In SCENARIO, het prachtig vormgegeven tijdschrift van het Copenhagen Institute for Future Studies, zet Klaus Æ. Mogensen de mogelijkheden van de nieuwe generatie van het mobiele netwerk, 5G, op een rijtje. De eerste netwerken worden verwacht vanaf 2019/2020 en deze moeten supersnel dataverkeer mogelijk maken. Het zal een grote invloed hebben op de ontwikkelingen rondom het Internet of Things. A game changer. Via een document van JISC lees ik over de mogelijkheden voor het onderwijs.
Wat is het?
5G betreft de nieuwe generatie van draadloze mobiele netwerken. Het moet vooral snel verkeer van grote blokken dataverkeer mogelijk maken, mogelijk gemaakt door de hoge radiofrequentie die aan dit netwerk wordt toegekend (dit laat ik mij even vertellen, maar ik lees het ook in andere bronnen). Mogensen heeft het over snelheden van mogelijk 20 gigabits per seconde. Elders lees ik 10 gigabits per seconde, maar ook getallen als 4. Blijft allemaal snel, vergeleken met 4G. De wachttijd (latency) voor een datapakketje om van punt A naar B te komen wordt teruggebracht tot een milliseconde. Je zou een 100 gigabyte 4K-film in enkele minuten binnen moeten hebben.
De hoge radiofrequentie is wel van belang. Hoe hoger de frequentie, hoe korter het bereik en hoe makkelijker de signalen geblokkeerd kunnen worden. Dat betekent dus veel zendmasten. Mogensen geeft aan dat het vooral de stedelijke gebieden zullen zijn waar 5G beschikbaar is, de rest moet het met 4G doen. En het stukje trein tussen Heemstede en Hillegom waarschijnlijk nog met 3G.
De limieten voor dataverkeer via draadloze mobiele technologie worden steeds groter, en zullen dus uiteindelijk de behoefte aan internet via de kabel doen afnemen. ‘T is ook makkelijker en goedkoper om zendmasten neer te zetten dan kabels in de grond te begraven. Maar toch zal 5G geen vervanging zijn van de kabel, verwacht men. Apparaten moeten zich aanpassen aan deze technologie, en het moet ook allemaal betaalbaar zijn.
The Internet of Things
Men verwacht dat apparaten die 5G gaan gebruiken goedkoper zullen zijn, en ook minder energie zullen verbruiken. Hierdoor kunnen er meer apparaten op het internet worden aangesloten, en krijgt het Internet of Things echt een boost. De apparaten kunnen de benodigde rekenkracht uit de cloud halen met nauwelijks vertraging, en hebben dus minder interne processorkracht nodig. Dat is weer goed voor je batterij.
Mogensen verwacht geavanceerdere smartphones, smartwatches en wearables, die in staat zijn om real-time data van sensoren en andere apparaten in de omgeving te ontvangen en te verwerken. Verder is de verwachting dat ook TV’s, laptops, VR-brillen direct verbinding zullen maken met het 5G netwerk, in plaats van via Wifi en Bluetooth.
De korte wachttijd van het 5G netwerk zal de communicatie tussen apparaten sterk bevorderen. Mogensen noemt als voorbeeld de zelfrijdende auto, die direct, of indirect via sensoren in lantaarnpalen en verkeersborden, met andere auto’s moet communiceren. Hoe hoger de snelheid van de auto hoe minder tijd voor deze auto’s om met elkaar te communiceren. Verwacht ook een opmars van de vliegende bezorgdrones.
Veiligheid
Mogensen verwacht dat met de komst van 5G en een sterk ontwikkelend Internet of Things de bestaande problematiek rondom aanvallen van hackers, datamanagement en privacy, en het monitoren van internetverkeer en telefoongesprekken door instanties alleen maar groter zal worden. Maar hij geeft ook aan dat 5G part of the solution kan worden. Een hogere bandbreedte betekent namelijk ook meer mogelijkheden voor data-versleuteling. Combineer dit met blockchain-technologie en dan ontstaan er meer mogelijkheden voor decentraal versleuteld dataverkeer dat mogelijk minder kwetsbaar is.
