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行业动态

一文告诉你什么是元宇宙
发布日期:2022-07-13浏览量:1020

一文告诉你什么是元宇宙

近一段时间,“元宇宙”这个新词十分火爆,许多国际著名科技公司在元宇宙赛道上争相布局,股市也掀起阵阵“元宇宙”概念炒作,甚至一些毫不相干的商家也来蹭“元宇宙”的热度。那么,到底什么是“元宇宙”?“元宇宙”需要依靠什么样的技术才能实现?“元宇宙”的设想与现实还有多远?

设想:元宇宙是一种互联网应用和社会形态

1991年8月,欧洲核子研究中心向公众开放WWW的访问,这一网络最终演变成为了我们今日所见到的互联网。就在这个事情发生的第二年,也就是1992年,美国科幻小说家尼尔•斯蒂芬森的作品《雪崩》面世。

书中描绘了一个平行于现实世界的未来虚拟空间,现实人类与虚拟人共同生活在这个虚拟空间里,那就是元宇宙(METAVERSE)。书中描述了元宇宙的百老汇、香榭丽舍大道:它是一条灯火辉煌的主干道,反射在阿弘的目镜中,能够被眼睛看到,能够被缩小,被倒转。它并不真正存在,但那里正有数百万人在街上往来穿行。

斯蒂芬森写下这些文字的时候,我们今天熟知的社交软件、移动互联网、5G、VR(虚拟现实)、AR(增强现实)、MR(混合现实)、ER(拟真现实)、BCI(脑机接口)、物联网、人工智能、区块链等还远未到来。斯蒂芬森当时也许不会想到,仅仅不到30年,他天马行空的科幻想象已经有了不少成为现实的技术基础,而他所创造的“元宇宙”一词会在2021年成为资本圈和科技圈的大热话题,国内腾讯、字节跳动等纷纷进入相关领域,国外脸书、微软、英伟达等科技公司也均已布局。

《雪崩》中的METAVERSE是一个合成词,由Meta(超越)+Verse(宇宙)合成,字面含义就是“超越于现实宇宙的另外一个宇宙”。《雪崩》中对元宇宙的解释是:元宇宙是平行于现实世界的、始终在线的虚拟世界。在这个世界中,除了吃饭、睡觉需要在现实中完成,其余都可以在虚拟世界中实现。

今天,随着元宇宙概念的火爆,业界出现了各种各样的解释,并没有一个权威的元宇宙定义。清华大学新闻与传播学院新媒体研究中心给元宇宙下了一个较为规整的定义:元宇宙是整合多种新技术而产生的新型虚实相融的互联网应用和社会形态,它基于扩展现实技术提供沉浸式体验,基于数字孪生技术生成现实世界的镜像,基于区块链技术搭建经济体系,将虚拟世界与现实世界在经济系统、社交系统、身份系统上密切融合,并且允许每个用户进行内容生产和世界编辑。

这段话怎么来理解呢,首先,元宇宙是一种互联网应用和社会形态,它通过多种新技术整合来实现,比如在本文开头提到的移动互联网、5G、VR、AR、MR、ER、人工智能、物联网、区块链等。

其次,元宇宙能实现虚拟与现实的高度融合,所以,我们现在玩的VR、AR游戏并非完全的元宇宙,单纯的虚拟世界也非完全的元宇宙。

第三,用户可以产生或编辑内容,也就是说,人的化身本身就是这个虚拟世界的组成部分,这些化身可以在元宇宙中的规则下干自己想干的一切事情,可以建房子、开公司、赚钱养家,当然也可能为了利益发生化身与化身之间的冲突甚至群体与群体之间的冲突,所有的这些都是元宇宙中的内容。

总之,元宇宙可能就是现实世界在虚拟世界的翻版。

现实:元宇宙所需要的技术条件正在发展

元宇宙既然是现实世界在虚拟世界的翻版,那么,它需要哪些技术来加持呢?目前达到什么程度了?基于当前业界对元宇宙的定义共性,元宇宙所需技术可以从以下四个方面来理解:

