AI Tabanlı Semantik İletişimin Öncülük Ettiği Yeni İletişim Paradigması
Shannon Yasası
Günümüzdeki iletişim, Shannon Yasası (Shannon's Law) temelinde gelişmiştir. Bu, ağ iletişiminin sınırlarını belirleyen bir teoridir ve aşağıda açıklanacak olan formüldeki kanal kapasitesi maksimumunu artırmaya yönelik girişimler olmuştur. Buna örnek olarak MIMO (Multiple Input Multiple Output) gibi teknolojiler verilebilir. Bu teknolojiler, Shannon'ın teorisine dayanarak daha yüksek kanal kapasitesine sahip olma çabalarının bir parçasıdır.
Shannon Yasası, kanal kapasitesini hesaplayan aşağıdaki formülle ifade edilir:
author: yoonhyunwoo
Bunlar sırasıyla Kanal Kapasitesi (Channel Capacity), Bant Genişliği (Bandwidth) ve Sinyal-Gürültü Oranı (Signal-to-Noise Ratio) anlamına gelir. Daha anlaşılır bir ifadeyle açıklamak gerekirse, Maksimum İletişim Hızı (C), sistemin kullanabileceği fiziksel frekans kaynaklarının toplam miktarı (B) ile sinyal kalitesine (S/N) bağlı olarak o kaynak 1Hz başına kaç bit bilgi taşıyabileceğine dair Verimliliğin (log₂(1 + S/N)) çarpılmasıdır.
Böylece kanal kapasitesini hesaplayan bu yasa ortaya çıktı ve iletişim sektörü kanal kapasitesini artırmak için çaba göstermeye başladı. Yaklaşık 70 yıl boyunca iletişimdeki yeniliklerin çoğu, kanal kapasitesinin iyileştirilmesinde gerçekleşmiştir.
Ancak günümüzde, processing kaynakları fazlasıyla gelişmiştir. İletişim, metin gönderme zamanlarından artık uzay vektörlerini gönderme noktasına ulaşmıştır. Tüm bu veriyi güvenilir bir şekilde bölerek iletmenin sınırları oluşmaya başlamıştır. Örneğin, otonom araçların ürettiği veri günde yüzlerce terabayta ulaşabilir ve bunu mevcut iletişim ağıyla idare etmek neredeyse imkansızdır. Sadece daha fazla kablo döşeyerek ve daha fazla anten koyarak çözmek, ekonomik/fiziksel sınırlara ulaşılmasına neden olur.
Böylece, mevcut tüm bitleri doğru bir şekilde iletme paradigmasından uzaklaşarak, iletişime zeka dahil edilmesi yoluyla yalnızca bağlamın iletilmesini amaçlayan bir paradigma araştırılmaya başlanmıştır. (*Konseptin kendisi on yıllardır mevcuttur). Ve bu, son zamanlardaki zeka modellerinin güçlü gelişimi ve daha büyük verilerin iletimi ihtiyacının bir sonucu olan bir değişimdir.
Bu, anlam alışverişinde bulunan iletişim olarak adlandırılır ve Semantic Communication olarak bilinir.
Semantik İletişim (Semantic communication)
Semantik iletişim, daha önce verinin tamamını iletmeyi hedeflerken, artık içinde bulunan temel anlamı, yani bağlamı iletmeyi amaçlar.
Bu sorun zaten Shannon ve Weaver'ın iletişim modelinde ortaya atılmış bir sorundur ve onlar iletişimin olgunluğunu üç seviyeye ayırmışlardır.
- Teknik Sorun: Sembol (Symbol) ne kadar doğru iletilebilir? (Bu, benim teorimin temel alanıdır.)
- Anlamsal Sorun: İletilen sembol, istenen 'anlamı' ne kadar doğru aktarır?
- Etkililik Sorunu: Aktarılan anlam, alıcının davranışını ne kadar etkili bir şekilde etkiler?
Şimdiye kadar iletişimin gelişimi teknik sorunları neredeyse çözmüş olup, artık anlamsal ve etkililik sorunlarını tercüme etme görevini üstlenmektedir.
