Les chercheurs publient un plan pour fusionner les technologies sans fil et l’IA

Il y a une différence majeure entre les humains et les capacités actuelles de l’intelligence artificielle (IA): le bon sens. Selon un nouvel article de Walid Saad, professeur au College of Engineering et à la prochaine tête sans fil au Virginia Tech Innovation Campus, une véritable révolution dans les technologies sans fil n’est possible que grâce au système avec la prochaine génération d’IA qui peut penser, imaginer et planifier des humains.

Publié dans le Actes de l’IEEE Numéro spécial du Journal sur la route vers 6G avec Ph.D. L’étudiant Omar Hashash et l’associé postdoctoral Christo Thomas, les résultats du journal suggèrent:

• Le lien manquant dans la révolution sans fil est l’IA de nouvelle génération.
• Le lien manquant dans la prochaine génération d’IA est les technologies sans fil.
• La solution consiste à rapprocher l’IA de l’intelligence humaine par le bon sens.

« Nous recherchons au moins 10 ou 15 ans plus tard avant d’avoir un réseau sans fil avec une intelligence générale artificielle [AGI] Cela peut penser, planifier et imaginer « , a déclaré Saad, professeur au département de Bradley de génie électrique et informatique.

« Nous avons une feuille de route du plan et du béton. Toute la vision peut ne pas être immédiatement déployable, mais des pièces peuvent être mises en œuvre maintenant. Nous essayons de positionner cet article de manière à dire à la communauté qu’il y a un chemin vers quelque chose de vraiment révolutionnaire – pas par étape, nous pouvons travailler vers un réseau vivant et sans fil. »

Les générations précédentes de réseaux sans fil ont été définies par plusieurs améliorations des composants de base, de telles nouvelles antennes et technologies de communication qui ont amélioré les performances. Selon les chercheurs, même le saut de 5G à 6G, caractérisé par l’ajout d’une architecture AI intégrée dans les systèmes sans fil et un réseau d’accès radio ouvert, sera suffisamment révolutionnaire pour répondre aux besoins futurs de traitement et de réseautage.

« C’est là que les choses commencent à devenir passionnantes », a déclaré Hashash. « La prochaine génération de réseaux sans fil et d’IA convergent main dans la main, mais peu voient comment ils peuvent réellement être fusionnés de manière transparente. »

Réseaux physiques dotés d’une IA

Au début, Saad, Hashash et Thomas se concentraient sur le métaverse et s’appuyaient sur ce qui est actuellement exploré dans 6G: intégrer l’IA sur les systèmes sans fil, appelés réseaux AI-Native.

« Le problème est que les chercheurs utilisent des outils d’IA classiques conçus pour d’autres tâches telles que la vision par ordinateur, ce qui les rend limités à bien des égards en matière de réseaux de communication », a déclaré Saad. « Pour fusionner le monde réel avec un monde virtuel, vous devez essentiellement le refléter. Ce n’est pas quelque chose que l’ancienne école peut faire. »

Bien que les humains développent du bon sens à travers un modèle mondial et comprennent la physique intuitive de l’environnement, les systèmes d’IA actuels sont formés sur les données. Ils ont tendance à extraire les modèles et à capturer des relations corrélatives sous-jacentes, mais ces systèmes d’IA ne peuvent pas raisonnablement naviguer dans des scénarios imprévus.

Dans sa prochaine phase, 6G espère surmonter cette solution d’IA étroite, statistique et basée sur des règles afin que le réseau améliore sa durabilité, sa généralisabilité, sa fiabilité et son explication. À ce jour, nous n’avons toujours pas de système d’IA qui peut gérer des scénarios nouveaux et inconnus, car ils manquent d’un trait humain important: le bon sens.

