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一文講透元宇宙:背景、技術、場景和機遇

2023-01-06 06:44:03耿焱
銷售與市場·渠道版 2022年12期
關鍵詞:虛擬世界宇宙區(qū)塊

2021年以來,全球新經(jīng)濟領域不知不覺間燒起了一把火。上到互聯(lián)網(wǎng)巨頭,下到平民百姓,無不被這把“火”點燃,諸如騰訊、阿里、百度、小紅書、Soul、上汽等企業(yè)均申請了相關商標,F(xiàn)acebook更是改名為“Meta”。事實上,今天我們聊的這把火就是元宇宙。

“起”:元宇宙的起源

元宇宙的概念最初來源于1992年出版的美國科幻小說《雪崩》,書中描述了一個平行于現(xiàn)實世界的網(wǎng)絡世界——Metaverse,所有現(xiàn)實世界的人在Metaverse中都有一個替身。真實世界的人通過控制其替身,在Metaverse中進行人際交往和競爭以提升自己的地位。Metaverse由“meta”和“verse”兩個詞組成,meta表示超越,verse取自universe,合起來就是元宇宙。

20世紀90年代初,錢學森老先生就曾暢想過“元宇宙”是何物,只不過當時它有個小名叫“靈境”。錢老先生預見,靈境技術(見圖1)的產(chǎn)生和發(fā)展,將會顯著提升人的創(chuàng)造能力,促進科學和文藝快速發(fā)展,給人類社會帶來深遠影響。

Facebook創(chuàng)始人馬克·扎克伯格認為,元宇宙是一個讓使用者置身其中的沉浸式互聯(lián)網(wǎng)——在網(wǎng)絡中不僅僅依靠屏幕,而是將有更多的設備聯(lián)動,實現(xiàn)虛擬世界的沉浸式體驗。

在騰訊公司董事會主席馬化騰看來,一個令人興奮的機會正在到來,移動互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)過10年發(fā)展,即將迎來下一波升級,他稱之為“全真互聯(lián)網(wǎng)”。虛擬世界和真實世界的大門已經(jīng)打開,無論是從虛到實,還是由實入虛,都在致力于為用戶提供更真實的體驗。

游戲開發(fā)服務平臺Beamable公司創(chuàng)始人喬恩·拉多夫認為,元宇宙包含七個層面:體驗、發(fā)現(xiàn)、創(chuàng)作者經(jīng)濟、空間計算、分布式、人機互動、基礎設施。

亞馬遜前高管馬修·鮑爾提出,元宇宙必須提供前所未有的互操作性,用戶必須能夠?qū)⑺麄兊幕砗蜕唐窂脑钪嬷械囊粋€地方帶到另一個地方,無論是誰在運行元宇宙的特定部分。

正如一千個讀者眼中就有一千個哈姆雷特,每個人對元宇宙的解釋也各不相同。綜合各方看法,筆者認為,元宇宙可以看作是由包括區(qū)塊鏈、AI、交互傳感技術等新興技術組成的一個實時在線網(wǎng)絡,是數(shù)字虛擬世界和物理現(xiàn)實世界相互影響的有機統(tǒng)一的整體。

或許有一天,現(xiàn)實世界也會如電影《頭號玩家》描述的那樣,每個人都可以在真實與虛擬世界中穿梭,我們也會有自己的“綠洲”。

“承”:承載元宇宙的關鍵技術

我們要弄明白元宇宙對經(jīng)濟社會發(fā)展有什么影響,需要把這個問題解構(gòu)清楚,弄懂元宇宙的“根”,即承載元宇宙發(fā)展的關鍵技術有哪些。

目前,公認的元宇宙六大核心技術包括區(qū)塊鏈(Blockchain)技術、交互(Interactivity)技術、電子游戲(Video Game)技術、人工智能(Artificial Intelligence)技術、網(wǎng)絡(Network)及運算技術、物聯(lián)網(wǎng)(Internet of Things)技術。這些關鍵技術的英文字母連接起來,業(yè)界有個形象的提法,叫作“大螞蟻”(BIGANT)。

1.區(qū)塊鏈

區(qū)塊鏈是構(gòu)建元宇宙虛擬資產(chǎn)體系的基礎。交易是社會生活的重要組成部分,一旦沒有交易往來,整個社會勢必會退化到自給自足的農(nóng)耕社會。

