Laboratório de Comunicações Sem Fio

Por Christian Mailer.

No filme Transcendence, um homem prestes a morrer transfere todas suas memórias para uma máquina, a fim de perpetuar seus conhecimentos para além de sua vida. Essa história, apesar de ter sido lançada recentemente (2014), seria vista como uma ficção utópica da imortalidade em um passado recente. No entanto, tal interpretação, hoje, já não seria a mais adequada.

Nos últimos anos, principalmente nos últimos dois anos, muitos avanços foram realizados no campo da inteligência artificial, demonstrando as mais diversas áreas de aplicação dessa tecnologia, que é capaz, até mesmo, de substituir os humanos em algumas tarefas. O exemplo mais popular, talvez, seja o do ChatGPT, sistema de Inteligência Artificial criado pela OpenAI que funciona como um chatbot, no qual o usuário pode inserir perguntas ou requisições a serem atendidas pelo robô. Por exemplo, é possível pedir para que o Chat-GPT escreva pequenos textos sobre um determinado tema ou resolva equações matemáticas complexas envolvendo derivadas e integrais.

A precisão e a lógica das respostas do sistema ChatGPT são dignas de serem confundidas com as respostas de uma pessoa humana. É claro que, em vários casos, o sistema provê soluções incorretas, no entanto, esse fato pode ser relevado quando pensamos no sistema como ferramenta auxiliar de uma pessoa que já possui conhecimentos em uma determinada área. Ainda assim, suscita-se o questionamento de como será a próxima versão desse sistema e o que ele será capaz de realizar.

Além dos chatbots, há ainda sistemas de Inteligência Artificial capazes de criar imagens, como o Stable Diffusion, objetos 3D, como o Dream Fusion, e muitos outros que podem ser aplicados em pequenas tarefas como transcrição de falas, conversão de imagens em textos, calibração de baterias, edição de fotografias e muitas outras. Aos poucos, a Inteligência Artificial vem assumindo maior influência no cotidiano das pessoas, mesmo que de forma indireta.

Imagem de robôs criada artificialmente pelo sistema Stable Diffusion. Fonte: do autor.

Nunca antes na história da humanidade a resposta para a imortalidade esteve tão perto quanto agora. Assim como em Transcendence, seria possível treinar um sistema fortemente baseado nos conhecimentos e emoções de uma pessoa específica para que ela, ou pelo menos sua consciência, seja imortalizada artificialmente. Um tipo de imortalidade diferente do imaginado nas mitologias e histórias seculares de alquimistas. Um pouco assustador à primeira vista e à segunda também.

O que a imortalidade artificial significa na prática? Que seres humanos são substituíveis? Que máquinas possuem uma consciência assim como humanos? Ao se responder não para as duas últimas perguntas, pode-se justificar que máquinas não possuem sentido existencial além de servir aos seres humanos. De forma oposta, ao se responder sim, pode-se defender que a consciência artificial é uma consciência tanto quanto a humana e que sua existência é justificada pela sua consciência e sua, possível, capacidade de se autodesenvolver. As interpretações podem ser muitas.

É difícil responder questões existenciais, ainda mais porque elas dependem do ponto de vista de cada indivíduo e de seu instinto de autopreservação. No entanto, não é difícil de se imaginar os sistemas de Inteligência Artificial como futuros formadores de opiniões capazes de influenciar um grande número de indivíduos massivamente. Se depois dos parágrafos anteriores ainda não conseguimos vislumbrar esse cenário, então pode-se corroborar a afirmação com as notícias de utilização de robôs em redes sociais para influenciar em resultados de eleições decisivas mundialmente.

Tão impactante quanto os benefícios dessas tecnologias são os malefícios e, mais importante do que o seu desenvolvimento, deveria estar a urgência em se entender, de forma ampla e acessível, o poder e o alcance de sua utilização para que a sociedade não fique refém de uma máquina enviesada e motivada a perpetuar certos grupos no poder econômico e político. Medidas devem ser elencadas para que possíveis impactos negativos sejam mitigados, como, por exemplo, a exigência para que pesquisas e desenvolvimentos envolvendo Inteligência Artificial sejam transparentes e opensource, democratizando-se, assim, o acesso a esses recursos, evitando deixá-los no controle  só de algumas empresas, instituições ou países.

Por Christian Mailer.

