AI आणि डायनॅमिक शेअरिंगमुळे गर्दीच्या एअरवेव्ह्ज कशा मोकळ्या होऊ शकतात

प्रत्येकजण सामायिक करत असलेले अदृश्य संसाधन

प्रत्येक वेळी स्मार्टफोन कॉल करतो, व्हिडिओ स्ट्रीम करतो किंवा Wi-Fi नेटवर्कशी जोडतो, तेव्हा तो हवेतून असे सिग्नल पाठवतो जे कोणालाही दिसत नाहीत. नर्सरीतील बेबी मॉनिटर, गॅरेज दरवाजा उघडणारे उपकरण, GPS रिसीव्हर, हवामान-निरीक्षण उपग्रह आणि विमानांना एकमेकांपासून सुरक्षित अंतरावर ठेवणारी रडार प्रणाली यांच्याबाबतीतही हेच खरे आहे. या सर्व अगदी वेगवेगळ्या तंत्रज्ञानांचा आधार एकाच सामायिक आणि मर्यादित संसाधनावर आहे: रेडिओ स्पेक्ट्रम.

स्मार्टफोन, व्हिडिओ स्ट्रीमिंग आणि अब्जावधी जोडलेली उपकरणे यांमुळे वायरलेस डेटाची मागणी सतत वाढत आहे. ही वाढ एकेकाळी विपुल मानल्या जाणाऱ्या संसाधनाला हळूहळू गर्दीच्या स्थितीत आणत आहे, आणि म्हणूनच इलेक्ट्रिकल अभियंते व नियामक ज्याला रेडिओ स्पेक्ट्रम पुरवठा संकट म्हणतात, त्यावर आता संशोधनाचे संपूर्ण क्षेत्र केंद्रित झाले आहे.

रेडिओ स्पेक्ट्रम: महामार्गांच्या रूपात कल्पना

रेडिओ स्पेक्ट्रम इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक स्पेक्ट्रमच्या खालच्या टोकावर असतो, मायक्रोवेव्ह, दृश्यमान प्रकाश आणि X-किरणांच्या खाली. त्याची कल्पना करण्याचा एक उपयुक्त मार्ग म्हणजे तो अदृश्य महामार्गांचा प्रचंड संग्रह आहे, ज्यातील प्रत्येक महामार्ग स्वतःच्या फ्रिक्वेन्सीवर धावतो आणि हवेतून सिग्नल वाहतो. दूरदर्शन प्रसारण, हवाई वाहतूक नियंत्रण, सेलफोन ट्रॅफिक आणि दूरच्या ताऱ्यांचे रिमोट सेन्सिंग — हे सर्व त्याच अदृश्य रस्ते जाळ्याच्या वेगवेगळ्या भागांवरून प्रवास करतात.

हे संवाद महामार्ग अत्यंत विस्तृत श्रेणीत पसरलेले आहेत. खालच्या टोकाला पाणबुडी संवादासाठी वापरल्या जाणाऱ्या अत्यंत कमी फ्रिक्वेन्सी आहेत; ही श्रेणी रेडिओ लहरींच्या पुढे दृश्यमान प्रकाशाच्या फ्रिक्वेन्सीपर्यंत वर जाते. यात एक भौतिक तडजोड आहे: उच्च फ्रिक्वेन्सी कमी अंतरावर सिग्नल वाहतात, पण त्यांच्या लेन प्रभावीपणे रुंद असल्याने ते अधिक डेटा हलवू शकतात. कमी फ्रिक्वेन्सी दूरवर जातात पण कमी डेटा वाहतात.

मूलभूत भौतिकशास्त्रानुसार वाटून देण्यासाठी मर्यादित स्पेक्ट्रमच असल्याने, या संसाधनाचे नेहमीच काळजीपूर्वक व्यवस्थापन करावे लागले आहे.

