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5G技术与触觉互联网,一个全新的世界

科普小知识2022-04-13 07:27:48
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如今,互联网满足了人们的视听需求。如果互联网可以服务于另一种人类感官接触,那会是什么样的体验呢?随着移动宽带数据速率的不断提高,处于前沿的科学家们开始构建触觉互联网。

下午3点刚过,印度尼西亚大实业家安东尼·萨利姆(Anthony Salim)一头乱发,突然遇到了他精力充沛的同伴。“你能相信吗——每次我的私人飞机需要修理时,我都要飞到德克萨斯州去修理,”他抱怨道,转过了眼睛。“亚洲没有私人飞机维修站。一个也没有。米莎,你能做点什么吗?”米莎的全名是米莎·多勒,38岁时成为伦敦大学国王学院传播研究中心的主任,也是英国最年轻的教授之一。然而,他的印度尼西亚朋友并不指望他在谈到亚洲私人飞机的困境时会站出来说,“我能处理这件事”。

2013年10月启动的对话为我们打开了一个全新的大脑洞:如果我们能够放弃整套物理服务设施,建立一项服务于亚洲私人飞机的技术该多好!要是我们能在新加坡教挪威的孩子用手弹钢琴就好了!如果一个高级外科医生是在一个临时医院,但能给世界另一边的病人精湛的医术,那就太好了!更现实地说,如果购物狂在网上下单前能知道蓝色(或金色)的是什么?(裙子的质地,如果一位祖母能在Skype上聊天时抚摸她可爱孙女的金色卷发,那该有多好。

5G技术与触觉互联网,一个全新的世界

“触觉互联网”一词是由德国德累斯顿科技大学教授格哈德·费特威首次提出的。早在2012年,Gerhard和他的团队就开始思考如何使用实时远程触摸机器人。

然而,多勒对遥控并不满意。“我的目标是‘结束数据循环’——驱动你得到的数据,”换句话说,我们不仅应该看到和听到远处发生的事情,还应该触摸和感受它们。使用比特和字节构建的数据网络准确地传递了与人类触摸相当的感觉。

为了让触觉互联网成为现实,无论如何数据传输速率必须更快。5G是当今4G移动传输标准的继承者。目前的5G研究旨在使下载速度比4G平均速度快几千倍,尽管这需要5年或更长时间。

触觉互联网的实现相当具有挑战性,但研究者和公司已经对此表现出极大的兴趣。自从多勒在巴塞罗那的世界移动会议上发表演讲以来,“触觉互联网”很快就成为了那次会议上的热门词汇。瑞典电信巨头爱立信与国王公司签署了一项投资这项技术的协议。韩国电子公司三星(Samsung)相信5G真的能让多勒的未来主义想法成为现实。

2012年4月,奥维特和德勤创下了世界纪录——建造基础设施的速度是现有宽带网络的10倍。他们的“下一代600万美元”计划(蹦极)已经达到了“准5G”——每平方公里每秒1Gb的流量。(以1Gb/s的速度,下载一部高清电影只需大约1分钟)

然而,5G网络需要每秒高达10Gb的无线数据连接。三星认为他们可以将这个速度提高到每秒50Gb。作为发展5G技术的行业领导者之一,三星目前是最高无线数据连接速度——每秒7.5千兆字节——的创造者。在时速100英里的车辆上,5G网络的运行速度也达到了每秒1.2千兆字节。

5G技术与触觉互联网,一个全新的世界

好吧,让我们假设5G网络已经让你乐于下载最新的电影,但是对于触觉互联网,它仍然缺少一个重要的链接。

我们还需要用户接收触摸,所以我们必须找到一种方法来编码触摸和转换数据。

生物机械师卡洛杰罗·玛利亚·奥多的团队测试了一种由微机电系统构成的传感器——微机电系统。他们将微机电传感器集成到模拟指尖的人造软组织中。当你触摸某物时,你的手“编码”触摸的强度和质量。我们的传感器可以做同样的事情,并且可以读取棉花、木材和大理石之间的差异。”

未来,多勒希望将这种触觉数据上传到云中,用户可以使用执行器将数据转换成触觉体验。机器人专家卡斯帕·阿尔托弗说:“支持这些功能的设备可以是手套,或者类似于柔性外骨骼的第二层皮肤,或者类似于操纵杆的其他用户界面。”。

哈佛开发的带执行器的触觉接收手套是另一回事。生物灵感柔软的外套由柔软的功能性纺织品制成,模拟腿部肌肉和跟腱。这副手套配有低功耗微处理器和网络传感器,可实时监控设备的张力。机器人专家Nanayakkara说,有了这副手套,人们可以与世界另一端的人完美握手。

如果有人想摸木乃伊怎么办?伦敦维多利亚和阿尔伯特博物馆刚刚提交了一份开发触觉手套博物馆收藏功能的财务标书。“人们将能够立即用手触摸我们的收藏,即使其中一些收藏很深,或者触摸的人在另一个国家,这都不是问题。这非常令人兴奋。”博物馆研究部主任比尔·谢尔曼说。

但是要把这些零散的碎片拼在一起需要几年的时间。或者用多勒的话说,“从传递信息的互联网到传递技能的互联网。”我们将在5-8年内使用5G。正确的传感器在哪里?奥多说这需要大约10年的时间。有触觉反馈的智能手套或制服怎么样?Nanayakkara说这需要更长的时间来实现。

有一点是肯定的:Dohler和他来自世界各地的研究伙伴最终将结束数据循环,创造触觉互联网。到那时,病人和亚洲亿万富翁都将很容易得到他们需要的服务。