Według IBM, "cyfrowy bliźniak jest wirtualną reprezentacją obiektu lub systemu, który obejmuje jego cykl życia, jest aktualizowany z danych w czasie rzeczywistym i wykorzystuje symulację, uczenie maszynowe i rozumowanie, aby pomóc w podejmowaniu decyzji." Wyraźnym celem cyfrowych bliźniaków jest kontrolowanie fizycznej wersji bliźniaka.
Co więcej, 6G w pełniejszy sposób umożliwi i ułatwi tworzenie cyfrowych bliźniaków dla złożonych systemów, budynków, miast i ludzi. - Technocracy News & Trends Editor Patrick Wood
Podczas gdy w USA i na całym świecie trwa intensywny rozwój sieci komórkowych 5G, główne programy akademickie, instytuty badawcze oraz komercyjne działania badawczo-rozwojowe koncentrują się na głębszych badaniach obietnicy i realizacji technologii 6G. Znaczące inwestycje rządowe już zostały dokonane i oczekuje się, że w ciągu najbliższych kilku lat gwałtownie wzrosną. Państwa walczą o pozycję lidera w dziedzinie 6G zarówno w przypadku zastosowań komercyjnych, jak i militarnych, a także wspierają wczesne badania nad technologią i zastosowaniami.
Znacząca ekspansja przewidywana we wszystkich typowych wskaźnikach komunikacji komórkowej, w tym pojemności, opóźnień, gęstości urządzeń, niezawodności połączeń i innych wskaźników rozwoju technologii, jest dobrze udokumentowana.2 Warto również zwrócić uwagę na gwałtowny wzrost liczby i różnorodności urządzeń podłączanych do sieci w ramach szybko rozwijającego się IoT.
Oczywiście, aby wymienić kilka obszarów znacznego wzrostu, będą one wymagały znaczących przełomów technologicznych w zakresie konstrukcji układów scalonych, technologii antenowych, sieci wbudowanych oraz uczenia maszynowego w czasie rzeczywistym.
Wpływ 6G będzie odczuwalny w wielu branżach i w licznych zastosowaniach.
Jednak z perspektywy przedsiębiorstw i konsumentów oczekuje się, że największy wpływ 6G będzie miał projekt, wdrożenie i powszechne przyjęcie wielu nowych aplikacji, które wykorzystują te znaczące przełomy technologiczne (patrz rysunek). Niektóre z omawianych zastosowań obejmują holograficzną telepresencję, chirurgię na odległość, rozmieszczenie autonomicznej floty pojazdów bezzałogowych oraz eksplorację głębokiego kosmosu lub głębokich oceanów3.
Przełomowa technologia 6G będzie musiała spełniać spójny, przewidywalny i wymagający zestaw umów o poziomie usług (SLA), aby wspierać tak różnorodne zastosowania, jednocześnie dostosowując się w spójny sposób do bezprecedensowego poziomu dynamiki systemu.
Prace nad wstępnymi standardami
Chociaż oczekuje się, że wstępne standardy 6G zostaną wydane przez 3GPP dopiero około 2028 roku, to prace związane z badaniem technologii, projektowaniem i integracją prowadzone przez wiodących producentów chipsetów, sprzętu sieciowego i urządzeń oraz dostawców usług powinny rozpocząć się znacznie wcześniej. Prowadzi to do ważnego pytania: Jak badamy wpływ innowacji technologicznych na poziomie systemu end-to-end i ich ewentualny wpływ na zapewnienie SLA na poziomie aplikacji?
Powiązany problem dotyczy zrozumienia i złagodzenia wszelkich kwestii związanych z interoperacyjnością ze starszymi infrastrukturami 5G, a być może nawet LTE. Oczekuje się, że wiele z tych innowacji będzie zawierało aspekty bezpieczeństwa - jak można je rozwiązać z perspektywy systemu systemów, a nie komponentów?
Inżynieria cyfrowa w ogóle, a w szczególności bliźniaki cyfrowe, oferują wyjątkową możliwość oceny łącznego wpływu tych innowacji na wcześniejszych etapach cyklu życia produktu, być może przed dokonaniem znaczących inwestycji w celu ich wyprodukowania, zintegrowania i wdrożenia w systemach 6G. Wykorzystanie cyfrowych bliźniaków oraz potencjał inżynierii cyfrowej w zakresie skrócenia cyklu życia produktu zyskuje coraz większą uwagę.
Dlaczego cyfrowe bliźniaki?
Proponuję koncepcję zintegrowanego cyfrowego stanowiska testowego 6G, jako kompozycji cyfrowych bliźniaków komponentu, urządzenia, podsystemu i elementów sieci, skonstruowanych na różnych poziomach wierności i połączonych za pomocą standardowych interfejsów API. Od innych istniejących i proponowanych stanowisk testowych 6G możemy odróżnić takie stanowisko, ponieważ koncentruje się ono na ocenie wydajności aplikacji end-to-end w zróżnicowanych warunkach pracy.
Skupia się on w mniejszym stopniu na ocenie wydajności lub zgodności ze specyfikacją poszczególnych komponentów. Chodzi raczej o ustalenie, w jaki sposób dany komponent, po zintegrowaniu z wdrożeniem na poziomie systemu, pomoże w zapewnieniu end-to-end SLA.
Często pojawiającym się pytaniem jest czym różnią się cyfrowe bliźniaki od modeli symulacyjnych lub emulacyjnych? Kluczowym czynnikiem różnicującym jest dynamiczna natura modelu reprezentowanego przez cyfrowego bliźniaka, która odnosi się do jego zdolności do okresowej aktualizacji stanu, aby naśladować stan odpowiadającego mu systemu fizycznego, który modeluje.
Na przykład, w przypadku sieciowego bliźniaka cyfrowego, model może okresowo aktualizować modelowany przepływ ruchu lub środowisko propagacji sygnału, lub położenie radia nadawczego, z systemu fizycznego. Aktualizacje mogą również pochodzić z systemu AI lub ML, który okresowo aktualizuje atrybuty modelu digital-twin na podstawie wiedzy o zdarzeniach historycznych lub nawet agregacji przebiegów w celu syntezy oczekiwanego zachowania.
Ponieważ coraz więcej czujników jest podłączanych do sieci poprzez przemysłowy IoT (IIoT), będą one dostarczać solidny strumień danych, który można inteligentnie wykorzystać do ciągłej aktualizacji cyfrowych bliźniaków i zwiększenia dokładności ich przewidywań.
Takie stanowiska testowe pozwolą szerokiej społeczności 6G odpowiedzieć na wiele krytycznych pytań w trakcie całego cyklu rozwoju - od priorytetyzacji obszarów technologicznych po kompromisy architektoniczne, planowanie rozmieszczenia, przeszkody i łagodzenie interoperacyjności, aż po oceny odporności cybernetycznej na poziomie systemu.
**By Dr. Rajive Bagrodia
**Source
Brak komentarzy:
Prześlij komentarz