1.基础设施——高速移动互联网、物联网、移动智能终端

元宇宙既然是一个虚拟与现实高度融合的世界,那么必然需要高速移动互联网、物联网、移动智能终端来承载。

移动互联网方面,虽然中国的5G移动互联网已在全球处于领先的地位,但远未达到完全的覆盖,要达到全球各国5G全覆盖的目标,还有很远的路要走。

物联网是提供世间万物相互联系的网络,大家日常生活中看到冰箱、电视、空调、体重称、扫地机器人等纷纷联网,但离世界万物都联网也还有很长的路要走,在物联网普及的过程中,IPv6的大规模部署是先决条件,不然根本没有足够的地址来供万物互联,但IPv6在全球的规模部署才刚刚开始。

移动智能终端设备日渐丰富,智能手机高度普及,但元宇宙所需要的移动智能终端设备仅有智能手机是不够的,在元宇宙中,各种原始信息的采集都需要移动智能终端来实现。

2.交互设备——VR、AR、MR、ER、BCI

在众多的穿越电视剧中,主人公要穿越到古代或者未来,要么借助某种神奇的设备,要么受伤穿越。要实现元宇宙的虚拟世界与现实世界相融,交互设备必不可少。这里,VR、AR、MR、ER、脑机接口就派上了用场。

VR提供沉浸式体验,它提供的是现实世界的输入和输出;AR在VR的基础上增强我们对于现实世界难以察觉的信息显示;MR就是将真实世界和虚拟世界混到一起;ER是指通过各种技术的综合应用,在网络空间内建造真实世界。

目前,这些都有一定程度的技术积累,但离广泛应用也还有很长的路要走。举个简单的例子,现在大家玩VR的时候,普遍会有晕眩的感觉,这说明这些技术还仅在初始阶段,仅能供大家偶尔玩玩,要想靠这些技术进入一个“宇宙”,那是万万不行的。

BCI(脑机接口)方面,BCI 是一种连接大脑和外部设备的实时通信系统,BCI 系统可以代替正常外围神经和肌肉组织,实现人与计算机之间或人与外部环境之间的通信。20 多年来,随着人们对神经系统功能认识的提高和计算机技术的发展,BCI技术的研究呈明显上升趋势,但技术水平也仅在起步阶段。根据统计数据显示,以目前的BCI技术平均7.4年才能使可同时记录的神经元数量翻倍的速度计算,要达到同时记录100万个神经元需要等到2100年,而要记录人脑中的所有神经元,则要等到2225年。当然,我们也不要太悲观,毕竟,元宇宙的实现并不需要记录人脑中的所有神经元。

3.内容产生——人工智能、数字孪生

元宇宙中呈现的海量内容,通过虚拟人所联系的实体人人工产生的仅占极小的比例,更多的内容则需要人工智能。通过人工智能,可以智能生成不重复的海量内容,实现元宇宙的自发有机生长;可以驱动虚拟数字人将元宇宙的内容有组织地呈现给用户;可以对元宇宙中无法以人工完成的海量内容进行审查,保证元宇宙的安全与合法。

数字孪生是充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据,集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程,在虚拟空间中完成映射,从而反映相对应的实体装备的全生命周期过程。元宇宙中庞大的地理空间可以由AI生成现实世界所没有的地图,也可以用数字孪生的方式生成与现实世界完全一致的地图。用户在元宇宙的地图中可以实现购买或租赁土地,修建建筑物,甚至改变地形等操作。

4.经济关系——区块链技术

元宇宙是一个巨大的平台,需要能够防止中心化平台的垄断,而区块链正是为元宇宙提供价值传递解决方案的重要技术。区块链最大的特点便是去中心化且不可篡改,可以在确保元宇宙安全的前提之下,传递价值和权益。

具体而言,利用区块链防篡改和可追溯性可实现元宇宙中身份的确定;基于区块链技术的虚拟货币,使元宇宙中的价值归属、流通、变现成为可能;基于区块链技术去中心化的结算平台和价值传递,可以实现经济体系的高效、稳定;基于区块链的去中心化特性,可有效解决中心化平台的垄断问题。

