Paradigma Komunikasi Berikutnya yang Dipimpin oleh Komunikasi Semantik Berbasis AI

Hukum Shannon

Komunikasi saat ini telah berkembang berdasarkan Hukum Shannon (Shannon's Law). Ini adalah teori yang menentukan batas komunikasi jaringan, dan merupakan upaya untuk meningkatkan batas atas kapasitas kanal dari rumus yang akan dibahas kemudian. Contohnya adalah teknologi seperti MIMO (Multiple Input Multiple Output). Teknologi-teknologi ini merupakan bagian dari upaya untuk mencapai kapasitas kanal yang lebih tinggi berdasarkan teori Shannon.

Hukum Shannon diekspresikan dengan rumus berikut untuk menghitung kapasitas kanal:

$C = B \cdot \log_{2}(1 + \frac{S}{N})$ author: yoonhyunwoo

Ini masing-masing berarti Kapasitas Kanal (Channel Capacity), Bandwidth (Bandwidth), dan Rasio Sinyal terhadap Derau (Signal-to-Noise Ratio). Jika diuraikan dengan kata-kata agar mudah dipahami, Kecepatan Komunikasi Maksimum (C) adalah hasil perkalian antara total sumber daya frekuensi fisik yang dapat digunakan oleh sistem (B) dengan Efisiensi (log₂(1 + S/N)) mengenai berapa bit informasi yang dapat dimuat per 1Hz sumber daya tersebut, tergantung pada kualitas sinyal (S/N).

Setelah hukum untuk menghitung kapasitas kanal ini muncul, industri komunikasi mulai berupaya keras untuk meningkatkan kapasitas kanal. Dengan demikian, selama kurang lebih 70 tahun, inovasi dalam komunikasi sebagian besar telah dicapai melalui peningkatan kapasitas kanal.

Namun, pada era saat ini, sumber daya pemrosesan telah berkembang pesat. Komunikasi telah mencapai tahap di mana ia mengirimkan vektor spasial dari masa ketika ia hanya mengirimkan teks. Batasan mulai muncul dalam hal membagi dan mengirimkan semua data ini dengan keandalan. Misalnya, data yang dihasilkan oleh mobil otonom dapat mencapai beberapa terabyte setiap hari, dan hampir mustahil bagi jaringan komunikasi saat ini untuk menanganinya. Batasan ekonomi/fisik akan tercapai jika masalahnya hanya diselesaikan dengan memasang lebih banyak kabel dan menempatkan lebih banyak antena.

Dengan demikian, paradigma yang bertujuan untuk hanya mengirimkan konteks dengan memperkenalkan kecerdasan dalam komunikasi, alih-alih paradigma yang ada untuk mengirimkan seluruh bit secara akurat, mulai diteliti. (Konsep itu sendiri sudah ada sejak puluhan tahun yang lalu). Dan ini adalah perubahan yang disebabkan oleh perkembangan kuat model kecerdasan baru-baru ini dan kebutuhan akan komunikasi data yang lebih besar.

Ini disebut Komunikasi Semantik (Semantic Communication) karena merupakan komunikasi yang bertukar makna.

Komunikasi Semantik (Semantic communication)

Komunikasi Semantik bertujuan untuk mengirimkan hanya makna inti, yaitu konteks, yang terkandung di dalamnya, jika sebelumnya data keseluruhan dikirimkan.

Masalah ini sudah diajukan dalam model komunikasi Shannon dan Weaver, dan mereka membagi kematangan komunikasi menjadi tiga tingkatan:

Masalah Teknis: Seberapa akurat simbol (Symbol) dapat ditransmisikan? (Ini adalah area inti dari teori saya.)
Masalah Semantik: Seberapa akurat simbol yang ditransmisikan menyampaikan 'makna' yang diinginkan?
Masalah Efektivitas: Seberapa efektif makna yang disampaikan memengaruhi tindakan penerima?