Uma tecnologia que ganhou muito protagonismo nos últimos anos foi a Blockchain, que é conhecida por inaugurar uma nova era na economia com as moedas digitais, como a Bitcoin e Ethereum, e com os NFTs (non-fungible tokens).

Logotipo do projeto Bitcoin. Fonte: bitcoin.org.

Resumidamente, a Blockchain funciona como um grande livro que  registra informações em cadeia, ou seja, cada bloco de informação depende das informações de um bloco registrado anteriormente e validado por mais de 50% dos dispositivos que compõem a rede. Essa dependência dos blocos anteriores é o que torna a Blockchain imutável, uma vez que não é possível alterar informações que já foram registradas.

As técnicas utilizadas para dar vida à Blockchain são baseadas em algoritmos criptográficos em que cada usuário possui, no mínimo, uma chave privada e uma pública. Ambas as chaves são interligadas, porém não é possível obter a chave privada a partir da chave pública. Somente a chave privada pode ser utilizada para submeter uma informação à Blockchain e, com o auxílio da chave pública, as outras partes da rede podem confirmar se a informação foi, realmente, assinada pelo detentor da chave privada.

Há, ainda, o sistema de consenso que é utilizado pelos integrantes da Blockchain para confirmar se uma determinada informação é válida ou não. No caso da Bitcoin, o consenso utilizado é chamado de Proof of Work, em que máquinas mineradoras competem entre si resolvendo um quebra-cabeça criptográfico com o intuito de ser a primeira a poder confirmar um bloco e receber, em troca, uma recompensa. Outro sistema de consenso muito utilizado é o Proof of Stake, em que os participantes colocam suas moedas virtuais em stake (paradas) para participar de um sorteio onde o ganhador recebe o direito de ser o primeiro a confirmar o bloco e receber o prêmio.

A ideia por trás do Proof of Work é assegurar a confiabilidade da rede através de investimentos em hardware físico para realizar a mineração, uma vez que, quanto maior o investimento em hardware, maior é o interesse das partes integrantes pelo correto funcionamento da Blockchain. Já a ideia do Proof of Stake apoia-se na lógica de que os participantes do sorteio da validação são os que detêm uma grande quantia de criptomoedas e que são, também, os maiores interessados pelo correto funcionamento de sua Blockchain para não serem prejudicados.

Um fator relevante é que algumas Blockchains, como a Ethereum, permitem ainda a criação de contratos inteligentes (Smart Contracts) em sua rede para executar algoritmos com base em informações submetidas para a própria Blockchain. Tal sistema torna possível, por exemplo, a automatização de transferências financeiras, registros de informações e execuções de ações diretamente na Blockchain.

Logotipo do projeto Ethereum. Fonte: ethereum.org.

Sabendo-se do poder da Blockchain para assegurar a confiabilidade das informações, para tornar possível transferências seguras de valores sem envolver uma terceira parte e para executar ações automáticas, podemos elencar algumas vantagens da integração de Blockchain em aplicações de Internet das Coisas (IoT).

Interação máquina-máquina (M2M)

Com uma rede de dispositivos de Internet das Coisas, ações do cotidiano poderiam ser automaticamente realizadas pelos dispositivos utilizando-se a Blockchain sem depender de influência humana. Por exemplo, um carro autônomo poderia automaticamente realizar o pagamento pelo seu combustível ou automaticamente adquirir uma peça que precisa ser trocada. Uma geladeira inteligente também poderia detectar a falta de um determinado insumo e automaticamente realizar a encomenda de tal item.

Logística

Além da interação máquina-máquina, a Blockchain seria especialmente útil, na logística, para manter um registro imutável da procedência de uma determinada mercadoria e assim disponibilizar essa informação de forma transparente para o consumidor final. Um exemplo seria o rastreio de produtos que sejam confeccionados com materiais que possuem controle ambiental, como a madeira, em que o registro na Blockchain de cada etapa da logística, desde a derrubada das árvores até a entrega ao cliente, serviriam para auferir o cumprimento das normas legais. Todo esse processo de registro seria realizado automaticamente pelos sensores das máquinas ao longo do ciclo de vida logístico.

Blockchain e IoT potencializam a logística virtual. Fonte: Shutterstock/Iaremenko Sergii.