未来:元宇宙的终极形态尚无法预知

以今天的技术基础来看,在未来10年,元宇宙很可能将依旧以社交、游戏、内容体验等为主要载体,其中,具有沉浸感的内容体验是这个阶段最为重要的形态之一,并带来较为显著的用户体验提升。依托于今天已经普及了的移动智能终端和VR/AR等技术的逐步成熟,元宇宙初级阶段的社交、游戏和虚拟购物、虚拟驾驶、虚拟旅游等内容体验将更进一步提升舒适感、便捷感、真实感。

下一阶段,随着相关技术的更进一步提升,用户规模的不断积累,使用时间的进一步增加,消费、金融、生活服务等真实世界的元素将不断融入到虚拟生活中,智慧城市、智慧生活、智慧交通、智慧医疗、智慧政务等都将取得长足进步,虚拟的消费体系也将逐步形成闭环,新的虚拟经济生态将进一步形成。

未来的元宇宙到底是什么形态,它发展的速度到底能有多快,这些我们都还无法预知,但我们对它的期待是带来更丰富的内涵、更便捷的生活、更智能的工作。

总结:六个主要观点

2021年11月13日下午,中国科学院、国家发改委宏观经济研究院、中国电信、中国移动、中国联通、国家工业信息安全发展研究中心、北京邮电大学、华为公司、百度公司、字节跳动等有关人员参加了一个线下沙龙活动,具有深厚信息通信及互联网行业从业背景的专家们对6G网络和元宇宙目前的理论现状、发展逻辑、演变过程、时间节点、互为关系、未来融合等相关的核心问题,进行了多角度,多方位的沉浸式的讨论和研判,最后形成六个主要观点如下:

1.6G是元宇宙未来实现的关键基础设施

目前业界比较公认的支撑元宇宙的六大技术:网络及运算技术(5G/6G)、人工智能技术、物联网IoT、交互技术、区块链技术。元宇宙的构建与实现,6G网络是基础设施和使能,元宇宙也是6G网络(业务和技术)的关键核心和基本需求。6G网络与元宇宙相辅相成,互相促进发展、演化、升级、迭代。

2.元宇宙不是下一代互联网

目前,业内有一种声音提出元宇宙是下一代互联网,之前WEB2.0、物联网、移动互联网和区块链爆发的时候也曾经这样表达过,如果从互联网的发展历史看,元宇宙并不是下一代互联网,而是1969年互联网诞生后,不断发展产生的阶段性技术范式。

二十一世纪种种迹象表明,以互联网为核心的世界科技生态呈现出越来越多的类人脑特征。包括物联网、云计算、大数据、5G/6G、人工智能、区块链和元宇宙都是这个互联网大脑模型各神经系统发育的产物,它们共同构建了一个大的复杂智能巨系统。

元宇宙本质上是基于互联网大脑架构,人类群体思维空间或梦境空间的实体化,这个人类共同的思维空间和梦境空间,具体实现是以社交网络为核心的数字空间,从二维到沉浸式三维的演化。相对应,对于人脑的思维空间或思想空间也往往会被形成是一个思想的宇宙,所以元宇宙的中文起名还是非常的恰当和贴切。但是要支撑这个人类群体思想宇宙的形成,其实还是需要各种硬件和软件的支撑,对人脑如此,对于这个人类构造的这个世界性数字大脑也如此。

过去20年,很多新的科技概念,往往出现的时候会概念泛化,把原本其它技术和概念的特征也纳入进来,一统江湖。但互联网是一个总的系统,在不断演化,局部的发展有快有慢,发展快的部分因为要吸引资本,消费者,相关政策的支持,往往会夸大其实际意义,扩大其概念覆盖领域和范围,甚至要取代互联网母体,成为下一代互联网,这是一叶蔽目,不见泰山。

