211service.com
DARPA satsar på AI för att få nästa generations trådlösa enheter online
Det amerikanska spektrumtilldelningsdiagrammet. Statens tele- och informationsverk
Det är så sömlöst att du nästan aldrig märker det, men trådlös kommunikation är grunden som mycket av det moderna livet bygger på: det driver vår förmåga att sms:a och ringa, hylla en Uber och streama Netflix-program. Med introduktionen av 5G lovar det också att sänka barriären för säkrare självkörande bilar och kicka igång en revolution inom internet of things. Men nästa steg inom trådlös teknik kommer inte att vara möjligt utan en nyckelingrediens: artificiell intelligens.
I onsdags tävlade 10 team från industri och akademi om att i grunden förändra hur trådlösa kommunikationssystem ska fungera. Evenemanget var den sjätte och sista elimineringsrundan av Spectrum Collaboration Challenge (SC2), den senaste i en lång rad stora DARPA-utmaningar som har stimulerat utvecklingen inom framväxande områden som självkörande bilar, avancerad robotteknik och autonom cybersäkerhet.
Utmaningen föranleddes av oron över att den växande användningen av trådlös teknik riskerar att överfulla etern som våra enheter använder för att prata med varandra.
Traditionellt har så kallat radiospektrum inte allokerats på det mest effektiva sättet. I USA, statliga myndigheter dela upp det till ömsesidigt uteslutande frekvensband. Banden delas sedan ut till olika kommersiella och statliga enheter för deras exklusiva användning. Medan processen hjälper tjänster att undvika störningar med varandra, använder den som har rättigheterna till lite spektrum sällan allt till 100 % av tiden. Som ett resultat hamnar en stor del av de tilldelade frekvenserna oanvända vid varje givet tillfälle.
Efterfrågan på spektrum har vuxit till den grad att slöseri med detta arrangemang börjar bli ohållbart. Spektrum delas inte bara av kommersiella tjänster; det stöder också statliga och militära kommunikationskanaler som är avgörande för att genomföra uppdrag och träningsoperationer. Tillkomsten av 5G-nätverk ökar bara brådskan.
För att tackla denna utmaning bad DARPA ingenjörer och forskare att designa en ny typ av kommunikationsenhet som inte sänder på samma frekvens varje gång. Istället använder den en maskininlärningsalgoritm för att hitta de frekvenser som är omedelbart tillgängliga, och olika enheters algoritmer samverkar för att optimera spektrumanvändningen. Istället för att distribueras permanent till ensamstående, exklusiva ägare, allokeras spektrum dynamiskt och automatiskt i realtid.
Vi måste sätta världen av spektrumhantering på en annan teknisk bas, säger Paul Tilghman, en programledare på DARPA, och verkligen gå från ett system idag som till stor del hanteras av människor med penna och papper till ett system som till stor del hanteras av maskiner autonomt – på maskintidsskalor.
Över 30 lag svarade på utmaningen i början av SC2 och tävlade under tre år på allt hårdare mål. I den första fasen ombads teamen att bygga en radio från grunden. I den andra fasen var de tvungna att göra sin radio samverkande, så att den kunde dela information med andra radiosystem. I den sista fasen var teamen tvungna att införliva maskininlärning för att göra sina samarbetsradioapparater autonoma.
Onsdag kväll gick de 10 finalisterna head to head i fem simulerade scenarier som inkluderade stödjande kommunikation för ett militärt uppdrag, en nödsituation och en fullsatt konsertlokal. Varje scenario testade olika egenskaper, såsom tillförlitligheten hos systemets tjänst, dess förmåga att prioritera olika typer av trådlös trafik och dess förmåga att hantera mycket överbelastade miljöer. I slutet av evenemanget tog ett team från University of Florida hem det stora priset på 2 miljoner dollar.
Just nu är det vinnande lagets prototyp fortfarande i ett mycket tidigt skede och kommer att ta ett tag innan den tar sig in i våra telefoner. DARPA hoppas att SC2 ska inspirera till ökade investeringar och ansträngningar för att fortsätta att förfina tekniken.
För att få fler berättelser som denna levererade direkt till din inkorg, registrera dig för vårt Webby-nominerade AI-nyhetsbrev The Algorithm. Det är gratis.