thống truyền thông, khả năng liên lạc và tỷ lệ lỗi có thể được cải thiện Ngoài ra, chúng tôi đang nghiên cứu các phương thức liên lạc bằng cách sử dụng hệ thống thử nghiệm tự tạo mô phỏng hệ thống liên lạc mật độ cực cao có tên Massive IoT, hệ thống này rất quan trọng trong Beyond 5G/6G

Bạn hình dung những tình huống nào mà hệ thống liên lạc mật độ cực cao thực sự được sử dụng?

Vấn đề với công nghệ truyền thông diện rộng tiêu thụ điện năng thấp có tên gọi Low Power Wide Area (thường được gọi là LPWA) là hiện tượng nhiễu có thể xảy ra trong phạm vi vài chục km Do đó, bằng cách giải quyết vấn đề phức tạp về nhiễu sóng vô tuyến, chúng tôi hình dung ra một tình huống trong đó hoạt động liên lạc có thể truyền qua ngay cả ở mật độ cao, tùy thuộc vào lượng dữ liệu liên lạc Bức ảnh này được phát triển với sự tài trợ cạnh tranh của Bộ Nội vụ và Truyền thông Sử dụng 500 máy phát, có thể tiến hành các thí nghiệm truyền thông trong điều kiện nhiễu mật độ cao Phương thức tỷ lệ kèo nhà cái hôm nay sử dụng phương pháp được đề xuất của chúng tôi Điểm độc đáo trong phòng thí nghiệm của tôi là chúng tôi tiến hành đồng thời các thí nghiệm trong lĩnh vực nghiên cứu truyền thông không dây, bao gồm nhiều mô phỏng

Thử nghiệm phương thức liên lạc mật độ cực cao sử dụng 500 thiết bị không dây IoT

tỷ lệ kèo nhà cái hôm nay trong không gian là điều cần thiết ở các thuộc địa trong không gian

Bạn dự định áp dụng công nghệ liên lạc mặt đất vào không gian như thế nào?

Khi liên lạc giữa các trạm mặt đất và không gian, vấn đề chính là độ trễ liên lạc do khoảng cách vật lý Có nhiều thông số cần được tối ưu hóa khi liên lạc giữa không gian và mặt đất Hiện tại, chúng tôi đang tối ưu hóa điều khiển xuyên lớp bằng trí tuệ nhân tạo Ngoài ra, do mây và các chướng ngại vật khác cản trở truyền thông quang học nên cần tối ưu hóa để chọn các trạm mặt đất không có mây Chúng tôi cũng đã bắt đầu nghiên cứu nhằm giải quyết vấn đề này

Ưu tiên của bạn khi tối ưu hóa công nghệ truyền thông trong không gian là gì?

Mục tiêu là kết nối Internet mặt đất ở tốc độ liên lạc cao và ít lỗi nhất Như các bạn đã biết, Internet mà chúng ta sử dụng hàng ngày có độ tin cậy cao và hầu như không có lỗi Điều này là do giao thức TCP/IP được sử dụng làm tiêu chuẩn toàn cầu cho liên lạc trên mặt đất và lớp vận chuyển có trong giao thức này có chức năng xác nhận xem dữ liệu đã được gửi đến bên kia mà không bị lỗi hay chưa Mặt khác, tỷ lệ kèo nhà cái hôm nay không dây với không gian bị chậm trễ do khoảng cách vật lý Vấn đề là thông lượng có thể được cải thiện bằng cách tối ưu hóa các tham số khác nhau trong giao thức truyền tải lớp trên một cách cân bằng tốt, từ phương pháp điều chế lớp dưới, sửa lỗi và độ dài khung Nếu chọn phương pháp điều chế/tốc độ mã hóa với tốc độ truyền thông nhanh trên lớp vật lý, mặc dù tốc độ truyền thông nhanh nhưng lỗi truyền thông có nhiều khả năng xảy ra hơn Ngược lại, việc chọn sơ đồ điều chế/tốc độ mã hóa chậm hơn sẽ làm giảm việc truyền lại ở các lớp trên Sự cân bằng như vậy đạt được để tối đa hóa thông lượng

Mô hình tham chiếu OSI (trái) và chu trình nhận thức (phải)

Lợi ích do truyền thông thế hệ tiếp theo 6G mang lại

Trong tương lai bạn muốn đóng góp như thế nào cho xã hội thông qua nghiên cứu?

Nghiên cứu ngoài 5G/6G, được thực hiện bằng cách sử dụng phương pháp ủ lượng tử và trí tuệ nhân tạo phù hợp để tối ưu hóa, là nghiên cứu sẽ dẫn đến những tiến bộ về tốc độ liên lạc, năng lực liên lạc và chất lượng liên lạc bằng cách tối ưu hóa nhiều thông số khác nhau của phương thức liên lạc mới trong thời gian thực

Có dự án nghiên cứu chung nào mà bạn muốn tập trung vào trong tương lai không?