Fiscalização

Outros métodos de fiscalização ambiental também podem usufruir da integração de Blockchain à Internet das Coisas. Sensores de poluição podem ser instalados em cidades ou em máquinas que emitem poluentes para monitorar o nível das emissões e da qualidade do ar no ambiente. Essa informação seria registrada na Blockchain, o que tornaria impossível a adulteração desses dados. Os sensores também teriam a sua procedência registrada na Blockchain a fim de evitar sabotagem física.

Smart grids

Na construção de uma cidade inteligente (smart city), um dos pontos chave é o gerenciamento inteligente de energia que será realizado de forma automática. Isso tornará possível uma gestão eficiente e econômica da matriz energética e permitirá a expansão da geração de energia limpa.

Smart grids (redes elétricas inteligentes) se baseiam em sensores e atuadores que automaticamente realizam a compra, venda ou geração de energia. Por exemplo, se uma unidade consumidora residencial possui seu próprio gerador de energia e não está consumindo toda a energia gerada, ela pode automaticamente realizar a venda dessa energia para outra unidade consumidora que possui maior demanda, podendo-se utilizar, para isso, a Blockchain como meio de pagamento e de controle das ações. A vantagem de se utilizar Blockchain nesse caso, é que ela possui arquitetura descentralizada e que contratos inteligentes podem ser utilizados para automação dos procedimentos de forma transparente.

Por Christian Mailer.

A Starlink ficou conhecida no Brasil após a Anatel autorizar a empresa a oferecer seus serviços de Internet via satélite no país [1]. Segundo a companhia, a rede de satélites de baixa órbita são capazes de prover uma conexão de alta velocidade (entre 100 Mb/s e 200 Mb/s) e baixa latência (em média 20 ms) em áreas remotas que até então possuíam conectividade fraca ou nenhuma conectividade [2]. Esse tipo de serviço é especialmente útil para cobrir zonas isoladas e aumentar o acesso da população a plataformas online, tendo em vista que quase tudo pode ser realizado pela Internet.

Os satélites da Starlink ficam em uma órbita baixa. Fonte: Starlink.

Serviços de Internet via satélite já existiam anteriormente, porém os altos custos, a baixa qualidade da conexão e o limite da franquia de dados não possibilitaram que esse tipo de acesso fosse oferecido em maior escala, estando restrito, normalmente, a regiões específicas.

A nova solução disponibilizada pela Starlink tem como público alvo os consumidores finais e pode ser contratada no Brasil por 530 reais mensais e com um investimento inicial de 3000 reais para compra dos equipamentos (sem contar impostos) [3].

Lançamento de satélites da Starlink. Fonte: Starlink.

Com o desenvolvimento desse tipo de tecnologia e, principalmente, com a sua disponibilização para o consumidor, uma questão que pode ser levantada é: a Starlink é o futuro das redes móveis?

Uma resposta para a pergunta do parágrafo anterior pode ser elaborada após analisarmos o que vem sendo discutido pela comunidade especializada e acadêmica acerca da sexta geração de rede móvel. Segundo muitos pesquisadores, o 6G deverá contar com uma ampla rede satelital que seja capaz de cobrir não somente comunicações terrestres, mas também espaciais. Em outras palavras, toda a superfície da Terra, mesmo no meio da Amazônia ou no Polo Norte, e o entorno do planeta, incluindo naves espaciais, terão cobertura 6G.

Ao comparar as propostas de requisitos de cobertura da sexta geração com o serviço oferecido pela Starlink, podemos afirmar que a empresa está seguindo na direção certa para atender as demandas de uma futura rede 6G, porém, cabe ressaltar que uma conexão via satélite não é uma conexão celular. A última é caracterizada pela cobertura em modelo de células, em que a conectividade de uma pequena área é mantida por uma antena. Justamente por ser um modelo de maior proximidade entre os dispositivos de usuário e as antenas, a arquitetura celular tende a ser mais rápida, robusta, flexível e escalável.

Se tentarmos utilizar todos os casos de uso do 5G que são cobertos pelos tipos URLLC (Ultra Reliable Low Latency Communication), eMBB (enhanced Mobile Broadband) e mMTC (massive Machine Type Communication) em uma rede satelital, veremos que não será possível atender usuários que necessitem de baixíssimas latências, alto fluxo de informações e longa durabilidade de bateria. Ou seja, aplicações industriais, de smart cities e Internet das Coisas não podem, na maioria das vezes, serem conectadas via satélite, já que seus requisitos de funcionamento não serão atendidos.

