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Le Dr Holger Claussen prévoit un avenir où les humains acquerront des capacités telles que la vision aux rayons X ou un accès instantané à des connaissances spécialisées grâce aux communications sans fil.
En tant que chef du nouveau laboratoire de communications sans fil du Tyndall National Institute, le Dr Holger Claussen a entrepris d’inventer l’avenir de la machine et des communications humaines.
Premier centre de recherche de Tyndall à l’extérieur de Cork, le nouveau laboratoire est actuellement basé à Connect, le centre de recherche de la Science Foundation Ireland pour les futurs réseaux et communications, hébergé au Trinity College de Dublin.
Claussen a rejoint Tyndall en décembre 2020 pour créer ce laboratoire et le mener à des percées dans les communications sans fil. Sa carrière de chercheur a débuté dans les prestigieux Bell Labs et, au cours de ses près de 20 ans, il a formé une équipe de classe mondiale jetant les bases de nombreux produits de communication de nouvelle génération. En particulier, Claussen a été salué pour son travail dans les petites cellules (nœuds d’accès radio cellulaire de faible puissance avec une portée plus courte que les macrocellules plus grandes) et les réseaux autogérés.
Maintenant, il a l’intention d’amener les communications sans fil dans le 21e siècle, en explorant les technologies potentielles de nouvelle génération telles que l’IA et les systèmes quantiques apporteront à l’Internet des objets, au Wi-Fi et à l’avènement des réseaux 6G.
« Les réseaux sans fil combleront le fossé entre les mondes numérique, physique et biologique émergents »
– DR HOLGER CLAUSSEN
Qu’est-ce qui vous a poussé à devenir chercheur?
Être capable de communiquer et d’interagir instantanément avec quelqu’un à l’autre bout du monde a quelque chose de magique à ce sujet.
Au cours de mon doctorat avec Bell Labs, j’ai appris à me concentrer sur les idées qui changent de paradigme qui transforment l’avenir de l’humanité et de la technologie plutôt que de chercher des améliorations progressives. C’était vraiment passionnant et après 20 ans, j’apprécie toujours ce type de recherche tous les jours.
Je trouve la recherche sur les communications sans fil particulièrement intéressante car elle recoupe de nombreux domaines tels que la physique, l’intelligence artificielle, la robotique, l’informatique et les logiciels, et elle est largement applicable pour permettre des améliorations dans de nombreux aspects de nos vies.
Sur quelle recherche travaillez-vous actuellement?
Nous sommes actuellement à un point d’inflexion où les machines et les applications temps réel seront le principal moteur de l’évolution des futurs réseaux sans fil. Cela entraînera des exigences considérablement différentes telles qu’une communication fiable à faible latence et un fonctionnement dans différents environnements allant des usines aux liquides, aux applications dans le corps et plus encore. Cela rend la conception des futures communications sans fil encore plus difficile.
Pour concevoir ces futurs réseaux, nous avons besoin de percées dans la recherche dans plusieurs domaines. Frontaux radio novateurs, compacts et ultra-flexibles, y compris le fonctionnement en fréquences THz. Réseaux d’accès radio entièrement programmables et définis par IA pour adapter automatiquement le réseau aux exigences spécifiques des applications futures. Et de nouveaux protocoles qui peuvent utiliser plusieurs connexions sans fil parallèles pour fournir une fiabilité de bout en bout et des garanties de latence sur des liaisons sans fil non fiables.
Le nouveau laboratoire de communications sans fil de Tyndall relèvera ces défis de recherche fondamentale et inventera des technologies clés qui façonneront l’avenir des réseaux de communications sans fil. Et les progrès de l’IA et des systèmes quantiques seront des catalyseurs clés pour ces solutions.
À votre avis, pourquoi votre recherche est-elle importante?
Tout le monde peut comprendre le besoin d’une connectivité Wi-Fi et cellulaire plus rapide, en particulier maintenant lorsque de nombreuses personnes comptent sur des réseaux rapides et fiables pour pouvoir travailler à domicile. À l’avenir, les communications sans fil seront encore plus importantes.