« Le bon sens nous permet de gérer de nouveaux scénarios, d’apprendre par analogie et de relier les points pour remplir des éléments plausibles manquants en cas de besoin », a déclaré Saad. « Autrement dit, le niveau actuel de l’IA est bon pour extraire les relations statistiques des données, mais il est très mauvais pour raisonner et généraliser à des situations nouvelles et inattendues – des choses que la plupart des humains maîtrisent parfaitement. »

Pour mélanger les dimensions physiques, virtuelles et numériques de manière transparente – par exemple, pour enfiler un casque de réalité virtuelle et « voyager » à travers l’espace et le temps à partir du confort de la maison – la prochaine génération de systèmes sans fil aura besoin d’exigences extrêmes de qualité de service sans fil pour des mondes parfaitement synchronisés. Il aura également besoin d’une hyper forme d’IA qui peut permettre au réseau d’orchestrer de manière transparente les dimensions physiques, virtuelles et numériques, ce que seul un véritable réseau humain peut atteindre.

En un mot, l’un des défis de la prochaine génération de sans fil au-delà de la 6G n’est pas seulement les contraintes physiques des technologies sans fil, mais les capacités limitées des technologies d’IA actuelles.

Le cerveau de télécommunications

Alors que la recherche se poursuivait, les membres de l’équipe ont été surpris de constater qu’ils s’appuyaient non seulement sur leurs études sans fil précédentes, mais que leurs recherches ont convergé avec des progrès optimistes dans l’IA vers l’intelligence au niveau de l’homme.

« D’une part, le métaverse avec son monde numérique peut permettre une perception en temps réel du monde physique, ce qui est un facteur essentiel pour permettre les réseaux agi-natifs », a déclaré Hashash. « D’un autre côté, le métaverse promet de proposer de nouveaux cas d’utilisation et applications telles que des avatars cognitifs qui nécessitent des capacités de bon sens. »

Le métaverse, avec des applications émergentes telles que les jumeaux numériques et sa capacité à avoir des représentations numériques identiques du monde physique, pourrait offrir aux réseaux des opportunités cruciales d’acquérir la perception, les modèles mondiaux hyperdimensionnels, les capacités de planification et le raisonnement analogique. Cette architecture fournirait le lien manquant qui en ferait un véritable «cerveau», équipant le réseau pour gérer des obstacles imprévus et prédire de nouveaux scénarios en dehors de ses données de formation.

« Nous devons créer des réseaux sans fil avec des capacités intrinsèques pour comprendre les mécanismes mathématiques derrière les modèles d’IA conçus, les propriétés physiques des objets du monde réel et leurs interactions les uns avec les autres », a déclaré Thomas.

« Cela nous oblige à fusionner les principes mathématiques, la théorie des catégories et les neurosciences pour modéliser le monde physique et comprendre les opérations complexes du cerveau humain. Nous plaidons donc de revoir les principes fondamentaux de l’IA, des réseaux sans fil, des mathématiques et des neurosciences. »

Au lieu des avancées incrémentielles aux technologies sans fil connues, les chercheurs proposent un changement de paradigme. Ce changement dépasserait le système sans fil Ai-Native prévu avec 6G et Aspire à un système équipé de niveaux d’intelligence humaine – l’intelligence qui est apprise à l’intersection du monde numérique et des futurs réseaux sans fil, ce réseau agi-natif est ensuite de mettre en œuvre certaines de ses capacités de bon sens aux jumeaux numériques, en train de déménager une nouvelle race de type AI humaine.

« Le lien manquant est vraiment le réseau sans fil et ses composants comme les jumeaux numériques, car nous pouvons utiliser un jumeau qui existe comme base pour un modèle mondial permettant ainsi une réflexion de niveau humain et intégrant ces processus de` `pensée  » dans le réseau sans fil », a déclaré Saad. « Nous pourrions en fait surmonter certaines des limitations actuelles du réseau, en libérant une toute nouvelle ère de réseautage sans fil. Il s’agit d’une stratégie gagnant-gagnant pour les évolutions sans fil et IA. »