Αυτό θα χρησιμοποιεί την ρομποτική τεχνολογία και την απτική (haptics) για να μεταφέρει τεχνογνωσία και δεξιότητες σε πραγματικό χρόνο, χωρίς τον περιορισμό των φυσικών ορίων, δηλαδή ανεξάρτητα από το πού βρίσκεται ο χρήστης και που το πρόβλημα που πρέπει να λυθεί.
Η απτική τεχνολογία, γνωστή και ως επικοινωνιακή κινητική ή τρισδιάστατη αφή, αναφέρεται σε τεχνικές που μπορούν να δημιουργήσουν μια εμπειρία αφής, εφαρμόζοντας δυνάμεις, δονήσεις ή κινήσεις στον χρήστη. Για παράδειγμα, φανταστείτε έναν εξαιρετικά εξειδικευμένο χειρουργό που εκτελεί τηλεχειρουργική σε έναν ασθενή χιλιάδες χιλιόμετρα μακριά. Παρότι ένα ρομπότ κινεί το νυστέρι, η επέμβαση είναι εξίσου αληθινή για τον χειρουργό σαν να χρησιμοποιούσε το νυστέρι με τα ίδια του τα χέρια. Ουσιαστικά η απτική θα μετατρέψει το διαδίκτυο από μια πλατφόρμα ανταλλαγής πληροφοριών σε μια πλατφόρμα που επιτρέπει τη φυσική αλληλεπίδραση από απόσταση και την πρόσβαση σε δεξιότητες χειραγώγησης και τεχνογνωσία
Υπάρχει όμως ένα ερώτημα: Είναι δυνατόν να εφαρμοστούν αυτά τα σενάρια σήμερα στην πράξη; Η απάντηση είναι όχι και αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η αναδημιουργία της αίσθησης της αφής, χρησιμοποιώντας δυνάμεις, δονήσεις ή κινήσεις και «ξεγελώντας» έτσι το δέρμα και το σώμα πιστεύοντας ότι αυτό που αγγίζουμε στον εικονικό κόσμο είναι πραγματικό, απαιτεί την ύπαρξη δικτύων επικοινωνίας με εξαιρετικά χαμηλή καθυστέρηση (latency), μικρότερη του χιλιοστού του δευτερολέπτου και ένα εξαιρετικά υψηλό εύρος ζώνης (bandwidth), δηλαδή πολύ υψηλές ταχύτητες επικοινωνίας.
Όμως αυτή η εξαιρετικά χαμηλή καθυστέρηση περιορίζει τη μέγιστη απόσταση επικοινωνίας μόνο στα 150 km, ακόμη και υπό ιδανικές συνθήκες. Το φως δεν μπορεί να ταξιδέψει περισσότερο όταν οι πληροφορίες πρέπει να κινηθούν προς τα πίσω και προς τα εμπρός μεταξύ του ανθρώπου χειριστή και του απομακρυσμένου ρομπότ εντός του ορίου αυτής της χρονικής καθυστέρησης. Και παρότι το Internet of skills μπορεί να μειώσει τα ταξίδια και τις σχετικές εκπομπές CO2, το απαιτούμενο επίπεδο βύθισης στην εικονική πραγματικότητα είναι ανέφικτο σε μεγάλες αποστάσεις σε αυτό το στάδιο. Ως εκ τούτου, απαιτούνται νέες λύσεις για την αντιμετώπιση των φυσικών περιορισμών των σύγχρονων τηλεπικοινωνιών
«Οι εξαιρετικά αξιόπιστες και χαμηλής καθυστέρησης επικοινωνίες (Ultra-Reliable and Low-Latency Communications- URLLC) θεωρήθηκαν ως ένα από τα νέα και βασικά σενάρια εφαρμογών στα ασύρματα δίκτυα πέμπτης γενιάς (5G). Η έρευνα επικεντρώθηκε στο να επιτευχθεί η απαιτούμενη καθυστέρηση και αξιοπιστία (περίπου 1 χιλιοστό του δευτερολέπτου καθυστέρηση και έως 99,99999% αξιοπιστία) στην βελτιωμένη έκδοση New Radio-5G (NR-5G). Ωστόσο, τελικά δεν μπόρεσαν να επιτευχθούν οι στόχοι που είχαν τεθεί από το πρότυπο, με βάση τους δείκτες απόδοσης (KPIs) για κρίσιμες εφαρμογές, μία εκ των οποίων είναι τα χειρουργεία από απόσταση που αναφέρθηκαν παραπάνω. Αυτό θα επιχειρηθεί στα ασύρματα δίκτυα 6ης γενιάς (6G), τα οποία πρέπει να πληρούν αυτές τις αυστηρές απαιτήσεις για την καθυστέρηση στην επικοινωνία και την υψηλή απόδοση του φάσματος. Όμως, πρέπει να σημειωθεί ότι αυτές οι απαιτήσεις θέτουν άνευ προηγουμένου προκλήσεις όσον αφορά τις μεθοδολογίες σχεδιασμού των δικτύων 6G. Προκειμένου να καλυφθεί το κενό μεταξύ του 5G URLLC και των διαφορετικών απαιτήσεων KPI της επόμενης γενιάς URLLC (xURLLC) είναι ανάγκη να αναπτυχθούν νέες μεθοδολογίες σχεδιασμού αλλά και καινοτόμες τεχνολογίες πληροφορικής και επικοινωνιών», εξηγεί ο Καθηγητής Ψηφιακών Τηλεπικοινωνιακών Συστηµάτων στο Τµήµα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών και Διευθυντής του Εργαστηρίου Τηλεπικοινωνιακών Συστημάτων και Δικτύων του ΑΠΘ, κ. Γιώργος Καραγιαννίδης, ο οποίος έχει συμπεριληφθεί για 7 συνεχή έτη στον κατάλογο των επιστημόνων με τη μεγαλύτερη ερευνητική επιρροή παγκοσμίως με τίτλο «Highly Cited Researchers».
