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La sexta generación de tecnologías inalámbricas prevé miles de millones de dispositivos conectados y abre la puerta al internet de los sentidos, a la comunicación holográfica y a una nueva era de la computación
La vida dibujada en la ciencia ficción empieza a ser realidad. Decenas de dispositivos conectados de forma simultánea en cada hogar, comunicaciones con presencia virtual, robótica avanzada, control de tráfico y de operaciones logísticas o industriales instantáneas, telemedicina, nuevas formas de educar, gemelos digitales, el internet de los sentidos… La lista de aplicaciones que esperan la nueva generación de tecnologías inalámbricas, el 6G, es interminable. En una década comenzará una nueva revolución tecnológica con miles de millones de humanos, aparatos, vehículos, robots y drones conectados. Ya comienza a dar los primeros pasos.
Las principales multinacionales tecnológicas se reúnen desde el lunes hasta el 13 de mayo en Sevilla para celebrar una nueva edición del Fórum 5G. Esta generación nació con el reclamo de más velocidad y capacidad: 20 gigabytes por segundo y reacción en un milisegundo. Pero sus aplicaciones han ido mucho más lejos que esas virtudes. Según Ricardo Medina, director general de la organizadora del encuentro internacional de la capital andaluza (Medina Media Events), “resulta que no se había valorado suficientemente lo bueno que podía ser”.
Las aplicaciones de esa tecnología están orientadas al presente con la mirada puesta en el futuro inmediato, en el 6G, que permitirá el intercambio de hasta un terabyte por segundo y latencia (respuesta) de 0,1 milisegundos. Para Tommy Svensson, profesor de sistemas de comunicación de la Universidad de Tecnología Chalmers (Suecia), “las expectativas son altas y la lista de deseos es larga”. Chalmers forma parte del conjunto de 25 entidades implicadas en el proyecto europeo de investigación Hexa-X para la implementación de la nueva generación.
Los integrantes de este grupo consideran que, “si bien 5G ha permitido consumir medios digitales en cualquier lugar y en cualquier momento, la tecnología del futuro debería permitir integrarnos en mundos completamente virtuales o digitales”.
“En el mundo de 2030″, señala el consorcio, “la inteligencia humana se verá aumentada al estar estrechamente acoplada y entrelazada a la perfección con la red y las tecnologías digitales. Con los avances en inteligencia artificial, las máquinas pueden transformar los datos en razonamientos y decisiones que ayudarán a los humanos a comprender y actuar mejor en nuestro mundo. A medida que las máquinas domésticas e industriales de hoy se transforman en enjambres de robots multipropósito y drones, las nuevas interfaces hápticas [interacción mediante el tacto] y de pensamiento hombre-máquina para controlarlas desde cualquier lugar deberían convertirse en una parte integral de la red futura”.
Svensson destaca que, en los próximos 10 años ―”o incluso antes”, vaticina—, el 6G habilitará el internet de los sentidos. “Esto significa que podremos experimentar las aplicaciones de internet utilizando los cinco sentidos humanos, no solo la vista y el oído como hoy”. “Y nuestros hogares, oficinas, fábricas y ciudades”, añade, “se representarán en un mapa interactivo constantemente actualizado, capaz de predecir lo que sucederá en el mundo real. Podremos comunicarnos a través de hologramas y trabajar con superficies inteligentes posicionadas en tres dimensiones con información sobre la orientación de los objetos”.
Los hologramas permitirán interactuar con todo tipo de objetos en cualquier lugar o disfrutar de un espectáculo imposible, como los conciertos de María Callas celebrados en teatros de todo el mundo hace dos años, o recrear la presencia de seres queridos o mantener una reunión casi presencial a kilómetros de distancia, como la experiencia de los primeros humanos holtransportados para una prueba de telemedicina en la Estación Espacial Internacional (ISS, por sus siglas en inglés), o ir al supermercado sin moverse de casa o participar del mundo paralelo que promete el metaverso.
“Todo esto será posible”, según el científico, “gracias a las altas velocidades de transmisión, la baja latencia, el conocimiento del entorno, el posicionamiento y la orientación, la detección integrada, la red de redes y la potencia computacional descentralizada en las redes móviles. El 6G puede garantizar una comunicación energéticamente eficiente, confiable, robusta y segura”.
Akihiro Nakao, profesor de Ingeniería de la Universidad de Tokyo e integrante de un equipo de investigación finlandés y japonés sobre el desarrollo del 6G, coincide: “No se trata solo de velocidades más altas y una respuesta más rápida, aunque estas cosas mejorarán. Los objetivos del 6G incluyen una mejora masiva en la eficiencia energética, la seguridad basada en la mecánica cuántica, la optimización de la red impulsada por la inteligencia artificial, la integración con las redes satelitales y más. Para la vida cotidiana, todo esto significa que las personas tendrán una experiencia más fluida comunicándose entre sí, así como interactuando con servicios y dispositivos”.
Añade Akihiro Nakao que “algunas áreas de la vida que podrían beneficiarse del 6G incluyen la atención médica, donde los sensores integrados de baja potencia podrían comunicar datos de salud en tiempo real a médicos o sistemas, o incluso la respuesta a desastres, ya que la integración con plataformas satelitales significa que, si la infraestructura terrestre se daña, se puede mantener la comunicación esencial”.
Andy Molisch, profesor de ingeniería eléctrica e informática en la Universidad Southern California Viterbi, identifica tres aplicaciones que marcarán el desarrollo de la nueva generación de comunicaciones: internet háptico, comunicaciones holográficas y edge computing, una infraestructura informática que mejora la eficiencia de las aplicaciones, dispositivos (internet de las cosas) y servidores periféricos locales. “Estas tres áreas”, según Molisch, “tienen el potencial de cambiar las comunicaciones, la salud, el transporte, la educación y más”.
