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2020.06.11

【AIと5G】5Gの実現でAIはどう進化するか?

最終更新日:

 

みなさんこんにちは、AINOWライターのゆーどーです。

最近「5G」という言葉を耳にしませんか?身近なことで言うと、SoftBankやdocomo、auなどの通信会社が5Gに対応するスマートフォンを発売を開始し、5G技術は私たちにとって身近な技術になっています。

みなさんは5Gになることでどのようなことができると思いますか?例えば、4Kのような高画質な動画でも高速でダウンロードが可能になります。

では、4Gの時代から5Gの時代になることで、AIの技術にはどのような革新が生まれるかイメージできますか?

今回は、AIの技術が5G技術との組み合わせで、どのようなことが実現できるのかを解説します。

話題の5Gについて解説

まずはじめに、最近注目を集めている「5G」について紹介します。

5G(第5世代移動通信システム)とは

5Gとは、2020年より、日本国内でサービスが展開される「第5世代移動通信システム」と呼ばれるシステムのことです。

5Gが展開されることにより、接続できる機器が増えることで、さらに多くのデバイスが私たちの生活の中で使われるようになりIoT(モノのインターネット化)の普及が促進されるでしょう。

そのため、5G技術は、新しい社会の通信インフラとして活躍することが期待されています。

では、現在の4Gと比較して、5Gにはどのような特徴があるのでしょうか。次は、5Gの特徴を紹介します。

5Gの3つの特徴

5Gの特徴として、主に次の3つが挙げられます。

  1. 大容量かつ超高速通信
  2. 多数同時接続
  3. 超低遅延

それぞれについて解説します。

5Gの特徴①:大容量・超高速通信

1つ目に、大容量で今以上の高速通信が可能になる点です。

現在利用される4Gに比べ、最大で約20倍の速度で通信が可能になります。そのため、4Kや8Kといった高解像度の動画も快適にダウンロードし、視聴することができます。

高画質な動画が配信されるように、近年動画コンテンツのニーズはさまざまな分野で高まっていることはご存知でしょう。

またVR(virtual reality)のように360°を見渡せる大容量コンテンツも、従来より迅速に転送することができます。

5Gによって、通信が可能になることで、教育や医療、セキュリティの分野でも活用が期待されています。

5Gの特徴②:多数同時接続

2つ目に、多数同時接続が可能な点です。

5Gのネットワーク下では、4Gに比べて10倍の数の機器に接続できます。。

現在利用されている4Gの環境下だと、1㎢あたりで10万台の機器に接続が可能な状態です。これが5Gになると、1㎢あたり100万台の機器に接続が可能になります。

これからはIoTの普及により、ネットワークがつながる機器が増えるでしょう。しかし、接続可能台数が増えることで、接続機器の限界の心配がなくなるのです。

5Gの特徴③:超低遅延

3つ目に、超低遅延という点です。

4Gと比べて5Gの遅延速度は、10分の1になります。通常、接続機器がインターネットを介して通信を行う際にはタイムラグが発生します。遠距離での通信になる程、タイムラグは大きくなります。

国内の通信だとイメージしづらいかもしれません。例えば、国外にいるアナウンサーの中継する様子を見ていると、遅延・タイムラグがよくわかります。

遅延する速度が10分の1まで抑えられることで、遠距離でも快適に通信することができます。

この超低遅延という特徴は、自動運転や、医療における遠隔治療などの場面での活用が注目されています。

高性能システムである5Gの仕組みとは

高周波数帯の活用

5Gの特徴である大容量のデータを送受信するためには、4Gより高い周波数の帯域を利用しなければいけません。

しかし、高周波数の帯域を利用する際には、ある問題があります。それは、高周波数帯の電波は、「障害により遮断されやすい」「遠距離での通信が困難」という点です。

その懸念点を「ビームフォーミング」により解決しました。この技術はソフトバンクが中心になり開発が進められました。

超多素子アンテナ

5Gを快適に利用するためには、超多素子アンテナというアンテナを使用することで、ビームフォーミング技術が活用されます。

この超多素子アンテナは「MIMO(Multiple-Input and Multiple-Output、マイモ)」と呼ばれています。4Gの時代から使用されていたMIMOは、5Gで活用するために機能アップしました。

従来のビームフォーミングでは水平方向のみでしたが、垂直方向にも送信できるようになりました。

その技術を実現するためにMassive MIMO(マッシブ マイモ)という仕組みがあります。アンテナの数を増やすことで、各ユーザーに対し通信路を割り当てて、快適に利用することができるようになるのです。

