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La transición a 5G puso a disposición de los usuarios un mayor ancho de banda espectral y bandas de frecuencia más altas, y la transición a 6G permitirá a las redes escalar a frecuencias más altas y a canales aún más anchos

Imaginemos un sistema de comunicaciones inalámbrico que sea consciente de su entorno, de las personas y objetos en su área de cobertura, sin la presencia de sensores activos o dispositivos de comunicaciones; esencialmente, una red que también sea capaz de sentir.

La capacidad de sentir es un aspecto fundamental del ser humano. Pero si bien nuestros sentidos son poderosos, están limitados a nuestras inmediaciones. Debemos estar cerca para sentir la temperatura, la presión, el peso u otros parámetros físicos. Debemos de estar dentro de un radio de pocos metros de distancia de la fuente sonora para oír y, en el mejor de los casos sólo podemos ver objetos grandes a unos cientos de metros. Sin embargo, si otorgamos a nuestras redes la capacidad de sentir, entonces nuestra consciencia ya no estará limitada a nuestro entorno. La red se convierte en nuestro sexto sentido.

En esta red, las señales de radio transmitidas por las estaciones base y los dispositivos de los usuarios no transportan solo datos. Esos canales inalámbricos de propagación también se convierten en una fuente de información situacional. La red puede comparar señales recibidas que se hayan reflejado en objetos con sus transmisiones originales para reunir información acerca de esos objetos. Esas señales recibidas no solo pueden informarnos sobre la presencia de un objeto, sino que también pueden determinar su forma, ubicación y velocidad relativas, e incluso sus propiedades materiales.

A medida que las redes de comunicaciones se hacen ubicuas, se podrá crear un “espejo” o gemelo digital del mundo físico gracias a estas redes “sensibles”. Al interactuar con este gemelo digital, podríamos ampliar nuestros sentidos a todos los puntos que entren en contacto con la red. Sería posible evitar accidentes de tránsito al detectar automóviles que no vemos porque están aproximándose a la vuelta de la esquina. Podríamos interactuar a distancia con máquinas y robots, viendo lo que ven, oyendo lo que oyen, mientras dirigimos sus acciones a través de simples gestos de la mano captados por la red. Las nuevas aplicaciones de este sexto sentido de las redes solo están limitadas por nuestra imaginación. En Nokia creemos que la red sensible será un componente clave de los sistemas 6G del futuro.

Una evolución natural

Querer ampliar nuestra capacidad de sentir a través de máquinas no es algo nuevo. Pensemos en el telescopio, que aumentó nuestra visión para ver las estrellas. En la actualidad el Internet de las cosas (IoT) aloja miles de millones de dispositivos sensores en red que pueden extender el alcance de los sentidos humanos mucho más allá de sus límites biológicos.

Las señales de radio han sido una pieza clave de la estructura sensorial desde que James Maxwell estableció por primera vez en el siglo XIX que las ondas de radio podían reflejarse en los objetos. El radar se usó inicialmente para “ver” barcos en la niebla y, a partir de ese punto, las señales de radio se usaron extensivamente para numerosas aplicaciones de detección como la navegación, determinación de alcances y detección de objetos. En realidad, fue el trabajo sobre radio astronomía ganador del Premio Nobel de Bell Labs el que estableció que el universo comenzó con el Big Bang, ¡haciendo posible que los seres humanos sintieran lo que sucedió hace 14 mil millones de años!

El siguiente paso lógico es ampliar estas capacidades de detección por radio más allá de las máquinas y aplicaciones especializadas y ponerlas en cada celda y nodo de la infraestructura de comunicaciones inalámbricas que nos rodea actualmente.

5G ya admite localización basada en la tecnología de acceso de radio, pero las normas actuales todavía no ofrecen la capacidad incorporada de detectar objetos que no estén conectados a la red. Tal capacidad de detección incorporada será diseñada de manera nativa en 6G, permitiendo que la capacidad de sentir o detectar sea ofrecida como un servicio en paralelo con las comunicaciones.