Στην κατεύθυνση αυτή αλλά με ένα διαφορετικό σκεπτικό είναι η έρευνα που πραγματοποιεί η αναπληρώτρια καθηγήτρια Qi Zhang από το Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών στο Πανεπιστήμιο του Aarhus της Δανίας. Η ίδια ηγείται ενός νέου έργου έρευνας και ανάπτυξης που ονομάζεται eTouch. Στόχος του έργου είναι να δημιουργηθεί άμεση απόκριση, ανεξαρτήτως απόστασης, ώστε η απτική ανάδραση να γίνεται αντιληπτή από τον χρήστη χωρίς αισθητή καθυστέρηση, παρόλο που η επικοινωνία διενεργείται από απόσταση χιλιάδων χιλιομέτρων.
Για να λύσει αυτό το πρόβλημα, η ομάδα θα αξιοποιήσει την Model-Mediated Teleoperation (Τηλελειτουργία με τη διαμεσολάβηση μοντέλου), στην οποία ένα εικονικό μοντέλο (ένα ψηφιακό δίδυμο) θα περιγράφει με ακρίβεια το απομακρυσμένο περιβάλλον και θα αναπαραγάγει τοπικά την απτική ανάδραση σε real time αντί να τη μεταδίδει σε μεγάλες αποστάσεις.
Ωστόσο, είναι αρκετά δύσκολο να δημιουργηθεί ένα ακριβές μοντέλο και να γίνουν αποτελεσματικές και αξιόπιστες ενημερώσεις μοντέλων σε πραγματικό χρόνο με το τρέχον παράδειγμα επεξεργασίας δεδομένων. Επομένως, η ομάδα θα χρησιμοποιήσει νέες τεχνικές, όπως το Edge Computing, το οποίο έχει σχεδιαστεί για να τοποθετεί τις εφαρμογές και τα δεδομένα όσο το δυνατόν πιο κοντά στους χρήστες.
Η ομάδα θα συμπεριλάβει εμπειρογνώμονες παγκόσμιας κλάσης στους τομείς των υπολογιστών αιχμής, της τεχνολογίας τηλε-ρομπότ και της μηχανικής μάθησης από το Τεχνικό Πανεπιστήμιο του Μονάχου (TUM), από το Τεχνικό Πανεπιστήμιο της Δρέσδης (TUD), από το Πανεπιστήμιο του Aarhus και βιομηχανικούς φορείς, συμπεριλαμβανομένης της Δανέζικης εταιρείας τεχνολογίας Rope Robotics. Ωστόσο, δεν θα επικεντρωθεί στην τηλεχειρουργική, αλλά σε βιομηχανικές εφαρμογές με σχετικά απλές επεμβάσεις. Η δανέζικη εταιρεία Rope Robotics, αναπτύσσει ρομπότ που μπορούν να αντικαταστήσουν τη χειρωνακτική εργασία που απαιτείται σήμερα για τη συντήρηση και την επισκευή των πτερυγίων των ανεμογεννητριών. Ο στόχος της ομάδας είναι η δημιουργία ενός ρομποτικού συστήματος που θα μπορεί να κινείται γύρω από τα πτερύγια της ανεμογεννήτριας και να τα καθαρίζει, να τα τρίβει, να τα γυαλίζει και να τα βάφει χωρίς ανθρώπινη παρέμβαση.
«Η υλοποίηση του οράματός μας συνεπάγεται μεγάλες προκλήσεις, επομένως πρέπει να ξεκινήσουμε από τις βασικές λειτουργίες και να κάνουμε μικρά βήματα κάθε φορά. Αλλά εάν η μέθοδός μας λειτουργήσει, θα είναι πρωτοποριακή για το διαδίκτυο του μέλλοντος και θα επιτρέψει τη διάδοση του απτικού διαδικτύου διηπειρωτικά και ίσως ακόμη και στο διάστημα», λέει η Qi Zhang.
Το έργο eTouch, από τα αρχικά Edge Intelligence for Immersive Telerobotics in Touch-enabled Tactile Internet, υποστηρίζεται από το Independent Research Fund Denmark με 2,9 εκατομμύρια DKK, θα ξεκινήσει το 2022 και θα διαρκέσει τρία χρόνια.