Otro de los grandes avances, según los integrantes del proyecto europeo ENABLE-6G, dirigido por Domenico Giustiniano y Joerg Widmer, serán los gemelos digitales (digital twin). Este concepto, que supone la representación virtual exacta de un objeto físico, permitirá investigaciones médicas para conocer la reacción molecular a un tratamiento antes de administrarlo o ensayar una intervención quirúrgica o conocer la respuesta de una infraestructura o anticipar el comportamiento del tráfico o prever el resultado de un proceso industrial, entre otros miles de aplicaciones. Hyundai, entre otras compañías, ya utiliza la última tecnología de realidad virtual para transformar el diseño del automóvil.
También mejorarán los sistemas de localización, imprescindibles para la conducción autónoma o los procesos industriales teledirigidos. Según Henk Wymeersch, profesor de sistemas de comunicación en Chalmers, la nueva tecnología móvil “ofrecerá funciones de geolocalización cada vez más sofisticadas y con una precisión de hasta menos de un centímetro”.
La tecnología permitirá del mismo modo la transmisión multicanal de vídeo de ultra alta definición sin comprimir, la transferencia de datos a corta distancia y ultra alta velocidad entre dispositivos, así como las comunicaciones de chip a chip.
Como explica Svensson, en el plano individual, el 6G abre la puerta al internet de los sentidos. Según Marianna Obrist, catedrática de Interfaces Multisensoriales en el University College de Londres, “aunque las tecnologías interactivas constituyen una parte fundamental y común de nuestra vida cotidiana, la experiencia típica del usuario solo implica los sentidos de la vista y el oído”. “Sin embargo”, añade, “el tacto, el gusto y el olfato tienen una gran repercusión en la salud, la seguridad, el ocio, el trabajo y nuestro bienestar general. Por lo tanto, las experiencias multisensoriales, si se incorporan en tecnologías interactivas de una forma fácil de usar, podrían posibilitar oportunidades de productos, tecnologías y servicios totalmente nuevos”.
En la integración de estos sentidos trabaja el proyecto europeo Sense X y ya se anticipan dispositivos como el TastyFloats, un sistema para degustar a partir del principio de levitación acústica. Según explica Obrist, este modelo “emplea ondas sonoras de alta intensidad para suspender materia, en este caso partículas de sabor, en el aire”. “Desarrollamos un dispositivo sin contacto que ofrece estímulos gustativos en el aire, sin ninguna sujeción. De este modo, el usuario es libre de interactuar con el estímulo usando su lengua”. También trabajan con la implementación de tecnología táctil para diseñar experiencias multisensoriales. En este sentido, un equipo de investigación de la Universidad de Chemnitz y Dresde (Alemania) ha dado un gran paso adelante en el desarrollo de pieles electrónicas sensibles (e-skin) con pelos artificiales integrados. Las pieles electrónicas son sistemas electrónicos flexibles que intentan imitar la sensibilidad de la piel humana.
Desafíos
Este futuro inmediato tiene que resolver algunos desafíos. El primero es que la señales del 6G, para alcanzar velocidades de datos de un terabyte por segundo y tiempos de respuesta tan bajos como 0,1 milisegundos, deben transmitirse en el rango de los terahercios, más allá de 300 GHz. Esto significa que el ancho de banda será muy alto, pero también que el alcance de las señales será muy corto y podrían bloquearse con muros y otros obstáculos. Esto implica un mayor número de estaciones base, aunque serán más pequeñas, y de nuevos tipos de antenas y mucha cantidad de estas para proporcionar una cobertura suficiente.
Según explica Andy Molisch, “a frecuencias más altas, las ondas se vuelven más difíciles de manejar, lo que facilita la pérdida de conexión”. “También se deben desarrollar nuevos algoritmos que permitan que el procesamiento en el nuevo ancho de banda y dispositivos (hardware) completamente nuevos. Todavía hay mucho que necesitamos entender antes de que podamos comenzar a construir herramientas prácticas que funcionen en este espacio, de que entendamos la comunicación a estas frecuencias lo suficiente como para hacer de 6G una realidad cotidiana”, añade.
Para Svensson, frente a este inconveniente, se parte de una ventaja: la nueva generación nace con un soporte de inteligencia artificial y aprendizaje automático ya disponible.
Las futuras redes 6G también exigen mejorar las comunicaciones inalámbricas para proporcionar detección exacta del entorno y reducir significativamente la huella energética por dispositivo con el fin de evitar un enorme aumento del consumo general de energía de la red.
En este campo se trabaja en dos tecnologías clave: la comunicación de luz visible de baja potencia (que utiliza luces LED para transmitir datos a través del espectro visible) y las superficies inteligentes reconfigurables (que dotan de capacidades de comunicación a la superficie de las paredes y objetos). Según Joerg Widmer, investigador principal de Enable 6G, “la integración de las superficies reflectantes inteligentes (RIS, por sus siglas en inglés) mejorará la capacidad de la red y una mayor tolerancia a la pérdida de enlaces, mejorando así los servicios móviles de los que dependen los ciudadanos y la industria”.
Por último, la avalancha de datos supone un desafío para garantizar la privacidad, para lo que se trabaja en mecanismos de aprendizaje automático que la preserven, “para compartir con la infraestructura de red”, según explica Giustiniano, “sólo los metadatos necesarios para prestar estos servicios, al tiempo que se protegen los datos personales”.