同樣,在虛擬世界里,交易也是必不可少的,這就是區(qū)塊鏈技術的價值所在。每個用戶可以看作是元宇宙中的子元宇宙,通過NFT、DAO、智能合約、DeFi等區(qū)塊鏈技術的應用,架起連接各個子元宇宙流轉(zhuǎn)和交易的橋梁,打造元宇宙去中心化的結(jié)算平臺和價值傳遞體系,實現(xiàn)元宇宙的交易往來。

NFT:英文全稱Non-Fungible Token,非同質(zhì)化代幣,是一種不可分割且獨一無二的數(shù)字憑證,能夠映射到特定資產(chǎn),將該特定資產(chǎn)的相關權利內(nèi)容、歷史交易流轉(zhuǎn)信息等記錄在其智能合約的標示信息中,并在對應的區(qū)塊鏈上給該特定資產(chǎn)生成一個無法篡改的獨特編碼,確保其唯一性和真實性。正是NFT實現(xiàn)了虛擬物品的資產(chǎn)化,從而使得數(shù)字資產(chǎn)擁有可交易的實體。

DAO:英文全稱Decentralized Autonomous Organization,分布式自治組織,基于區(qū)塊鏈核心思想理念(由達成同一個共識的群體自發(fā)產(chǎn)生的共創(chuàng)、共建、共治、共享的協(xié)同行為)衍生出來的一種組織形態(tài),允許用戶之間通過提案、投票等方式來決定平臺事務的決策和走向。

智能合約:一種旨在以信息化方式傳播、驗證或執(zhí)行合同的計算機協(xié)議。從本質(zhì)上而言,智能合約是一種以數(shù)字化、智能化的代碼嵌入軟件之中,直接控制數(shù)字資產(chǎn)的電腦程序。例如網(wǎng)上購物,不想立即付款,想等賣家發(fā)貨后再付款,可以創(chuàng)建一個合約,該合約通過查詢物流數(shù)據(jù),只有在確認購買的商品發(fā)貨后智能合約才會匯款給賣家。

DeFi:英文全稱Decentralized Finance,去中心化金融,用來構(gòu)建開放式金融系統(tǒng)的去中心化協(xié)議?;趨^(qū)塊鏈的金融服務體系,用戶可以完全控制自己的資產(chǎn),并且能夠獲得相關的金融服務。和現(xiàn)在的金融體系不同,用戶的資金不會存放在第三方的金融機構(gòu)中,而是通過各種智能合約去實現(xiàn)協(xié)議和信任,如此可以最大程度地減少風險。因為沒有了中介機構(gòu)的參與,整體的金融服務成本也會相對降低,從而打造更加高效的金融體系。

2.交互技術

交互技術為元宇宙用戶提供沉浸式虛擬現(xiàn)實體驗的階梯。交互技術所要實現(xiàn)的是虛擬世界與現(xiàn)實世界的連接,正如影視作品中看到的那樣,現(xiàn)實世界人的一舉一動會影響到虛擬世界,虛擬世界的感官感觸也會帶到現(xiàn)實世界中來。

交互技術分為輸出技術和輸入技術。輸出技術包括頭戴式顯示器、觸覺、痛覺、嗅覺及直接神經(jīng)信息傳輸?shù)雀鞣N電信號轉(zhuǎn)換于人體感官的技術;輸入技術包括微型攝像頭、位置傳感器、力量傳感器、速度傳感器等。

3.游戲技術

游戲技術是元宇宙社會形態(tài)最成熟的呈現(xiàn)方式。游戲技術包含兩方面內(nèi)容:一是游戲引擎相關的3D建模和實時渲染,二是數(shù)字孿生相關的3D引擎和仿真技術。前者所要實現(xiàn)的是元宇宙中所展示的事物外觀與現(xiàn)實世界無異,后者所要考慮的是如何將現(xiàn)實世界虛擬化、數(shù)字化,將現(xiàn)實世界的客觀規(guī)律帶到元宇宙中去。

4.人工智能

人工智能是元宇宙中生產(chǎn)力與自主運行最重要的支撐。NPC(非玩家角色)是網(wǎng)絡游戲運行中無法分割的組成部分,在游戲中起到引導、協(xié)助等功能,完成與玩家的互動交流,其本質(zhì)為簡單的人工智能。

人工智能可以為元宇宙的大量應用場景提供技術支撐,其應用主要集中在智能語音、NLP自然語言處理、機器學習和計算機視覺四個方面,為元宇宙中用戶與用戶、用戶與系統(tǒng)、不同系統(tǒng)之間的溝通與交流提供技術支持和橋梁。

