La DARPA parie sur l'IA pour mettre en ligne la prochaine génération d'appareils sans fil

Le tableau d'attribution du spectre aux États-Unis. Administration nationale des télécommunications et de l'information

C'est tellement transparent que vous ne le remarquez presque jamais, mais la communication sans fil est la base sur laquelle repose une grande partie de la vie moderne : elle alimente notre capacité à envoyer des SMS et à passer des appels, à héler un Uber et à diffuser des émissions Netflix. Avec l'introduction de la 5G, elle promet également d'abaisser la barrière des voitures autonomes plus sûres et de lancer une révolution dans l'internet des objets. Mais ce prochain saut dans la technologie sans fil ne sera pas possible sans un ingrédient clé : l'intelligence artificielle.

Mercredi, 10 équipes de l'industrie et du milieu universitaire se sont affrontées pour changer fondamentalement le fonctionnement des systèmes de communication sans fil. L'événement était le sixième et dernier tour éliminatoire de la Défi de collaboration Spectrum (SC2), le dernier d'une longue série de grands défis DARPA qui ont stimulé le développement dans des domaines émergents tels que les voitures autonomes, la robotique avancée et la cybersécurité autonome.

Le défi a été suscité par la crainte que l'utilisation croissante des technologies sans fil ne surcharge les ondes que nos appareils utilisent pour communiquer entre eux.

Traditionnellement, le soi-disant spectre radio n'a pas été alloué de la manière la plus efficace. Aux États-Unis, les agences gouvernementales partagez-le dans des bandes de fréquences mutuellement exclusives. Les bandes sont ensuite réparties entre différentes entités commerciales et gouvernementales pour leur usage exclusif. Bien que le processus aide les services à éviter les interférences entre eux, celui qui détient les droits sur une partie du spectre l'utilise rarement en totalité à 100 % du temps. En conséquence, une grande partie des fréquences attribuées se retrouvent inutilisées à un moment donné.

La demande de spectre a augmenté au point que le gaspillage de cet arrangement devient insoutenable. Le spectre n'est pas seulement partagé par les services commerciaux ; il prend également en charge les canaux de communication gouvernementaux et militaires qui sont essentiels pour mener des missions et des opérations de formation. L'avènement du réseau 5G ne fait qu'augmenter l'urgence.

Pour relever ce défi, la DARPA a demandé à des ingénieurs et des chercheurs de concevoir un nouveau type d'appareil de communication qui ne diffuse pas sur la même fréquence à chaque fois. Au lieu de cela, il utilise un algorithme d'apprentissage automatique pour trouver les fréquences immédiatement disponibles, et les algorithmes de différents appareils fonctionnent ensemble pour optimiser l'utilisation du spectre. Plutôt que d'être distribué de façon permanente à des propriétaires uniques et exclusifs, le spectre est attribué dynamiquement et automatiquement en temps réel.

Nous devons placer le monde de la gestion du spectre sur une base technologique différente, déclare Paul Tilghman, responsable de programme à la DARPA, et vraiment passer d'un système aujourd'hui largement géré par des personnes avec un stylo et du papier à un système largement géré par des machines. de manière autonome - à des échelles de temps machine.

Plus de 30 équipes ont relevé le défi au début du SC2 et se sont affrontées pendant trois ans sur des objectifs de plus en plus difficiles. Dans la première phase, les équipes ont été invitées à construire une radio à partir de zéro. Dans la deuxième phase, ils devaient rendre leur radio collaborative, afin qu'elle puisse partager des informations avec d'autres systèmes radio. Dans la dernière phase, les équipes ont dû intégrer le machine learning pour rendre leurs radios collaboratives autonomes.

Mercredi soir, les 10 finalistes se sont affrontés dans cinq scénarios simulés comprenant des communications de soutien pour une mission militaire, une intervention d'urgence et une salle de concert bondée. Chaque scénario a testé différentes caractéristiques, telles que la fiabilité du service du système, sa capacité à hiérarchiser différents types de trafic sans fil et sa capacité à gérer des environnements très encombrés. À la fin de l'événement, une équipe de l'Université de Floride a remporté le grand prix de 2 millions de dollars.

À l'heure actuelle, le prototype de l'équipe gagnante en est encore à ses débuts et prendra un certain temps avant de se retrouver dans nos téléphones. La DARPA espère que SC2 inspirera des investissements et des efforts accrus pour continuer à affiner la technologie.

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