5GをAI技術に活用するメリット

5Gの特徴を先述しました。では、5G技術が発展することで、AI技術にはどのようなメリットがあるのでしょうか

ここでは、現在のAI技術が5Gの環境下になることで、どのようなメリットがあるのかを紹介します。

5Gの特徴である大容量により膨大なデータのクラウド処理が可能になります。鮮明なデータを高速でクラウド送信できることで、交通や医療の分野での活用が期待されています。

また、多数のデバイスが同時接続できることにより、カメラだけではなく、センサーとも通信が可能になります。多数のセンサーに接続できることにより、メーカーの製造現場や農業など、リアル空間でもより多くのデータの取得が可能になり、AIの活用場面が増えることが予測されています。

さらに、超低遅延により、自動運転や、遠隔治療など、リアルタイム性が求められる場面でAIの活用が進むと予想されます。

次にこれらのメリットが実際にどのように導入されているかを紹介します。

5Gの環境下でのAI技術の活用事例

交通状況をリアルタイムで把握可能

5Gになることで、AIを搭載したカメラが交通状況をよりリアルタイムで知らせてくれます。外出時には混雑状況を把握もすることができます。

また、自動運転の技術がさらに進みます。今以上の自動運転の技術を実現するためには、超高速・超低遅延、のデータ送信、多数同時接続の技術が必要になります。

自動運転の安全性を増すために、周辺の情報を高速で車に送信し、情報を処理することが求められるからです。

リアルタイムで正確な歩行者や他の車との距離を把握することで、自動運転もより実用的な技術になるのです。

遠隔操作での医療が可能に

5Gは、従来より鮮明な診断画像を高速で送受信することが可能です。

画像による診断の精度が上がれば、現場と離れ得ている状況でも手術の指示をすることもできるようになります。

今まで、専門医師は主要都市に限られていました。つまり場所の制限があり、高度な治療を受けるためには、遠方から患者を運ぶ必要があったのです。

しかし、遠隔での医療が可能になることで、その制限が解消され、地方にいる重症患者にも精度が高い手術が可能になります。

5Gが整備されることにより、医療分野では新しい技術が後押しされると注目を集めています。

5Gにより開発が進むエッジAI

エッジAIとクラウドAIとは?

エッジAIとは、車などにあるデバイスや、スマートフォン端末に搭載されたAIのことです。AIの学習や推論を、各デバイスで処理されるため、リアルタイムでの処理が可能です。

クラウドAIとは、クラウド上でデータを処理し結果を出力するAIのことです。デバイス上でデータ処理を行わないため、複雑なデータや大量のデータを処理することができます。

AIは処理のリアルタイム性を重視されている

現在、AIはデータをよりリアルタイムで処理できることが重視されています。

従来では、膨大なデータや複雑なデータを保存、処理する時にクラウドAIが重宝されてきました。5Gが導入されることで、さらに高速で大量なデータ通信が可能になり、クラウドAIがさらに強化され、AIの適用箇所が大幅に増えていくでしょう。

しかし、5Gの環境が実現することにより、クラウドAIだけではなく、エッジAIも進歩を見せます。

国内には、組み込み型AIを開発しているLaepMindや、エッジAIを中心としたプロダクトを提供するAIsingなど、エッジAIに精通した企業が開発を進めるでしょう。

5Gが導入され、大量のIoT機器がネットワークに接続される時、クラウドAIに処理させるよりも、現場に近いデバイスに組み込まれたエッジAIで処理する方がリアルタイムでの処理が可能になるのです。

▼エッジAIについて詳しくはこちら

5G実現による懸念点とは

5Gが実現は、私たちの生活を快適にする一方で、利用者の中には懸念点を抱く人もいるでしょう。

先述したように、5GはIoT機器を普及させます。しかし、その背景に潜む「セキュリティリスク」も忘れてはいけません。

具体的に言うと、サイバー攻撃の脅威が増す可能性があるということです。ネットワークの接続が広がることで、IoT家電の不具合が生じたり、さらにひどい場合は、インフラ関係も被害を受けるかもしれません。

また、現在5Gの環境下になる地域は初期は限られてしまいます。

そのため、5Gを広範囲で使用するためには、環境の設備をするために多大な費用が必要になります。また、対応機器を購入する必要があるため、5G普及には時間がかかるかもしれません。

まとめ

この記事では、5Gの解説と5Gが実現することでAI技術はどのような発展を見せるのかを紹介しました。

世界からも注目を集める5Gは、セキュリティの面で不安がありますが、実用化が進めば生産性、利便性が向上することは間違いありません。

整備や普及にはまだ時間がかかるかもしれません。私たちは普及が進んだ時に向けて、5Gの快適さだけではなく、セキュリティのリスクを軽減されることにも注目しなければいけないのかもしれません。

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