La transición a 5G puso a disposición de los usuarios un mayor ancho de banda espectral y bandas de frecuencia más altas, y la transición a 6G permitirá a las redes escalar a frecuencias más altas y a canales aún más anchos, que serán clave para habilitar la capacidad de sentir. Los anchos de banda espectrales más elevados proveen mejor resolución del alcance ya que las condiciones de propagación adquieren una naturaleza más “geométrica”. Con estos mayores anchos de banda, la red percibirá las reflexiones de radio frecuencia como imágenes similares a las imágenes visuales que los seres humanos perciben con sus ojos. De esta manera, los objetos pueden ser detectados de manera más fácil y exacta por una red 6G.

Un nuevo mundo de aplicaciones del sexto sentido

Esta red sensible abriría la puerta a una gran cantidad de nuevos servicios. En entornos al aire libre, la red podría detectar la ubicación, velocidad y trayectoria de todos los vehículos y peatones en un área, y emitir advertencias si algunas de las trayectorias van a cruzarse. La red también podría detectar lugares vacíos para aparcar.

La capacidad de detección incorporada será diseñada de manera nativa en 6G, permitiendo que la capacidad de sentir o detectar sea ofrecida como un servicio en paralelo con las comunicaciones.

En el trabajo o en el hogar, la red podría detectar si una persona vulnerable se ha caído e incluso “oír” el latido de su corazón, para alertar al personal de emergencias sobre un posible traumatismo. Las fábricas podrían usar la capacidad de sentir de las redes para hacer posible que los seres humanos trabajen codo con codo con robots industriales con total seguridad. Los consumidores finales podrían comunicarse con gestos con los electrodomésticos, dispositivos y asistentes robóticos, mientras que esas mismas señales visuales podrían utilizarse para comunicarse con la propia red. La realidad virtual se vería muy beneficiada, pues ya no serían necesarios complicados equipos de entrada para manipular el mundo digital. La red detectaría el movimiento de una mano o una pierna -o incluso un párpado- y transmitiría esas señales a la simulación de realidad virtual.

En muchos casos, la capacidad de sentir de las redes se usaría para complementar otras tecnologías de detección. Los datos de sensores de las cámaras y redes podrían unirse para detectar objetos en medio del humo, la niebla, el polvo y la oscuridad. La capacidad de sentir de las redes también podría usarse en lugares donde, por razones de privacidad, no se permitan cámaras. La detección por radiofrecuencias (RF) es menos indiscreta que la vigilancia por vídeo, ya que las señales de radio ya impregnan nuestro entorno. Por esa misma razón, la capacidad de sentir de las redes es también perfectamente segura. No inundará el mundo con nuevas ondas de radio, sino que solo medirá las propiedades de las señales que ya se usan para transmitir datos a través de la red.

Una nueva revolución móvil

Las redes móviles han transformado la vida de casi todos nosotros al permitirnos comunicarnos desde cualquier lugar. La infraestructura móvil con capacidad de sentir podría crear una nueva revolución al extender nuestra consciencia más allá de nuestro entorno inmediato sin necesidad de nuevos dispositivos de detección.

La creación de este sexto sentido requerirá algo más que solo una tecnología de red-como-sensor. Se necesitará una multitud de otros sistemas, como IA/ML (Inteligencia artificial/Aprendizaje de máquinas) hasta la producción de gemelos digitales y nuevos sistemas de software y de conocimientos para interpretar lo que las redes ven y construir las aplicaciones y servicios que actuarán en base a esos datos.

En la era 6G, la inexorable demanda de mejor rendimiento y mayores capacidades requerirá la explotación de bandas cada vez más altas, señales de mayor ancho de banda, nuevas soluciones para unir las comunicaciones con la capacidad de sentir y nuevos enfoques de seguridad y confianza. Estas tecnologías alentarán un diseño de 6G que no solo sea optimizado para las comunicaciones, sino que también ayude a los usuarios a percibir y comprender el mundo físico, mejorando así las capacidades humanas de las maneras más intuitivas.

Álvaro Villegas, director de Nokia Bell Labs Spain