智能語音:智能語音技術,是實現(xiàn)人機語言的通信,包括語音識別技術(ASR)和語音合成技術(TTS)。

NLP自然語言處理:研究人與計算機交互的語言問題的一門學科,是機器語言和人類語言之間溝通的橋梁,以實現(xiàn)人機交流的目的。

機器學習:研究計算機怎樣模擬或?qū)崿F(xiàn)人類的學習行為,以獲取新的知識或技能,重新組織已有的知識結(jié)構(gòu)使之不斷改善自身的性能。

計算機視覺:研究如何使機器“看”得科學,更進一步說,就是指用攝影機和電腦代替人眼對目標進行識別、跟蹤和測量等機器視覺,并進一步做圖形處理,使電腦處理成為更適合人眼觀察或傳送給儀器檢測的圖像。

5.網(wǎng)絡及運算技術

網(wǎng)絡及運算技術是元宇宙在現(xiàn)實世界中的承載者。從承載而言,元宇宙可以看作是網(wǎng)絡游戲近乎無窮倍的放大。一款網(wǎng)絡游戲的運行,依靠互聯(lián)網(wǎng)作為信息傳輸工具,來完成設計者編制的運算程序。而元宇宙也需要網(wǎng)絡及運算,但這種網(wǎng)絡不局限于傳統(tǒng)的寬帶聯(lián)網(wǎng)和高速通信網(wǎng),還包含AI、邊緣計算、分布式計算等在內(nèi)的綜合智能網(wǎng)技術,稱之為“云化綜合智能網(wǎng)絡”。

邊緣計算:指在靠近物或數(shù)據(jù)源頭的一側(cè),采用集網(wǎng)絡、計算、存儲、應用核心能力于一體的開放平臺,就近提供最近端服務。其應用程序在邊緣側(cè)發(fā)起,可以提高網(wǎng)絡服務響應速度,滿足行業(yè)在實時業(yè)務、應用智能、安全與隱私保護等方面的基本需求。

分布式計算:研究如何把一個需要巨大的計算能力才能解決的問題,首先分成許多小的部分,然后把這些部分分配給多個計算機進行處理,最后把這些計算結(jié)果綜合起來得到最終的結(jié)果。

6.物聯(lián)網(wǎng)技術

物聯(lián)網(wǎng)技術是元宇宙與現(xiàn)實空間實現(xiàn)融合的媒介。物聯(lián)網(wǎng)技術承擔現(xiàn)實世界數(shù)字化采集與處理職能,為數(shù)字孿生的虛擬世界提供實時、精準、持續(xù)的數(shù)據(jù)供給,使元宇宙虛擬世界里的人可以實時掌握現(xiàn)實世界的變化,乃至管理現(xiàn)實世界。

“轉(zhuǎn)”:元宇宙將給城市生活帶來的轉(zhuǎn)變

前面,我們聊了那么多與元宇宙相關的技術,想必大家對這些“玄乎”的技術多少有了些概念。接下來,我們聊點實際的,即元宇宙技術的應用場景究竟能給我們的生活帶來哪些新轉(zhuǎn)變。

交互技術助力沉浸式辦公,提升工作效率和溝通效果。新冠肺炎疫情在全球肆虐,使得居家辦公越來越普遍化,隨之而來的是遠程工作和在線交流。但由于無法看到彼此的肢體和表情,往往很多時候信息不能準確傳達,況且所處環(huán)境千差萬別,工作時的臨場感、沉浸感也大打折扣。

通過VR、AR等交互技術打造的元宇宙辦公產(chǎn)品,將很大程度上解決這些問題,通過音頻提示、手勢追蹤等方式營造身臨其境的溝通體驗。例如微軟的Mesh for Teams產(chǎn)品,當演講者說話時,采用音頻提示使得臉部表情生動起來,讓替身擁有更具表現(xiàn)力的動畫效果,營造臨場感。而Facebook的Workrooms支持頭部和手勢跟蹤,現(xiàn)實生活中用手所做的任何事情都將在虛擬世界中被跟蹤和再現(xiàn)。

AR技術為智慧電力行業(yè)提供解決方案,提高作業(yè)效率。增強現(xiàn)實技術(AR)實現(xiàn)了虛擬事物在現(xiàn)實世界的展示。例如在電力行業(yè)日常巡檢中,員工佩戴好AR眼鏡,即可收到后臺發(fā)出的巡檢指令,作業(yè)人員只需要按照屏幕指示步驟,即可一步步完成作業(yè),大大提高了運維效率。當遇到儀表讀數(shù)時,眼鏡可直接通過OCR算法識別讀數(shù)自動記錄。同時,AR眼鏡搭配外設紅外測溫功能,可直接無接觸測量變壓器等設備溫度。遇到故障需要緊急排除時,作業(yè)人員可直接語音喚醒遠程專家系統(tǒng),呼叫總部專家予以支持。這樣不僅可以縮短處理周期,還可以提升運維品質(zhì)。