对于一个新概念或新技术,有必要抓住其核心特征,并重点对这个核心特征进行提升,这样对此概念涉及的技术,企业和产业生态才会有更大的推动作用。

3.元宇宙的成熟期在2040年以后

元宇宙分三个阶段,第一阶段是元宇宙的初级阶段,以游戏及虚拟世界为主向虚实结合努力;第二阶段是2040年元宇宙进入比较成熟阶段,虚实结合开始有了比较好的进展,以6G及其它一些技术作为支撑技术;第三阶段是元宇宙的完美发展阶段,很难区分哪些是虚拟的?哪些是现实的?已经完全融为一体,这时候需要强人工智能作为支撑技术。现在是人工智能的初级阶段,也称为弱人工智能阶段,下一步是通用人工智能,到2040年才能够实现,第三阶段是强人工智能阶段,只有具备这些条件元宇宙才能够的真正实现。

4.元宇宙是6G网络应用的一个范例

6G网络与元宇宙应用,是两条前沿科技主线,相互是伴生关系。6G网络与元宇宙应用共同构造新生活、新生产,新世界。元宇宙的实际应用需要更好的体验、发现、空间计算、去中心化、人机互动、沉浸感、低延迟、多元化、随地等关键要素来共同构造,需要“连点成线”的技术创新。

6G网络“垂直三层”的网络连接将实现全维度自然空间融合提供全域泛在连接服务,感知资源域提供泛在信息感知功能;“左右三域”功能控制域形成端到端服务能力、服务应用域提供按需随愿的弹性服务;“内生两链”AI与6G网络全融合,智能原生成为6G网络核心基因;安全设计融入到网络设计和构建过程中,实现自主进化式的内生安全可信。

5.三大电信运营商理性参与热炒“元宇宙”的概念

在元宇宙被资本和一批机构疯狂炒作的背景下,相对而言,三大电信运营商针对元宇宙的开发计划,更可落地执行。严格说,三大电信运营商的计划,虽然显得缩手缩脚,而且仅仅基于消费互联网的沉浸,但与目前5G专网的深度开发和业务拓展有机地联系在一起,对目前5G网络的深度开发应用遇到的障碍、瓶颈、市场匮乏,有很好的“解困”作用。

相比于互联网公司,三大电信运营商在基于5G网络的深度开发与应用上,有更为实实在在的传统优势。这也是三大电信运营商真正引领云服务、区块链应用、元宇宙落地,以及智网智算的一次重大机遇。

6.工业元宇宙助力下一个百年奋斗目标

工业元宇宙是元宇宙在工业领域的应用与发展,是元宇宙的一部分。工业元宇宙覆盖工业产品的设计、生产、应用、服务全过程,将促进工业经济发展,也是未来的方向,更可以看作是助力下一个百年奋斗目标的新工业基础。

工业元宇宙要务实、可以落地运行、具备经济性,因此确立几个要素及阈值:一、工业虚拟产品要达到可以实际生产的水平;二、虚拟的人员与组织可以模拟真实的生产过程与供应链的组织过程,个人、企业可以通过工业元宇宙提升自身的人才能力与规模;三、虚拟与现实的结合,可实现沉浸感、接近真实感、增强现实感的场景,用于沟通、分析、控制,支持设计研发、制造模拟、应用监测与维护、问题解决、性能改进与创新;四、发扬集成娱乐、游戏、社交对工业的正向意义,促进工业知识、能力、资源的协同学习、应用与发展创新;五、促进虚拟工业品、虚拟结合工业产品与服务、现实工业品的精细化、标准化,实现可靠存储与安全交易。

工业元宇宙是目前三维设计、虚拟现实、增强现实、人工智能、数据孪生、物联网、5G网络、大数据、云计算等新兴技术的发展优化乃至升级并有机大集成,作为基础设施将大幅度提升算力(硬件、软件、算法)、展示力、交互水平、通讯流量、速率、数据储量,将促进工业企业、行业的生态发生革命性的改变,改变人的思维模式,促进工业产品的丰富性、高质量、精细化,具备竞争力,进而创造巨大的经济价值与社会价值。

(根据6G俱乐部、视觉中国资料来源整理)

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