Olgunluk seviyesi 1 ile 2 ve 3. seviyeler (semantik iletişim) arasındaki farkı temsil eden tipik örnek, yanan ev örneğidir.
Bir ev yanmaktadır.
Mevcut iletişim paradigmasında, bu sahne adım adım veriye dönüştürülür ve fotoğraf olarak iletilir.
Semantik iletişimde ise, "Pencereden siyah duman çıkıyor ve alevler görünüyor" gibi tüm veriyi göndermek yerine, "Yangın var, derhal yola çıkılması gerekiyor" gibi temel 'anlamı' ileten bir yaklaşımdır. Bu, gereksiz bilgileri cesurca atlar ve alıcının belirli bir eylemi (yola çıkma) gerçekleştirmesini amaçlar.
Eğer itfaiye kategorisinde aynı bilgi tabanına sahip uçtan uca bir iletişim söz konusuysa, bu, durumun anlaşılması için gereken iletim veri miktarını çığır açıcı bir şekilde azaltabilir.
Bu semantik iletişimin temel encoding/decoding mantığı bir iletişim paradigması olmasına rağmen uygulama katmanı üzerinde çalışır. Gönderen tarafta, semantik encoder aracılığıyla verilen veri anlamsal veriye dönüştürülür ve alıcı tarafta semantik decoder aracılığıyla bu, arka uçtaki kaynakların kullanabileceği bir formata işlenir. İkisi de aynı bilgi tabanına sahip bir çıkarım modeli (inference model) şeklinde olacak ve bu sayede devasa veri transferi olmaksızın o semantiğin alışverişi mümkün olacaktır.
Doğal olarak, bu, mevcut iletişim paradigmasının bütünlüğü üzerinde garanti edilir. Öncelikle, sembollerin teknik olarak doğru bir şekilde iletilmesi mümkün olmalıdır ve bu olgunluk seviyesi zaten başarılmıştır. Artık iletilen sembolün bilginin semantiğini ne kadar iyi aktardığı ve yorumladığı temel bir görev haline gelmiştir ve araştırmalar henüz başlamıştır.
Ancak, bu anlamsal bağlama dayalı iletişim sistemi, mevcut sözdizimsel iletişim sisteminden farklı olarak güvenilirliği (reliability) AI gibi unsurlara dayandırdığı için sorunların ortaya çıkma olasılığı çok yüksektir. Aynı Knowledge Based'e sahip olsa bile, modelin 'kara kutu' alanından farklı yorumlar ortaya çıkabilir.
Sonuç
6G (6. nesil) mobil iletişimde bu semantik iletişimin uygulanarak akıllı bir internet sistemi olacağı söyleniyor, ancak uygulama katmanı üzerinde çalışan bir paradigmanın neden mobil iletişim operatörlerinin araştırma konusu olduğu konusunda bir soru işareti mevcuttur. Benim sezgime göre, mobil iletişim operatörleri teknik olarak sembollerin ve bitlerin doğru bir şekilde iletildiği 1. seviye olgunluğu garanti etme rolündedir ve anlamsal iletişimin çalıştığı nokta zaten uygulama programlarının alanıdır.
Öte yandan, güvenilirliği temel değer olarak benimsemesi gereken iletişim teknolojisinde, bunun yeni bir paradigma olup olmayacağına dair bir şüphe de mevcuttur. Ben de bu tür şüpheleri taşıyorum ve kişisel olarak biraz olumsuz bir tutum içindeyim.
Yine de bu yazıyı yazmamın nedeni, mobil iletişimin bir sonraki paradigmasının oldukça ilginç bir şekilde geliştiğini düşünmemdir. Kanal kapasitesinin genişletilmesi için uydu internetinin benimsenmesi, Project Kuiper ve Starlink gibi projelerin ortaya çıkmasıyla neredeyse kesinleşmiş bir gerçektir ve Shannon Yasası'nın kısıtladığı sınırları yeni bir şekilde aşma girişimi oldukça şaşırtıcıydı.