AI提供人臉識別、實時翻譯等功能,助力觀光旅游。百度公司與上海新高度旅游公司合作推出的全球首批AI雙層觀光車,搭載了百度的人臉識別技術,自動對游客身份進行核驗,游客只需刷臉就可以上下車,從而免去了多次驗票的煩瑣。這款觀光車還搭載了百度共享Wi-Fi翻譯機,該翻譯機包含智能語音翻譯、智能問答、語音導覽等功能,智能語音翻譯可輕松解決外地游客、外國游客游覽時語言不通的問題,而智能問答可以幫助游客及時解決各類實用問題,語音導覽功能則可以幫助游客更好地了解風土人情。

游戲仿真技術構(gòu)建虛擬世界,初具元宇宙雛形。目前元宇宙離我們還非常遙遠,但游戲仿真技術構(gòu)建的虛擬世界卻能讓我們管中窺豹。Roblox沙盒游戲平臺是游戲領域的元宇宙引領者,主要面向兒童和青少年,允許孩子們創(chuàng)建3D世界和游戲。該平臺的核心是其仿真引擎——能夠展示一個類似樂高的虛擬世界,以玩家創(chuàng)作為主導,帶來沉浸式體驗和社交場景。隨著元宇宙技術不斷發(fā)展,Roblox的虛擬世界也將越來越接近現(xiàn)實世界。

“合”:元宇宙與社會發(fā)展的珠聯(lián)璧合

隨著元宇宙時代的到來,我們應該如何及時把握元宇宙的發(fā)展機遇呢?

上海在元宇宙發(fā)展方面起步較早,2021年12月,上海市經(jīng)濟和信息化委員會印發(fā)《上海市電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展“十四五”規(guī)劃》提出,加強元宇宙底層核心技術基礎能力的前瞻研發(fā),推進深化感知交互的新型終端研制和系統(tǒng)化的虛擬內(nèi)容建設,探索行業(yè)應用。這也是元宇宙首次被納入地方“十四五”規(guī)劃。

2022年伊始,合肥、武漢等城市紛紛將元宇宙寫入政府工作報告,杭州、無錫、北京、成都等城市也相繼提出以產(chǎn)業(yè)園區(qū)和產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟等方式切入賽道,布局元宇宙。

根據(jù)元宇宙技術應用方向,我們選取智慧城市、經(jīng)濟金融、智能制造、生命科學、鄉(xiāng)村振興五個熱點領域進行暢想,希望能夠為讀者提供有益參考。

智慧城市。利用數(shù)字孿生構(gòu)建“孿生城市”模型(見圖2),有效推動城市治理水平進步?!皩\生城市”模型是現(xiàn)實世界在虛擬世界中的還原,利用數(shù)字孿生技術,實時獲取現(xiàn)實世界所有要素的狀態(tài)并映射到城市模型中,實現(xiàn)全過程、全要素數(shù)字化,使數(shù)字城市與現(xiàn)實城市同步規(guī)劃、同步建設。

通過數(shù)字建模,在“孿生城市”中可以實現(xiàn)全信息全域監(jiān)測、模擬預測城市治理決策效能、模擬提高應急響應處置、全局統(tǒng)籌城市規(guī)劃建設等,提高城市治理精度。

經(jīng)濟金融。經(jīng)濟金融融入元宇宙第一步就是數(shù)字化,在這一過程中,紙幣逐漸被淘汰,數(shù)字貨幣將大規(guī)模使用。

NFT技術能有效優(yōu)化金融業(yè)務,實現(xiàn)金融機構(gòu)的金融資產(chǎn)數(shù)字化呈現(xiàn),為金融資產(chǎn)刻印獨一無二的數(shù)字“指紋”,從而實現(xiàn)對虛擬資產(chǎn)的盤點清算、分類篩選、信用評價、價值估算等工作,也能服務于虛擬世界的創(chuàng)作經(jīng)濟,實現(xiàn)虛擬世界的貨物交換。

此外,通過AI虛擬人技術和批量短視頻生產(chǎn)技術,金融機構(gòu)可以在幾分鐘內(nèi)生產(chǎn)覆蓋萬條級別的虛擬人短視頻,視頻內(nèi)容包括基金介紹、股票介紹、金融資訊介紹等,極大地滿足市場對金融信息的需求,擴大虛擬金融的規(guī)模。