Les réseaux sans fil combleront le fossé entre les mondes numériques, physiques et biologiques émergents, offrant un accès instantané à toutes les informations et aux ressources informatiques quasi infinies pour les humains et les machines. Ils permettront la création de jumeaux numériques de machines ou de processus synchronisés sans fil avec le monde physique, nous permettant de prédire l’avenir et d’éviter les problèmes avant qu’ils ne surviennent. En outre, les applications en temps réel sans fil utilisant la RA et la RV donneront aux humains de nouvelles capacités semblables à des « superpuissances » telles que la vision aux rayons X ou un accès instantané à des connaissances spécialisées – par exemple, piloter un avion.
En conséquence, les communications sans fil deviendront un catalyseur essentiel pour une grande partie de notre vie quotidienne. Elle sera au cœur de la future économie, essentielle pour de nombreuses industries telles que l’informatique, la fabrication, la santé, l’agriculture, les transports, le maritime et plus encore.
Quelles applications commerciales envisagez-vous pour vos recherches?
Les communications en temps réel amélioreront considérablement la façon dont nous pouvons travailler et interagir avec nos amis et collègues du monde entier. L’emplacement sera moins important, ce qui nous donnera plus de liberté quant à l’endroit où vivre et travailler.
Les futurs réseaux sans fil ultra-fiables à faible latence sont également un élément clé de la robotique, en particulier lorsque plusieurs robots collaborent. Cela automatisera de nombreux aspects de notre vie et nous permettra de nous concentrer sur des tâches plus intéressantes et de grande valeur.
Un autre domaine d’application est l’industrie 4.0 et permet une usine entièrement automatisée. Les liaisons de communication fixes seront remplacées par des communications sans fil qui sont beaucoup plus rentables et flexibles. Les exemples incluent la connectivité pour les robots d’usine mobiles, la surveillance et le contrôle des systèmes, les jumeaux numériques de machines et de processus, la réalité augmentée et la localisation. Cela permettra aux usines intelligentes de changer rapidement de ligne de production, de raccourcir les délais et de fonctionner beaucoup plus efficacement.
En outre, il existe une demande croissante de communications sans fil dans le secteur de la santé. Les exemples incluent la chirurgie à distance ou les communications corporelles, qui pourraient sous-tendre les implants médicaux. Cela pourrait avoir des implications pour la surveillance de la santé, la restauration de la vue ou de l’ouïe ou le développement d’un cœur artificiel ou d’un bras robotique. Ces progrès profonds nous permettront de vivre plus longtemps et en meilleure santé. À l’avenir, les applications pourraient même aller au-delà de la restauration de notre santé pour augmenter nos capacités physiques et mentales.
Quels sont certains des plus grands défis auxquels vous êtes confronté en tant que chercheur en communications sans fil?
Il y a des défis techniques importants. Atteindre 100 fois plus de capacité et une communication fiable à faible latence dans le spectre de fréquences sans fil de plus en plus encombré au même coût qu’aujourd’hui est un problème très difficile à résoudre. Cela nécessite des avancées fondamentales dans un certain nombre de domaines de recherche. Cependant, résoudre certains de ces défis constitue également un travail très intéressant et enrichissant.
Un deuxième défi est qu’il y a souvent une résistance au changement. L’adoption de nouvelles innovations est parfois plus difficile que leur création, en particulier lorsque de nouvelles approches perturbent des solutions ou des modèles commerciaux établis.
Un exemple était notre travail sur les petites cellules chez Bell Labs, où, au départ, l’unité commerciale sans fil craignait que les petites cellules moins coûteuses détruiraient le marché rentable des macrocellules. Cependant, il était clair que les macrocellules ne pouvaient pas fournir l’augmentation exponentielle de capacité requise. Quelques années plus tard, nous étions le leader mondial des petites cellules qui ont contribué de manière significative à la croissance de la capacité au cours de la dernière décennie. Et les macrocellules continuent d’être importantes pour fournir une couverture.
Quels sont les domaines de recherche que vous aimeriez voir abordés dans les années à venir?
En plus des sujets de communication traditionnels, les deux domaines où je vois un potentiel important sont l’intelligence artificielle et les systèmes quantiques. Les progrès dans ces domaines auront non seulement un impact important sur la création des réseaux de communication sans fil de nouvelle génération, mais ils seront également beaucoup plus largement applicables à d’autres domaines – y compris la santé, les services financiers, la fabrication, l’agriculture, la modélisation environnementale et bien d’autres.
Êtes-vous un chercheur avec un projet intéressant à partager? Faites-nous savoir par email Editorial@siliconrepublic.com avec la ligne d’objet «Science Uncovered».
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