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6G中的多元感官延展實境 Multi-Sensory Extended Reality (XR) in 6G
2023/03
Alliance for Telecommunications Industry Solutions, ATIS
https://www.nextgalliance.org/white_papers/multi-sensory-extended-reality-xr-in-6g/?dl=19802008
自2016年起,AR和VR產品已經大幅進步,並且引入了全移動性的概念。這些系統運用了視覺-慣性融合技術,以達成微乎其微的延遲。然而,高解析度的頭戴式顯示器價格高昂且重量過大,電池壽命不足。因此,有些公司開始開發更輕便的XR眼鏡,能夠連接到智慧手機進行處理。價格仍是個挑戰,導致一些公司開始補貼消費者購買新型輕便AR眼鏡的費用。企業部門無疑成為了這種新技術的主要市場,因為他們能夠利用這種技術來降低成本、提高品質、縮短上市時間。另一個挑戰是整合問題。需要設備供應商、網路基礎設施提供商、API提供商、雲服務供應商、遊戲引擎開發商和應用開發商之間緊密合作,共同創建可擴展的XR藍圖。AR和VR系統的另一個重要議題是對用戶產生的生理效應。由於視覺反饋的延遲,一些用戶在使用這些設備時可能會感到不適和暈眩。此外,提供沉浸式XR體驗的系統需求包括大量的圖形處理能力、準確的用戶移動追蹤、輕便且低功耗的用戶設備等。所有這些因素都需要透過新的基礎架構來實現,並且需要利用5G和其他無線系統。然而,許多關鍵的推動因素,例如規模、體驗質量、端到端生態系統和成本效益的解決方案,仍在積極研究和開發中。如今,許多標準化機構和工業論壇正在努力推動整個行業的標準化和開放互通性。

6G是將來的無線網路技術,其特點多,可以大幅提升我們使用5G應用時的經驗,還能帶領我們進入一個充滿未知可能性的新世代。首先,6G的規模和連接性,指的是6G使用更多的頻譜來實現各種大型的應用。簡單來說,頻譜就像是無線網路的公路,而6G就是要擴大這條公路,讓更多的資訊能同時傳遞,提升我們的網路體驗。再來是認知網路,就是加入讓網路變得更聰明的概念,像人一樣有感知和學習的能力,而不只是一個機器。這樣的網路將會更好地為我們服務,並幫我們達到目標,6G也會進一步強化我們的計算和儲存能力,這就像是給我們更大的硬碟空間和更強大的電腦。未來,我們可以在任何地方進行大規模的運算,就像在自己的電腦上一樣。再來,6G還將會提供感測能力,這就像是給網路加上了眼睛和耳朵。這樣的網路可以更好地瞭解我們的需求,提供更符合我們需求的服務。

6G時代,我們將有更好的應用程式介面(Application Programming Interface, API)工具,可以讓開發者以更好的方法使用網路來創建應用程式,這也表示應用程式的功能將更強大、更符合我們的需求。最後,6G也注重能源效率,在未來的網路設備,發揮最低能耗,甚至達到零能耗,對保護環境有所貢獻。
對於延展實境XR的利用有以下幾種方向:

1.利用XR進行教育和培訓
先進技術XR正在改變我們的教育方式,可以讓我們在虛擬環境中學習,讓學生在安全的環境中學習和練習,特別適用於現實生活中可能存在風險的場景,比如醫學訓練。此外,透過6G技術,我們將可在偏遠地區使用這種教育方式,並讓弱勢族群使用。

2利用XR進行娛樂
在娛樂領域,透過高進階的設備,如AR眼鏡和虛擬實境頭盔,讓人們家中就可以享受到像主題公園相似的體驗,還能感受到在月球上的真實感覺。

3.利用XR進行健康護理
透過XR技術,我們可以在家中接受醫療服務,甚至是手術,不僅可以減少病人的移動,還可以將醫療資源帶到那些醫療資源匱乏的地區。例如,透過虛擬實境技術,視力受損的人可以用新的方式感知周圍環境,而6G網路也可以將醫護人員和病人的設備連接,讓醫護人員在第一時間了解病人的狀況並給予幫助。

6G網路將成為支持永續發展目標的重要工具,尤其是在實現健康生活、優質教育和性別平等等方面。這種技術將為全世界的學生提供高質量的教育,並提高工作生產力和經濟增長。在經濟層面,6G和XR將對全球運輸業產生重大影響。由於公司致力於減少碳足跡,因此會議和會議的實體形式可能將被XR取代,甚至發展觀光度假虛擬化。在社會層面,6G和XR有助於解決疫情期間的社會隔離問題,提供更真實的社會互動方式。然而,這種進步也帶來了許多法律和道德考慮。為了保護個人的隱私,我們需要現在就開始討論和設計適當的安全機制。特別是對於法律上無法提供同意的人,我們需要特別注意。隱私和安全是6G和XR發展中的關鍵問題。因此,我們需要在現有的保護措施基礎上,發展出新的解決方案,以保護個人資訊和維護社會秩序。6G將使XR應用從主要家用硬體的有線連接轉移到全面移動化,需要我們對行動網路基礎設施的隱私和安全保護提供更多的資源。

為了改進延展實境XR服務,首先,我們需要輕便的穿戴設備或者全息顯示器(Holographic Display)等工具,投影圖像並接受輸入工具。接下來,開放的介面和可配置的API將確保網路對應用程式的適應性和網路資源的有效管理。此外,我們應允許應用程式根據網路資源的可用性提供不同等級的體驗品質,例如利用圖像壓縮和數據壓縮減少數據大小,以節省網路傳輸帶寬。在AI和ML的時代,用戶數據的保護非常重要,我們需要為用戶提供安全和隱私保護。

圖像數據壓縮是XR的一大問題,因為傳遞高保真度、互動性、沉浸式的多媒體內容需要大量的帶寬。現有的壓縮技術可以幫助減少數據大小,但在未來的6G時代,我們將需要更先進的3D圖像數據壓縮方案,以確保視覺效果。

美國政府為了保障國家安全和經濟福利,大幅推動6G的研究,並資助相關的創新性研究。由於科技發展的速度快於政府的法規制定,因此,政府、工業和學術界應該持續對話,並確保開發XR應用程式時能夠解決法律和道德問題,保障消費者的安全、隱私、信任。政府機構應擴大對XR用途和技術的指導,並處理商業頻譜和頻譜使用的問題,以推動XR的發展和市場期望的實現。

延展實境(XR)具備很大的應用潛力,將能改善工作場所和家庭的生活品質。雖然目前的XR處於早期開發階段,未來將對人類和全球市場產生重大影響的深遠潛力。利用XR的潛力,需要結合其他技術,包含設備和人機介面、用戶數據保護、適應性處理和渲染、數據壓縮。此外,也需要得到增強電信網路的性能,以支援連接性和頻寬需求的增加,以及需要解決道德考慮、政策和法律方面的所有問題,以減少對安全和隱私的風險。
高飛
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