Ngoài ra, chúng tôi muốn nghiên cứu một hệ thống có thể tối ưu hóa toàn bộ môi trường liên lạc không dây trong thời gian thực bằng cách áp dụng trí tuệ nhân tạo tốc độ cao vào nhiều công nghệ mới khác nhau trong 5G/6G Trong nghiên cứu chung của chúng tôi với NTT, chúng tôi đang sử dụng máy Ising mạch lạc (CIM) và trong nghiên cứu chung của chúng tôi với Giáo sư Naruse của Đại học Tokyo, chúng tôi đang áp dụng phương pháp học tăng cường cực nhanh bằng cách sử dụng hỗn loạn laser để tối ưu hóa không dây Trong nghiên cứu IoT, chúng tôi không chỉ tập trung vào mô phỏng mà còn tập trung vào việc triển khai trí tuệ nhân tạo và chúng tôi muốn tiếp tục phát triển các hệ thống thực tế Trong nghiên cứu của chúng tôi với Seiko Holdings, chúng tôi hiện đang xin cấp bằng sáng chế để giảm hơn nữa mức tiêu thụ năng lượng của Bluetooth Low Energy (BLE) bằng AI Tôi muốn tập trung vào việc áp dụng trí tuệ nhân tạo không dây để thực sự có thể được sử dụng trên thế giới kể từ bây giờ

Tôi có thể cảm nhận được mong muốn mạnh mẽ của giáo sư là được đóng góp cho hệ thống thông tin liên lạc của thế giới bằng cách áp dụng trí tuệ nhân tạo, hiện đang thu hút sự chú ý như một công nghệ mới Tôi đang mong chờ ngày hệ thống liên lạc không dây trí tuệ nhân tạo sẽ được sử dụng như một phần trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta Cảm ơn bạn rất nhiều vì cuộc nói chuyện có giá trị của bạn ngày hôm nay

Sau cuộc phỏng vấn

Cho đến nay, tôi đã có định kiến ​​rằng tối ưu hóa tỷ lệ kèo nhà cái hôm nay không dây có nghĩa là làm cho thiết bị nhỏ hơn nhưng tôi đã học được rất nhiều điều bằng cách áp dụng trí tuệ nhân tạo để thay đổi các thông số do hệ thống đặt ra nhằm tiến gần hơn đến tốc độ và lỗi tỷ lệ kèo nhà cái hôm nay mục tiêu Tôi đặc biệt quan tâm đến việc anh ấy đã tạo ra và thử nghiệm một hệ thống liên lạc mật độ cực cao, giả sử tình huống mật độ cao, vì công nghệ liên lạc với không gian đòi hỏi phải giải quyết các vấn đề nhiễu sóng vô tuyến Tôi rất cảm động trước mong muốn mạnh mẽ được đóng góp cho xã hội bằng cách tăng tốc độ liên lạc thông qua nghiên cứu Beyond 5G/6G Tôi biết được rằng tối ưu hóa có thể là một vấn đề phổ biến trong quá trình phát triển mọi thứ, vì vậy tôi muốn sử dụng nó trong nghiên cứu tương lai của mình Cuối cùng, tôi xin cảm ơn bạn đã dành thời gian trò chuyện với tôi, mặc dù bạn đang bận rộn với rất nhiều dự án nghiên cứu chung cùng một lúc

Tạo bài viết: Manami Fujii (hạt giống của Trung tâm Học tập Không gian)

Giáo sư Mikio HasegawaHasegawa Mikio | SSI | Trung tâm tỷ lệ kèo nhà cái sáng tạo của Đại học Khoa học Tokyo

Thời hạn

■Mạng thần kinh

Mô hình toán học mô phỏng một phần mạch thần kinh của não Công nghệ hỗ trợ chủ đề nóng hiện nay là AI (trí tuệ nhân tạo)

■TCP/IP

TCP là giao thức tỷ lệ kèo nhà cái hôm nay đồng thời xác nhận xem thông tin đã gửi có đến được bên kia một cách chính xác hay không IP là một phương thức tỷ lệ kèo nhà cái hôm nay mạng bằng cách gọi đến đích liên lạc bằng địa chỉ IP được gán bằng số TCP/IP là một giao thức truyền thông được sử dụng trên toàn cầu

■Kiểm soát nhiều lớp

Phương pháp điều khiển giúp cải thiện chất lượng liên lạc của các thiết bị đầu cuối trong mạng không dây bằng cách giảm tốc độ sử dụng kênh của các thiết bị đầu cuối truyền TCP

■Mã sửa lỗi

Mã cho phép bên nhận phát hiện và sửa các lỗi xảy ra khi ghi hoặc truyền dữ liệu

■Ủ lượng tử

Máy tính lượng tử sử dụng lượng tử để tìm trạng thái năng lượng tối thiểu Phương pháp này phù hợp để giải các bài toán tối ưu hóa vì nó có thể làm tăng số lần thử nghiệm dựa trên nguyên lý chồng chất lượng tử