Hingga saat ini, perkembangan komunikasi hampir menyelesaikan masalah teknis, dan sekarang melakukan tugas menerjemahkan masalah semantik dan efektivitas.

Perbedaan antara tingkat kematangan 1 dan tingkat 2 dan 3 (Komunikasi Semantik) secara khas menggunakan contoh rumah yang terbakar.

Sebuah rumah sedang terbakar.

Dalam paradigma komunikasi saat ini, adegan ini diubah menjadi data secara rinci, dan dikirimkan sebagai foto.

Dalam komunikasi semantik, alih-alih mengirimkan semua data seperti "asap hitam keluar dari jendela dan api terlihat", ini adalah metode di mana hanya 'makna' inti, yaitu "kebakaran terjadi, perlu segera dikirimkan", yang disampaikan. Ini bertujuan untuk secara berani menghilangkan informasi yang tidak perlu dan membuat penerima melakukan tindakan tertentu (pengiriman).

Jika ini adalah komunikasi ujung-ke-ujung yang memiliki basis pengetahuan yang sama dalam kategori pemadam kebakaran, ini dapat secara drastis mengurangi jumlah data transmisi yang diperlukan untuk memahami situasi.

Logika pengkodean/dekode inti dari komunikasi semantik ini beroperasi di atas lapisan aplikasi, meskipun merupakan paradigma komunikasi. Di sisi pengirim, data yang diberikan diubah menjadi data semantik melalui Semantic Encoder, dan di sisi penerima, data tersebut diproses menjadi bentuk yang dapat digunakan oleh sumber di belakang melalui Semantic Decoder. Keduanya akan berbentuk seperti model inferensi yang memiliki basis pengetahuan yang sama, dan melalui ini, komunikasi yang bertukar semantik dimungkinkan tanpa transmisi data yang masif.

Tentu saja, ini dijamin di atas kelengkapan paradigma komunikasi yang ada. Pertama, simbol harus dapat ditransmisikan secara akurat secara teknis, dan tingkat kematangan ini telah tercapai. Sekarang, tugas utama adalah seberapa baik simbol yang ditransmisikan menyampaikan dan menafsirkan semantik informasi, dan penelitian baru saja dimulai.

Namun, sistem komunikasi berdasarkan konteks semantik ini, berbeda dengan sistem komunikasi sintaksis yang ada, memiliki kemungkinan besar untuk menimbulkan masalah karena keandalan (reliability) bergantung pada AI, dll. Meskipun memiliki Knowledge Based yang sama, interpretasi yang berbeda dapat muncul dari area kotak hitam model.

Penutup

Dikatakan bahwa komunikasi seluler 6G (Generasi ke-6) akan menerapkan komunikasi semantik ini dan menjadi sistem internet cerdas, tetapi ada tanda tanya mengenai mengapa paradigma yang beroperasi di atas lapisan aplikasi menjadi tugas penelitian perusahaan telekomunikasi seluler. Dalam intuisi saya, perusahaan telekomunikasi seluler berperan dalam menjamin tingkat kematangan tahap 1 di mana simbol dan bit ditransmisikan secara akurat secara teknis, dan momen di mana komunikasi semantik beroperasi dianggap sebagai ranah aplikasi.

Di sisi lain, ada juga pertanyaan apakah ini akan menjadi paradigma baru dalam teknologi komunikasi yang harus didasarkan pada keandalan sebagai nilai dasar. Saya juga memiliki pertanyaan seperti ini dan secara pribadi bersikap sedikit negatif.

Meskipun demikian, alasan saya menulis artikel ini adalah karena saya berpikir bahwa paradigma berikutnya dalam komunikasi seluler berkembang dalam bentuk yang cukup menarik. Pengenalan internet satelit untuk perluasan kapasitas kanal pada dasarnya adalah fakta yang sudah ditetapkan dengan munculnya Project Kuiper, Starlink, dll., dan upaya untuk mengatasi batasan yang terikat pada Hukum Shannon dalam bentuk baru cukup mencengangkan.