Solo quattro anni fa è stata distribuita a livello globale la rete 5G (quinta generazione), lasciando alle spalle il 4G IMT-Advanced. Oggi lo sguardo è già rivolto al 6G. In particolare, con il progetto DETERMINISTIC6G si sta lavorando per creare le basi tecnologiche dei futuri sistemi di comunicazione di sesta generazione, definendo principi architetturali e standard globali di comunicazione deterministica, con particolare attenzione alle reti di trasmissione wireless. Una rivoluzione che potrebbe aprire importanti scenari anche nel campo della medicina, soprattutto nella teleoperazione, in cui il medico potrebbe non solo monitorare da remoto lo stato del paziente, ma anche interagire fisicamente tramite l’ausilio di robot, in particolare quelli indossabili. Ma non solo. Ne abbiamo parlato con Emilio Trigili, ricercatore all’Istituto di Biorobotica della Scuola Superiore Sant’Anna di Pisa.
Quest’anno è stato lanciato il progetto EU “DETERMINISTIC6G” per sviluppare parti critiche delle reti 6G di prossima generazione. In cosa consiste e quali sono gli obiettivi?
«In futuro si potrà aprire la strada a un mondo di applicazioni nuove e rivoluzionarie che trarranno vantaggio da una comunicazione senza fili affidabile e altamente performante. Per raggiungere questa visione, il progetto si focalizza su diverse aree chiave. In particolare, verranno analizzati gli aspetti architetturali della nuova comunicazione deterministica 6G, verranno studiati e simulati meccanismi per monitorare, valutare e adattare la rete in tempo reale per garantire che le comunicazioni siano affidabili e conformi ai requisiti specifici delle applicazioni. Si prevede, dunque, lo sviluppo di strumenti che consentano di predire e garantire le prestazioni deterministiche della rete, attraverso la definizione di protocolli e standard che consentano di pianificare, simulare e gestire le comunicazioni in modo da garantire risultati prevedibili e desiderati. Considerato che le reti 5G sono tuttora in fase di implementazione, possiamo immaginare la difficoltà e l’importanza di questa sfida sia dal punto di vista scientifico che tecnologico».
Quali potrebbero essere i benefici per la medicina?
«Sebbene il progetto si focalizzi principalmente sulle applicazioni industriali, i potenziali benefici nel campo medico sono molteplici, soprattutto per quanto riguarda la teleoperazione. Per esempio, un problema molto sentito nell’ambito della riabilitazione è quello della difficoltà nel garantire la continuità della cura, ovvero un processo che assista il paziente dal ricovero in clinica fino alla vita di tutti i giorni. Oppure, un medico potrebbe teleoperare un robot chirurgico con la sicurezza che lo scambio di informazioni tra i due sistemi avvenga con ritardi di comunicazione minimi tali da garantire un’interazione fluida e realistica. Uno dei vantaggi maggiori che la tecnologia 6G potrebbe apportare sarebbe la possibilità di de-localizzare le risorse computazionali dei robot, favorendo l’implementazione di algoritmi avanzati di intelligenza artificiale che combinano insieme molteplici informazioni da parte dell’utente, del robot e dell’ambiente circostante per ottimizzare in tempo reale l’interazione uomo-macchina. È bene però sottolineare che i reali vantaggi risultano ad oggi difficili da quantificare, poiché ci vorrà ancora qualche anno prima che la tecnologia 6G possa essere implementata (si parla di circa il 2030)».
Quali saranno i partner dell’iniziativa?
«Tra i partner coinvolti troviamo aziende che si occupano di ricerca e sviluppo delle tecnologie 6G: Ericsson – che coordina il progetto – Cumucore, Orange, attori industriali e accademici che si occupano della definizione di casi d’uso innovativi per la tecnologia di sesta generazione (tra cui noi come Scuola Superiore Sant’Anna, IUVO – un’azienda spin-off della Scuola Sant’Anna, Montimage, ABB e B&R – membro del gruppo ABB) e università e istituti di ricerca all’avanguardia nella ricerca di base sulla tecnologia 6G (Silicon Austria Labs, KTH Royal Institute of Technology, University of Stuttgart)».
Con quanto è stato finanziato il progetto?
«Il progetto è stato finanziato dalla Commissione Europea nell’ambito del programma Horizon Europe – Smart Networks and Services Joint Undertaking (SNS JU) per un valore complessivo di 5,8 milioni di euro. La durata sarà di 30 mesi».
Ad oggi, quali sono i risultati raggiunti?
«Siamo ancora alle battute iniziali, ma è stato già raggiunto un primo importante risultato riguardo alla concettualizzazione di casi d’uso estremamente innovativi che la tecnologia 6G potrà abilitare: integrazione completa dell’uomo nei processi industriali, nuove forme di interazione uomo-macchina (anche a distanza), maggiore mobilità e flessibilità nei sistemi di produzione e, non ultimo, una maggiore sostenibilità dei processi industriali. In questo contesto, sono stati descritti scenari di extended reality, che nascono dalla fusione tra il mondo virtuale e il mondo reale, insieme al supporto dei lavoratori tramite robot indossabili – (esoscheletri), che sfruttano la rete di sesta generazione per connettere il robot all’ambiente circostante e ottimizzare le risorse computazionali de-localizzandole sul cloud. Altri scenari riguardano la manifattura adattiva (adaptive manufacturing), che fonde tecnologie avanzate come robotica e intelligenza artificiale per ottimizzare i processi di produzione. Un approccio simile, applicato al settore dell’agricoltura, è il cosiddetto smart farming: in questo caso d’uso vengono descritte delle applicazioni in cui veicoli autonomi (es., droni, macchine agricole) possono collaborare tra loro, anche in maniera tele-operata, per ottimizzare i processi agricoli tramite una sensoristica a bordo che monitora e analizza l’ambiente circostante. Tutti questi casi d’uso sono stati descritti anche valutando il loro potenziale impatto dal punto di vista socio-economico, ambientale, tecnologico e scientifico, alla luce dei Sustainable Development Goals definiti dall’Unione Europea».
Con le nuove tecnologie, in che modo cambieranno in futuro le forme di interazione tra persone e tra persone e macchine?
«Se con l’Industria 4.0 stiamo assistendo alla digitalizzazione dei processi industriali, adesso stiamo andando verso una direzione in cui si cercherà di abbattere le barriere tra mondo virtuale e mondo reale per avere un mondo interconnesso, delle smart factories, smart cities e smart homes in cui persone e macchine collaborano in perfetta sinergia. Ma non è da escludere che si potranno ulteriormente accorciare le distanze anche tra le stesse persone. Se oggi i cosiddetti digital twin consentono di avere una rappresentazione virtuale di un oggetto reale, possiamo pensare che i nuovi avanzamenti nel campo della realtà virtuale, intelligenza artificiale e reti di comunicazione possano portare all’implementazione di digital-physical twin (perché no, “umani”), con cui è possibile interagire anche fisicamente. Tutto ciò avrà delle importanti implicazioni anche dal punto di vista etico, sociale e anche psicologico, che andranno studiate ed analizzate di pari passo con gli avanzamenti tecnologici».
La digitalizzazione sta guidando la trasformazione della società e dell’industria. Il viaggio è già partito e si prevede che subirà una forte accelerata entro il 2030. Saranno sviluppate nuove forme di interazione tra persone, tra persone e macchine, e tra macchine. La comunicazione immersiva con la realtà estesa (XR), la comunicazione olografica e lo scambio di informazioni sensoriali di livello umano faranno scomparire la distanza.
