Пятое чувство: в России разрабатывают алгоритмы тактильного интернета

С помощью новой компьютерной сети ученым удалось максимально ускорить обмен информацией и ее обработку, снизив задержку при передаче данных до одной миллисекунды. В дальнейшем это позволит реализовать технологию тактильного интернета, благодаря которой хирурги смогут проводить дистанционные операции с помощью роботов, музыканты — удаленно репетировать и давать уроки, а геймеры получат компьютерные игры с эффектом полного погружения в виртуальную реальность.

Внедрение технологии начнется уже в 2020 году, а начало массового использования можно ожидать в течение пяти лет.

Искусство пропускать

Резкое увеличение скорости передачи информации после внедрения сетей 5G позволит не только быстрее скачивать данные из сети, но и приведет к качественным изменениям ее использования. Одно из возможных нововведений — тактильный интернет. Однако для использования этой технологии также необходимы сети, способные обрабатывать и пропускать через себя информацию с очень малой задержкой — не более миллисекунды. Только при выполнении этого условия становится возможным проведение различных удаленных операций без ощутимых задержек. Одну из таких систем разработали российские ученые.

— В нашей лаборатории мы создали компьютерную сеть, которая позволяет максимально ускорить обмен информацией, снизив задержку при передаче данных до одной миллисекунды. В используемых сейчас решениях допускается задержка до 100 миллисекунд, — рассказал "Известиям" младший научный сотрудник Научного центра моделирования высокотехнологичных систем и инфокоммуникаций ИПМиТ РУДН Аммар Мутханна. — Сделать это удалось за счет использования системы распределенных серверов, каждый из которых обрабатывает свою часть информации.

Кроме того, специалисты создали уникальные алгоритмы выгрузки информации, за счет чего удалось оптимизировать работу сети и снизить энергозатраты.

Новую систему уже протестировали в лабораторных условиях.

— В ходе испытаний один из исследователей надел на свою руку специальную сенсорную перчатку, которая считывала его движения, — пояснил Аммар Мутханна. — Далее сигнал передавался через нашу сеть на роботизированный манипулятор, который повторял движения человека.

По словам ученого, задержка между этими двумя действиями не превысила одной миллисекунды.

— Задержка в сетях 5G не будет превышает одной миллисекунды, однако ее могут увеличивать процессы обработки информации, для ускорения которых и нужна данная разработка, — отметил заведующий Лабораторией беспроводных сетей Института проблем передачи информации РАН Евгений Хоров. — В настоящее время такие решения уже используют для социальных сетей, однако под специфику тактильного интернета необходимы специализированные продукты, и поэтому разработка ученых РУДН может быть востребована на рынке.

Концерт online

В будущем развитие опыта с роботизированной рукой должно привести к внедрению дистанционных хирургических операций — тогда с помощью виртуальной реальности и сенсорных перчаток врачи смогут производить все необходимые манипуляции, находясь в сотнях километров от пациентов, что особенно актуально для удаленных регионов. Медицинские роботы в операционных будут повторять движения специалистов.

— В качестве эксперимента дистанционные операции уже проводились ранее, однако эта практика не получила распространения именно по причине больших задержек сигнала. В частности, специалисты одной из больниц Флориды (США) в 2015 году определили, что она может составлять от 30 до 150 миллисекунд, — пояснил заместитель начальника Научно-исследовательского отделения ЦНИИ РТК Сергей Никитин. — Если же после внедрения технологии 5G этот барьер будет снят, то дистанционная робот-ассистированная хирургия имеет все шансы стать рутинным делом в медицинских учреждениях.

Применение эта технология может найти и в музыкальной сфере. Например, тактильный интернет позволит проводить дистанционные практические занятия с инструментом, а в дальнейшем — и профессиональные репетиции, на которых находящиеся в разных местах музыканты будут готовиться к совместным концертам.

По словам ученых, использование этих решений может начаться параллельно с внедрением сетей пятого поколения, которое планируется начать уже в 2020 году. При этом масштабное внедрение технологии ожидается к 2025 году.

Однако в некоторых областях тактильный интернет может применяться уже сейчас — в частности, в компьютерных играх. По мнению экспертов, он позволит геймерам полностью погружаться в виртуальный мир, давая им возможность буквально "кожей" ощутить события, которые в нем происходят.

— Все необходимые элементы для такого прорыва уже есть, в частности, разработчики создают костюмы, частично передающие воздействие элементов виртуальной реальности (например, выстрелов) на пользователя, а также игры, подразумевающие использование этих устройств, — отметил главный редактор журнала "Игромания" Павел Карасев. — Но массовыми данные продукты могут стать только по мере их удешевления. Скорее всего, это произойдет уже в ближайшие три-пять лет.

Прежде всего новая разработка пригодится создателям набирающих популярность игровых стриминговых сервисов для того, чтобы адаптировать их под динамичные продукты, например, коллективные шутеры (игры-стрелялки), и избавить геймеров от неприятного подтормаживания игровых процессов.