Onderwijs en het Internet of Things
Het lezen van het artikel maakt voor mij helder dat de ontwikkelingen rondom 5G een grote invloed zullen hebben op het Internet of Things en de networked society. Het artikel gaat verder niet in op ontwikkelingen voor het onderwijs. Het Engelse JISC heeft in samenwerking met Vodafone en King’s College London wel wat ontwikkelingen op papier gezet, mogelijk gemaakt door een 5G-infrastructuur:
Advances in mobile technology, IoT and Tactile Internet, can open a new chapter in education. The future learning model will be an international, immediate, virtual, and interactive environment which enables learners to learn and interact in much different ways that we do today.
Tactile Internet? Die kende ik nog niet. Het betreft een evolutie van het Internet of Things, waar we in staat zijn om deze apparaten real time te bedienen, zonder beperkt te worden door ‘lange wachttijden’. Men verwacht dat dit vooral gevolgen heeft voor hoe wij met machines interacteren: veel meer met gebaren en aanraking.
Mogelijke toepassingen in het onderwijs:
1. Tactile Internet & Skillset communication:
Op afstand handelingen uitvoeren, door gebruik van het Tactile Internet. Een paar milliseconden wachten en je krijgt audiovisuele- en haptische feedback via het systeem waarmee je werkt. Dat geeft nieuwe dimensies aan afstandsonderwijs. Niet alleen overdracht van content en informatie staat centraal, maar ook vaardigheden horen tot de mogelijkheden. The Internet of Skills.
2. Virtual Reality
Rijkere leerervaringen worden mogelijk, meer mogelijkheden om daadwerkelijk interactie te hebben met objecten en lagen. Er is meer mogelijk op het gebied van virtual presence, en dat is interessant voor afstandsonderwijs.
3. Augmented Reality
Ook hier zijn rijkere leerervaringen mogelijk: ubiquitous contexualised learning. Seamless learning. Er ontstaan meer mogelijkheden om sneller de juiste, vaak real-time, informatie op het juiste moment bij de juiste persoon te krijgen, die deze informatie kan benutten voor leren.
4. Walled-off classroom
Door Tactile Internet met VR te combineren creëer je geavanceerde virtuele ‘klaslokalen’ waar grote aantallen studenten terecht kunnen, ongeacht hun huidige locatie, en kunnen werken aan allerlei hands-on leerpraktijken.
5. Personalised learning
Het mobiele device gaat de lerende steeds beter toegang geven tot intelligent personalised systems, die de lerende kunnen adviseren over leerpaden op basis van verbeterde dataverzameling en data-analyse.
6. Student wireless backpack
Dat is een ontwikkeling die we nu ook al zien. Je kan nu al via meerdere devices aan een zelfde bestand werken. Maar dat bestand staat wel op een centrale plek, en ook met een snelle internetverbinding duurt het even voordat het gesynchroniseerd is. Dit zal in de toekomst veel sneller gaan, en meerdere persoonlijke devices zullen tegelijkertijd toegang kunnen hebben tot dezelfde data.
7. Speciaal onderwijs
Ontwikkelingen in de mobiele technologie en robotica kunnen nieuwe mogelijkheden bieden om het leren van lerenden met een beperking te ondersteunen. Cloud-based robots die de lerende kunnen assisteren in de interactie met de leeromgeving.
8. Smart Classroom/Smart Campus
Apparaten die verbonden zijn met het Internet of Things kunnen ook het leren en lesgeven ondersteunen, en de leeromgeving van de fysieke school verrijken. Je loopt je klaslokaal in en je bent gelijk ingelogd, de docent die real-time feedback krijgt over onderdelen waar studenten problemen mee hebben gebaseerd op real-time analyse van hun uitwerkingen. Om wat voorbeelden te noemen.
In het document wordt vervolgens beschreven wat de technische randvoorwaarden voor 5G in onderwijs zijn. Professor Mischa Dohler, co-auteur van dit document, hoor je op verschillende video’s op YouTube praten over 5G en de ontwikkelingen in de toekomst.
Een en ander is dus afhankelijk van wanneer 5G mainstream wordt, en welke invloed dat heeft op de mobiele devices en toepassingen hiermee. Het zal seamless learning bevorderen, en leren via virtuele authentieke leerpraktijken mogelijk maken. Het brengt natuurlijk ook wat zorgen met zich mee, zeker ten aanzien van datamanagement, privacy en andere ethisch-morele kwesties. We gaan het volgen.