सरकारांनी एकमेव अधिकाराच्या लेन का दिल्या

ऐतिहासिकदृष्ट्या, सरकारांनी स्पेक्ट्रमचे व्यवस्थापन एकमेव परवाने देऊन केले. फ्रिक्वेन्सीचा एक गट एका विशिष्ट वापरकर्त्यासाठी राखीव ठेवला जाई आणि बाकी सर्वांना त्यापासून दूर राहण्यास सांगितले जाई. हा दृष्टिकोन काही दशकांपर्यंत पुरेसा चांगला चालला, कारण उपलब्ध महामार्ग जाळे तेव्हा असलेल्या वाहतुकीसाठी पुरेसे होते. परवानाधारक बँड खाजगी रस्त्यासारखा वागत असे: अंदाज करण्यायोग्य, हस्तक्षेपापासून संरक्षित आणि देखरेखीस सोपा.

आश्चर्य: वाहतूक कोंडीच्या शेजारी रिकामे रस्ते

मग संशोधकांनी स्पेक्ट्रम प्रत्यक्षात कसा वापरला जातो याचे मोजमाप करायला सुरुवात केली, आणि निकाल परवाना मॉडेलने अपेक्षित केल्याप्रमाणे नव्हते. अनेक वर्षांतील प्रत्यक्ष स्पेक्ट्रम वापराचा मागोवा घेणाऱ्या अभ्यासांत आढळले की परवानाधारक स्पेक्ट्रमचे मोठे भाग बहुतेक वेळा वापरात नसतात. उदाहरणार्थ, लष्करी रडार प्रणाली केवळ ठराविक ठिकाणी ठराविक दिवशी कार्यरत असू शकते, त्यामुळे तिच्या नेमून दिलेल्या फ्रिक्वेन्सी इतर सर्व ठिकाणी आणि इतर प्रत्येक तासाला शांत राहतात.

या शोधामुळे समस्येचा दृष्टिकोनच बदलला. वायरलेस क्षमतेची कमतरता केवळ स्पेक्ट्रमची कमतरता नाही. प्रसारणाचे अधिकार कोणाकडे आहेत आणि ते अधिकार खरोखर कधी आवश्यक आहेत, यातील विसंगतीही ती आहे. त्याचा परिणाम म्हणजे प्रत्येक प्रवाशाला परिचित असलेला विरोधाभास: वाहतूक कोंडीने भरलेले रस्ते, तर शेजारच्या लेन जवळजवळ पूर्णपणे रिकाम्या.

डायनॅमिक स्पेक्ट्रम शेअरिंग: स्पष्टीकरण

अभियंते आणि नियामक जे उपाय विकसित करत आहेत त्याला डायनॅमिक स्पेक्ट्रम शेअरिंग म्हणतात. मूळ कल्पना सरळ आहे. स्पेक्ट्रमचा एक भाग कायमचा एकाच वापरकर्त्यासाठी राखून न ठेवता, अनेक वापरकर्त्यांना त्या समान फ्रिक्वेन्सी वापरण्याची परवानगी दिली जाते — पण हुशारीने आणि एकमेकांच्या सिग्नलवर पाय ठेवू नये यासाठी स्पष्ट नियमांअंतर्गत.

• स्थिर परवाना: एक वापरकर्ता एक बँड सतत धारण करतो, तो प्रसारण करत असो वा नसो.
• डायनॅमिक शेअरिंग: अनेक वापरकर्ते एकाच बँडमध्ये असतात, रिअल टाइममध्ये समन्वयित.
• गार्डरेल्स: एका प्रसारणाने दुसऱ्याला दाबून टाकू नये यासाठी स्पष्ट नियम आणि देखरेख.

जुन्या मॉडेलशी तुलना ठळक आहे. एकमेव परवान्यांतर्गत, संरक्षण बहिष्कारातून येत असे. शेअरिंगमध्ये, संरक्षण समन्वयातून यावे लागते — कोण, क्षणोक्षणी आणि ठिकाणोठिकाणी, कोणत्या फ्रिक्वेन्सीवर प्रसारण करत आहे हे जाणून घेण्यातून.

