Tekoäly 6G-kehityksessä: suunta ja tarkoitus

Laajoihin kielimalleihin perustuva tekoäly tuo merkittäviä mahdollisuuksia tietoliikenneverkkojen kehittämiseen. Tekoälyä käytetään tietoliikenneverkkojen yhteydessä monella tasolla. Se tehostaa tietoliikennettä, luo uuden alustan tekoälypohjaisille sovelluksille ja muokkaa suuntaa, johon verkkoja kehitetään, jotta korkeampien taajuuksien entistä nopeammasta ja laajemmasta tiedonsiirrosta saadaan tehot irti. Tuoreen julkaisun nimi on Large Language Models in the 6G-Enabled Computing Continuum: a White Paper, ja sen päätoimittajana on Oulun yliopiston Future Computing Group -tutkimusryhmän johtaja Lauri Lovén, joka koordinoi kansallisessa 6G-lippulaivatutkimusohjelmassa hajautetun tekoälyn tutkimuslinjaa.

”Ensimmäisen neljän langattoman sukupolvien aikana totuttiin siihen, että tiedonsiirtokapasiteetti hyppäsi aina uudelle, ennen kokemattomalle tasolle, joka mullisti verkkojen käyttökokemuksen. 5G:n kohdalla parannus ei enää tuntunut niin radikaalilta, vaikka sitä tapahtuikin. Verkon kehityksessä fokus oli siirtynyt muualle kuin käyttäjäkokemuksen parantamiseen — mukaan tuli koneiden välisen tiedonsiirron erilaiset skenaariot, sekä verkon palveluiden toteutus moderneilla ohjelmistokehityksen menetelmillä, jolloin niiden hallinta helpottui ja parantui monella tavalla. Yksinkertaistaen sanon, että 5G:n myötä pilvipalvelut ja reunalaskenta integroituivat mobiiliverkkoihin. 6G:n kohdalla langattomiin verkkoihin yhdistyy tekoäly”, Lovén käy läpi kuuden G:n eli mobiiliteknologian historiaa käyttäen jo 5G:n kohdalla mennyttä aikamuotoa, koska katsoo tutkijana jo 2030-luvulle.

Hän lisää, että 6G-kehityksessä tekoälyn näkökulmasta on kolme keskeistä kokonaisuutta ja näkökulmaa.

”Fokuksessa ovat AI eli tekoäly verkon toimintojen apuna (AI for RAN), tekoälypohjaiset mobiiliverkkoa tarvitsevat sovellukset ja palvelut (AI with RAN) sekä tekoälyn muokkaus verkkoon sopivaksi (AI on RAN).”

Teknologian termistöä ei täysin suomeksi ole, joten englannin prepositioiden tuntemus on avuksi. RAN taas on akronyymi: radio access network. Se tarkoittaa lyhyesti sitä, miten langattomassa tietoliikenneverkossa eri laitteet on yhdistetty verkon muihin osiin radiolinkin kautta. Akronyymitasolla tutkijoiden julkaisun työnimi on LLM WP. Avoimesti saatavilla olevan teoksen kirjoittamisessa on ollut mukana 46 tutkijaa. Sen ydin on pohtia ja esittää, millä tavalla moderneja tekoälymenetelmiähyödyntäen 6G-verkot tarjoavat tietoliikenneyhteydet yksittäisten laitteiden, tiheään ripoteltujen tukiasemien, massiivisten datakeskusten ja tiedot käyttöön tarjoavien pilvipalveluiden väliseen tiedonvaihtoon ja luovat palveluita datan keräykseen sekä välitykseen niissä. 

”Tutkimme erityisesti teknistä näkökulmaa, mutta pohdimme lyhyesti myös regulaatiota ja sovellusalueita sekä tietoturvaa ja resilienssiä. Tekoälymenetelmien tutkimus ja eettiset näkökulmat on tästä julkaisusta rajattu pois. Prosessi oli työläs, mutta olemme tyytyväisiä lopputulokseen. Näkemyseroja oli jopa niin, että pieni yksittäinen kirjoittajaporukka veti lopulta koko kontribuutionsa pois, kun ehdottamamme muutokset olisivat olleet liian laajoja. Riitoja ei kuitenkaan päässyt syntymään, kun pelin henki oli selvä alusta pitäen: editoreilla on lopullinen päätösvalta sisällöstä”, Lovén kertoo.

Editoreina eli lopullisina sisällön toimittajina ovat toimineet Oulun yliopiston 6G Flagship -tutkimusohjelmassa työskentelevät Lauri Lovén, Miguel Bordallo López, Jaakko Sauvola ja Sasu Tarkoma, joka on myös Helsingin yliopiston professori sekä Roberto Morabito EURECOM:lta, joka on ranskalainen teknologian tutkimuskeskus ja korkeakoulu.

Laajaan tekoälykeskusteluun LLM WP on selkeästi suuntaa antava kooste, jossa luodaan visio siitä, mihin aivan uuden teknologian kehittäminen vie, mihin se liittyy ja mitä tarjoaa; se on avaus tarkemmille tutkimuksille, projekteille ja julkaisuille.

”Erilaisten tekoälymallien tekniikat kehittyvät tietenkin huimaa vauhtia, ja sovelluskohteet niiden mukana. Televerkon ja paikallisilta laitteilta pilvipalveluita pyörittäviin laskentakeskuksiin ulottuvan laskentajatkumon puolella nämä voivat muuttaa paitsi siirrettävän ja käsiteltävän tiedon sisältöä myös menetelmiä, joilla verkkoa ja sen laskentakapasiteettia hallitaan. Toisaalta henkilökohtaiset tekoälyapurit tai kokonaiset apuriarmeijat saattavat olla piankin saatavilla ja voimme jo alkaa aavistella kuinka valtavaa laskenta- ja tiedonsiirtokapasiteettia ne tulisivat vaatimaan.”

Tutkimus kuitenkin katsoo kuumimman kuplivuuden yli, se on sen tehtävä.

”Tämä julkaisu piti ja kannatti tehdä. Viisi vuotta on nyt tekoälytutkimuksen näkökulmasta todella pitkä aika. Vuodessakin ehtii tapahtua paljon! Tietoverkkojen osalta syklit ovat kuitenkin hitaampia, jo standardoinnissa kestää pitkään. Yksi G on aina noin kymmenen vuoden juttu ja 6G:ta odotellaan kuluttajamarkkinoille joskus 2030-luvun alussa mutta juuri siksi olemme tutkineet sitä jo vuosia. Tekoälyn kehittyminen on tuonut siihen aivan olennaisesti uusia ulottuvuuksia. Ensimmäisten mobiiliviestintäsukupolvien verkko on ollut lähinnä kuten puhelinverkko eli ihmisten välisen kommunikoinnin mahdollistaja. Sitten rinnalle tuli vihdoin ihmisen ja koneen sekä varsinkin 5G:n myötä koneiden välinen itsenäinen tiedonsiirto. Seuraavat askeleet ovat ihmisen ja tekoälyn sekä tekoälyjeagenttien keskinäinen tiedonsiirto, missä on vielä paljon kysymysmerkkejä ennen kuin päästään standardointiin”, Lovén kiteyttää.

Koko 6G Flagship White Paper -sarjan julkaisut täältä vapaasti ladattavissa.