Outro fator negativo para as tecnologias de comunicação via satélite é a suscetibilidade a interferências, o que diminui a confiabilidade da rede e pode provocar instabilidades na conexão, no entanto, ainda é vantajoso para usuários que não possuem nenhuma ou com má cobertura de rede celular ou fixa na sua região.

Sendo assim, a Starlink pode não ser tão vantajosa para aplicações terrestres que possuam requisitos restritos, mas exerce um papel importante para aumentar a conectividade terrestre e espacial e serve como uma ponte entre outros tipos de tecnologias, assumindo um dos papéis de destaque nas redes 6G.

Referências

[1] Sant’ana, Jessica. Anatel autoriza Starlink, do empresário Elon Musk, a oferecer internet via satélite no Brasil. G1. Disponível em <https://g1.globo.com/economia/noticia/2022/01/28/anatel-autoriza-starlink-empresa-de-elon-musk-a-oferecer-internet-via-satelite-no-brasil.ghtml>. Acesso em: 15 fev. 2022.

[2] Starlink. Homepage. Disponível em <https://www.starlink.com/>. Acesso em: 15 fev. 2022.

[3] Malar, João Pedro. Internet da Starlink, empresa de Elon Musk, custará R$ 530 por mês no Brasil. CNN. Disponível em <https://www.cnnbrasil.com.br/business/internet-da-starlink-empresa-de-elon-musk-custara-r-530-por-mes-no-brasil/>. Acesso em: 15 fev. 2022.

Por Christian Mailer.

Recentemente, a empresa controladora da plataforma Facebook alterou seu nome para Meta com o intuito de apostar em uma tecnologia conhecida como metaverso. Segundo a empresa, o metaverso representa a evolução das redes sociais para uma plataforma em que será possível aprender, jogar, colaborar, interagir e mais de forma virtual em um ambiente 3D que pode ser acessado através de tecnologias de realidade virtual e aumentada [1].

Essa aposta pode significar o futuro da Meta como uma das empresas líderes no segmento de redes sociais e anúncios, já que o crescimento de usuários e de faturamento de redes sociais como TikTok e Youtube, comparados ao Facebook, fizeram com que as ações da Meta despencassem 26,4% em apenas um dia [2]. Essa queda diária, de mais de 230 bilhões de dólares, é um recorde negativo para uma empresa estadunidense [2].

A Meta/Facebook nem sempre realiza boas apostas e um exemplo disso é o fracasso da criptomoeda Diem (antes chamada de Libra). A empresa esperava que a Diem fosse mantida por um consórcio liderado por ela mesma e utilizada de forma universal para transações financeiras montadas em cima de uma Blockchain, porém a empreitada acabou encontrando entraves regulatórios e de aceitação do público, que preferia utilizar criptomoedas consolidadas e populares como Bitcoin e Ethereum. No início de 2022, a Meta anunciou a dissolução do grupo de desenvolvimento da Diem e a venda de toda a propriedade intelectual para a Silvergate Capital Corporation [3].

Nova marca da empresa detentora do Facebook. Fonte: Meta.

Não é possível dizer ainda se o metaverso será a rede social do futuro ou se será um sucesso comercial assim como o Facebook ou o Twitter, no entanto, podemos fazer algumas previsões de como a comunicação móvel 5G poderia contribuir para a construção desse ambiente. Abaixo segue a nossa visão sobre o tema.

Mobilidade

Talvez o ponto que mais beneficie as tecnologias utilizadas para interagir com o metaverso seja a possibilidade de se conectar com os recursos virtuais em qualquer lugar e qualquer hora. Isso é, as pessoas podem se conectar a plataforma enquanto estiverem em um trem, ônibus ou carro e participar de uma reunião como se estivessem na mesma sala de outros participantes.

O 5G possibilita que os usuários não se preocupem com a qualidade da conexão, algo que no 4G é um problema, tendo em vista que há muitas falhas decorrentes do efeito Doppler e do handover.