AI कुठे येते चित्रात

ही समन्वयाची गरजच म्हणजे कृत्रिम बुद्धिमत्ता संबंधित होते ते ठिकाण. अनेक वापरकर्त्यांमध्ये बँड शेअर करणे म्हणजे स्थानिक परिस्थिती सतत जाणवणे, दिलेल्या ठिकाणी आणि वेळी कोणत्या फ्रिक्वेन्सी मोकळ्या आहेत याचा अंदाज लावणे आणि ते आदळण्यापूर्वी प्रसारण समायोजित करणे. या दृष्टिकोनाचे समर्थक असा युक्तिवाद करतात की अशा प्रकारचे रिअल-टाइम निर्णय घेणे हे मशीन लर्निंग आणि स्वयंचलित तर्कासाठी योग्य असेच आव्हान आहे: वर्षांपूर्वी लिहिलेल्या स्थिर नियमांसाठी ते खूप वेगवान, खूप स्थानिक आणि खूप डेटा-जड आहे.

बुद्धिमत्तेचा स्तर नियमनाला बदलत नाही. तो त्याच्या आत बसतो. कोण शेअर करू शकतो, कोणत्या अटींवर आणि विमानचालन रडार किंवा वैज्ञानिक सेन्सिंगसारख्या प्राधान्य वापरकर्त्यांसाठी कोणते संरक्षण असेल, हे नियम अजूनही ठरवतात. AI जे देते ते म्हणजे लवचिकता — विद्यमान वापरकर्त्याला त्रास न देता निष्क्रिय क्षमतेचा वापर करण्याची क्षमता.

खरोखर धोक्यात काय आहे

यातील दाव वेगवान फोन डाउनलोडपेक्षा खूप पुढे जातो. तेच अदृश्य रस्ते जाळे अशा सेवा वाहते ज्यांवर समाज सुरक्षितता आणि विज्ञानासाठी अवलंबून आहे:

• विमानांमधील अंतर राखणारी हवाई वाहतूक नियंत्रण आणि रडार प्रणाली.
• GPS आणि इतर उपग्रह नेव्हिगेशन सिग्नल.
• कक्षेतून पृथ्वीचे निरीक्षण करणारे हवामान-निरीक्षण उपग्रह.
• बेबी मॉनिटरपासून गॅरेज दरवाजा उघडणाऱ्या उपकरणांपर्यंतची ग्राहक उपकरणे.
• दूरच्या स्रोतांकडून क्षीण सिग्नल ऐकणारी खगोलशास्त्रीय आणि रिमोट-सेन्सिंग उपकरणे.

जेव्हा हे वापरकर्ते समान मर्यादित फ्रिक्वेन्सीसाठी स्पर्धा करतात, तेव्हा गर्दी केवळ गैरसोय नसते. तो विश्वासार्हतेचा प्रश्न असतो.

पुढील वाट

डायनॅमिक शेअरिंग हा सर्व-उपाय नाही. परवानाधारक बँड अनेक वापरकर्त्यांसाठी खुला करणे म्हणजे अंमलबजावणी, सुरक्षा-गंभीर सेवांचे संरक्षण आणि उपकरणे किती वेगाने प्रवेश वाटाघाटी करू शकतात याबद्दल कठीण प्रश्न उपस्थित होतात. पण वर्षानुवर्षांच्या मोजमापांतून मिळालेली मूलभूत अंतर्दृष्टी खोडून टाकणे कठीण आहे: स्पेक्ट्रम केवळ दुर्मिळ नाही, तो अनेकदा न वापरलेला असतो. त्याला कायमस्वरूपी मालकीची मालमत्ता मानण्याऐवजी रिअल टाइममध्ये नियोजित संसाधन मानल्यास क्षमता वाया जाते.

शेअरिंग विश्वासार्ह बनवणारी समन्वय प्रणाली अभियंते आणि नियामक उभारू शकले, तर गर्दीच्या एअरवेव्ह्ज दिसतात त्यापेक्षा कमी गर्दीच्या ठरू शकतात. सिग्नल आधीपासूनच तिथे आहेत. प्रश्न हा आहे की त्यांना नियंत्रित करणारे नियम त्यांना वाहणाऱ्या तंत्रज्ञानाइतके लवचिक होऊ शकतात का.

हा लेख Fast Company च्या रिपोर्टिंगवर आधारित आहे. मूळ लेख वाचा.