隨著產(chǎn)業(yè)界的討論、新聞媒體的報(bào)道以及公眾的關(guān)注，元宇宙作為一個(gè)新興的概念最近在不斷升溫，但目前大部分討論局限在元宇宙的本身、動(dòng)態(tài)和熱點(diǎn)，有關(guān)元宇宙所涉及技術(shù)的介紹仍相對(duì)較少。目前，去中心化技術(shù)、電子游戲技術(shù)、人工智能技術(shù)、交互技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)及運(yùn)算技術(shù)這些已有技術(shù)為元宇宙的實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用奠定了技術(shù)基礎(chǔ)，同時(shí)元宇宙的實(shí)現(xiàn)也將促進(jìn)其他技術(shù)的發(fā)展，如身份建模、關(guān)系建模、會(huì)話管理、資源管理、能耗管理、時(shí)空一致性、安全與隱私保護(hù)等。

去中心化技術(shù)。由于元宇宙是可以用戶定制且可以廣泛參與的虛擬交互系統(tǒng)， 而且也是一個(gè)深層的環(huán)境，所以任何用戶可以在任何地方接入該系統(tǒng)，因此一般的元宇宙應(yīng)用系統(tǒng)是分布式的。一個(gè)耳熟能詳?shù)娜ブ行幕夹g(shù)的例子是區(qū)塊鏈技術(shù)，存儲(chǔ)于區(qū)塊鏈中的數(shù)據(jù)或信息，具有不可偽造、全程留痕、可以追溯等特征?；谶@些特征，區(qū)塊鏈技術(shù)奠定了堅(jiān)實(shí)的“信任”基礎(chǔ)，創(chuàng)造了可靠的“合作”機(jī)制，具有廣闊的運(yùn)用前景，也具有去中心化、開放性、獨(dú)立性、安全性、匿名性的特征。

而且由于區(qū)塊鏈具有安全性、獨(dú)立性等特性，因此在國(guó)際匯兌、信用證、股權(quán)登記和證券交易所等金融領(lǐng)域有著潛在的巨大應(yīng)用價(jià)值，業(yè)界預(yù)測(cè)區(qū)塊鏈技術(shù)可以為元宇宙提供貨幣支付功能和安全保障。當(dāng)前，基于區(qū)塊鏈技術(shù)的數(shù)字貨幣，還需要得到現(xiàn)實(shí)世界中的相關(guān)主權(quán)國(guó)家認(rèn)可才行。

交互技術(shù)。是指通過(guò)計(jì)算機(jī)輸入、輸出設(shè)備，以有效的方式實(shí)現(xiàn)人與計(jì)算機(jī)對(duì)話的技術(shù)，如VR、AR、MR、全息影像、腦機(jī)交互、傳感等技術(shù)。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)是指通過(guò)傳感器，實(shí)時(shí)采集任何需要監(jiān)控、連接、互動(dòng)的物體或過(guò)程，采集其聲、光、熱、電、力學(xué)、化學(xué)、生物、位置等各種需要的信息，通過(guò)各類可能的網(wǎng)絡(luò)接入，實(shí)現(xiàn)物與物、物與人的泛在連接，實(shí)現(xiàn)對(duì)物品和過(guò)程的智能化感知、識(shí)別、控制和管理等。

網(wǎng)絡(luò)及運(yùn)算技術(shù)。隨著元宇宙的發(fā)展，用戶也不斷追求更加真實(shí)的體驗(yàn)，這便導(dǎo)致需要為用戶提供高效穩(wěn)定的通信服務(wù)與更快的計(jì)算能力，5G、云計(jì)算、邊緣計(jì)算等技術(shù)為元宇宙的高速發(fā)展提供了技術(shù)保障。

人工智能技術(shù)是目前所耳熟能詳?shù)募夹g(shù)。人工智能是計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)分支，它企圖了解智能的實(shí)質(zhì)，并生產(chǎn)出一種新的能以人類智能相似的方式做出反應(yīng)的智能機(jī)器，該領(lǐng)域的研究包括計(jì)算機(jī)視覺、機(jī)器學(xué)習(xí)、自然語(yǔ)言處理、智能語(yǔ)音等。

還有一個(gè)不得不說(shuō)的技術(shù)是電子游戲技術(shù)，構(gòu)建虛實(shí)結(jié)合的元宇宙需要借助電子游戲技術(shù)（游戲引擎、3D建模、實(shí)時(shí)渲染等）為用戶提供一個(gè)與正式空間高度相似的虛擬空間。其中，游戲引擎是核心技術(shù)。