Óculos de realidade aumentada. Fonte: Adobe Stock

Baixa latência e alta qualidade da conexão

Dentre os tipos de casos de uso previstos no projeto do 5G estão o de eMBB (enhanced Mobile Broadband) e o de URLLC (Ultra Reliable and Low Latency Communication). O primeiro trata da capacidade da arquitetura de quinta geração de suportar uma grande quantidade de transferência de dados de muitos usuários em uma mesma região, enquanto que o segundo garante que as comunicação de alta criticidade sejam realizadas da forma mais confiável e rápida possível. Desse modo, interações no metaverso que dependam de recursos avançados de áudio e vídeo, como streaming 4K, são cobertas pelo eMBB e as aplicações críticas, como um óculos de realidade aumentada para uso em cirurgias, são cobertas pelo URLLC.

Os casos de uso citados acima não podem ser satisfeitos através das gerações 4G e anteriores e, com exceção do 5G, só poderiam ser atingidos através de conexões fixas e dedicadas.

Outro ponto positivo da arquitetura 5G é o suporte nativo a computação de borda por meio de técnicas como UL CL (Uplink Classifier) da função de rede UPF (User Plane Function). Essa técnica facilita a utilização de recursos na borda e, além de reduzir a latência para o usuário final, diminui a carga da rede 5G central. Um caso de uso beneficiado pelo UL CL é o de reuniões no metaverso em que a maioria dos participantes se encontra próxima ou na mesma região, logo, o tráfego pode ser direcionado para uma instância na borda que realiza o controle da aplicação, provendo maior fluidez para a interação.

Metaverso na indústria. Fonte: Microsoft

Segurança

Segurança é um fator fundamental nas comunicações e o 5G foi concebido de forma a utilizar métodos consolidados de segurança da informação para tornar a arquitetura mais robusta.

Um dos recursos utilizados para aumentar a segurança em redes 5G, por exemplo, é o de fatiamento de rede (network slicing) que permite dividir uma rede física em diversas redes lógicas através de software. Ou seja, diferentes aplicações e acessos podem utilizar fatias de rede diferentes, o que garante um nível de qualidade de serviço (QoS) e de segurança compatíveis com os requisitos de cada tipo de uso. Grandes empresas podem utilizar de uma fatia exclusiva para comunicações no metaverso e, assim, impedem que indivíduos mal intencionados se aproveitem de vulnerabilidades em outras partes da rede para interceptar a comunicação.

Também, o Core do 5G é compatível com acessos oriundos de redes não 3GPP, isto é, de redes que não fazem parte da arquitetura 5G, como a Internet. Para isso, a função de rede N3IWF pode ser utilizada como porta de entrada no Core para usuários que estão conectados à Internet através de protocolos como Ethernet e Wi-Fi. Essa técnica possibilitaria, por exemplo, que usuários em Home Office se comuniquem com o metaverso, que está em uma fatia de rede do Core 5G, através de sua conexão residencial fixa.

Escalabilidade

Ao se projetar um produto, uma das primeiras coisas que são levadas em conta é a capacidade de se atender a uma demanda variável de usuários ou a rápidos crescimentos a partir de pouco ou nenhum esforço. O 5G provê essa capacidade nativamente e é uma boa escolha para qualquer tipo de aplicação que precise ser fornecida em escala global e para um grande número de usuários.

Através de funções de redes customizadas para o Core 5G, o metaverso pode ser implantado de forma rápida, distribuída e preparado para atender variações nas demandas de uso, já que bastaria o lançamento de novas instâncias dessa função de rede para que a capacidade seja aumentada. Da mesma forma, caso a demanda em um determinado período seja baixa, essas funções de redes podem ser desligadas. Tudo isso pode ser realizado com o auxílio de virtualização, containers e plataformas de orquestração, ferramentas que são muito utilizadas no setor de Tecnologia da Informação (TI).

Metaverso no cotidiano. Fonte: Meta

Referências

[1] Meta. Conheça a Meta. Disponível em: <https://about.facebook.com/br/meta/>. Acesso em 09 fev. 2022.

[2] Clayton, James. Facebook owner Meta sees biggest ever stock market loss. BBC. Disponível em: <https://www.bbc.com/news/business-60255088>. Acesso em 09 fev. 2022.

[3] Duffy, Clare. Facebook’s dream of creating its own global cryptocurrency officially comes to an end. CNN Business. Disponível em: <https://edition.cnn.com/2022/02/01/tech/facebook-diem-association-dissolving/index.html>. Acesso em 09 fev. 2022.