除以上技術(shù)外，還有一些相關(guān)技術(shù)也是元宇宙發(fā)展所必需的。

身份建模。元宇宙中需要有人的生活空間，這就需要對(duì)“虛擬人”的身份進(jìn)行建模，比如需要將現(xiàn)實(shí)世界的人的身份、名字、相貌、特征、社會(huì)關(guān)系等映射到虛擬空間中，這屬于身份建模，同時(shí)，身份的模型也需要不斷地更新，因?yàn)樵诓煌脑钪娈?dāng)中，需要不同或相同的身份，而且身份信息是不斷更新的。

關(guān)系建模。人與人之間、人與物之間的復(fù)雜關(guān)系的建模。

會(huì)話管理。指虛實(shí)融合的交互中，不同會(huì)話之間的管理和協(xié)調(diào)，比如人在虛實(shí)融合的對(duì)話中可能有復(fù)雜的表情動(dòng)作，也有肢體動(dòng)作、話音管理等，這種一系列的動(dòng)作的協(xié)調(diào)，就需要對(duì)不同的會(huì)話進(jìn)行管理。

環(huán)路控制。發(fā)起請(qǐng)求、響應(yīng)請(qǐng)求的控制 等。

資源管理。元宇宙系統(tǒng)具體的場(chǎng)景，虛實(shí)空間、通信、計(jì)算、存儲(chǔ)等設(shè)備、資源的統(tǒng)一管理。

能耗管理。由于元宇宙是一個(gè)電子系統(tǒng)，在能源不能自給的情況下，只能由外界供電，所以能耗管理比較重要，能耗也被認(rèn)為是元宇宙發(fā)展的瓶頸之一。

時(shí)空一致性。由于元宇宙是一個(gè)虛實(shí)結(jié)合的平行世界，所以虛實(shí)空間要保證時(shí)空的一致性，比如人在真實(shí)空間中，時(shí)間、空間的連續(xù)和唯一是要嚴(yán)格遵照物理規(guī)律，因此虛擬空間也要做到像真實(shí)空間那樣的時(shí)空一致性，體驗(yàn)感才會(huì)好。

安全與隱私保護(hù)。由于部分應(yīng)用場(chǎng)景需要在元宇宙中對(duì)真實(shí)的身份、真實(shí)的財(cái)產(chǎn)進(jìn)行認(rèn)證、交流或使用，因此除真實(shí)空間以外的安全問題，還增加了行為、內(nèi)容、環(huán)境的安全。而在元宇宙的場(chǎng)景中，用戶可能不經(jīng)意間暴露個(gè)人隱私，因此這些都需要注意。

綜上可知，目前，元宇宙不是新技術(shù)，而是各種新的IT技術(shù)的綜合運(yùn)用，因此，隨著元宇宙的發(fā)展不僅會(huì)促進(jìn)新技術(shù)的出現(xiàn)，而且也會(huì)促進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)的升級(jí)換代。借助各種新技術(shù)，元宇宙將用戶對(duì)互聯(lián)網(wǎng)界面的體驗(yàn)感由二維上升到三維，將對(duì)互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)和發(fā)展將起到推動(dòng)作用，但元宇宙仍然是互聯(lián)網(wǎng)之上的應(yīng)用，二者不宜等同起來(lái)，更不能將元宇宙看成下一代互聯(lián)網(wǎng)。

元宇宙可以看成信息化發(fā)展的一個(gè)新階段，也使社會(huì)發(fā)展出現(xiàn)了一個(gè)虛實(shí)融合的新形態(tài)。

綜上，在元宇宙的應(yīng)用中，最直觀的形態(tài)就是游戲的泛化，例如娛樂游戲、嚴(yán)肅游戲等。元宇宙所涉及的眾多技術(shù)中，最核心的還是電子游戲技術(shù)，也就是游戲引擎開發(fā)，類似于制造業(yè)中的母機(jī)床，這是元宇宙中的“卡脖子”技術(shù)。

作者簡(jiǎn)介

寧煥生 晉中學(xué)院、北京科技大學(xué)教授，教育部科技委委員、教育部課程思政教學(xué)名師全民科學(xué)素質(zhì)工作先進(jìn)個(gè)人，網(wǎng)絡(luò)空間北京市國(guó)際科技合作基地主任、IET Fellow，著有《RFID產(chǎn)品研發(fā)及生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)》《RFID重大工程與國(guó)家物聯(lián)網(wǎng)》《RFID與物聯(lián)網(wǎng)：射頻、解析與服務(wù)》《廣義網(wǎng)絡(luò)空間》等。

推介單位：北京物聯(lián)網(wǎng)學(xué)會(huì)

編輯：馮廣濤08E62C2A-6DE9-4404-B157-458B3935F4F6