智能制造。過去工程師更多的是憑借經(jīng)驗來實現(xiàn)設備使用、維修并完成對應培訓、進行生產(chǎn)線管理等技術工作,而管理人員需要輾轉(zhuǎn)生產(chǎn)線、生產(chǎn)車間、庫房,在各種系統(tǒng)、表單中完成管理工作。

在元宇宙中,設備的使用、維修不再過于依賴工程師的設備使用經(jīng)驗,管理人員也可以更便捷高效地完成管理工作。相對應地,從業(yè)者能力要求也將發(fā)生遷移,更加側(cè)重于服務產(chǎn)品研發(fā)、工藝改進、市場需求、生態(tài)合作、IP打造等非標準化工作。

元宇宙重塑工業(yè)制造場景,通過物理場景數(shù)據(jù)采集、實時同步,可實現(xiàn)對工業(yè)制造全面還原,構(gòu)建與物理工廠同步的虛擬工廠以及超越物理規(guī)律的虛擬場景,為工業(yè)制造賦能,整體性解決制造本身研發(fā)、生產(chǎn)、管理等一系列問題。

生命科學。元宇宙在生命科學領域的應用主要體現(xiàn)在兩方面:

一是借助腦機接口,通過仿生神經(jīng)肌肉控制通路,實現(xiàn)使用者大腦與各軀干間的直接聯(lián)系。比如,殘疾人可借助該技術連接仿生器官,從而恢復甚至超越之前的能力。同時,也可將該技術應用于神經(jīng)康復、睡眠、教育等腦神經(jīng)發(fā)揮關鍵作用的領域。

二是可通過腦機接口、NFT以及人工智能識別等技術,與外部傳感器感應,實現(xiàn)對人身體健康狀況的實時化、數(shù)字化呈現(xiàn),及時發(fā)現(xiàn)身體存在的問題,延長人類壽命。

鄉(xiāng)村振興。鄉(xiāng)村振興歷來是政府工作的重中之重,元宇宙技術的發(fā)展能有力提升農(nóng)業(yè)產(chǎn)值,促進農(nóng)民增收,助力鄉(xiāng)村振興。

第一,元宇宙可實現(xiàn)對農(nóng)業(yè)場景的高度模擬,加速農(nóng)業(yè)科研。數(shù)字孿生技術能在虛擬環(huán)境中模擬植物整個生長過程,大幅縮短農(nóng)作物生長周期和成本,在短時間內(nèi)收集到大量的植物生長數(shù)據(jù),為全面提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率、加快農(nóng)業(yè)創(chuàng)新提供幫助。

第二,利用區(qū)塊鏈應用實時同步全流程場景,實現(xiàn)溯源保障食品安全。區(qū)塊鏈技術實現(xiàn)了為每一個商品發(fā)放一張獨一無二的“身份證”,產(chǎn)品從生產(chǎn)到銷售,每一個環(huán)節(jié)的主體都以自己的身份(私鑰)將信息簽名寫入?yún)^(qū)塊鏈,信息不可篡改,身份不可抵賴。一旦出現(xiàn)糾紛,可以很快定位出問題環(huán)節(jié),從而進行舉證和追責。

第三,利用交互技術,打造真人與虛擬人的互動場景。交互技術與人工智能相結(jié)合,可構(gòu)建虛擬農(nóng)業(yè)“管家”,通過接收裝置感應溫度、濕度、土壤等信息,指導農(nóng)民精準完成播種、澆水、施肥等操作,大大提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。此外,交互技術也可打造虛擬農(nóng)場,讓大眾看到農(nóng)場的各種業(yè)態(tài)展現(xiàn),從開墾到播種再到收獲,可以在一個虛擬的農(nóng)場中操控無人設備體驗種地樂趣。

隨著元宇宙技術的不斷成熟,數(shù)字虛擬世界和物理現(xiàn)實世界相互交織、彼此融入、緊密互動,元宇宙將會深刻改變我們的城市、商業(yè)、社會和生活。但我們也要清醒地看到,元宇宙是一個極致開放、復雜、巨大的系統(tǒng),未來發(fā)展的路上必然會遇到技術瓶頸、輿論泡沫、概念詐騙、隱私風險、知識產(chǎn)權糾紛等問題,可見,元宇宙要從概念走向現(xiàn)實,還需要從技術、標準、法律等多個方面做好布局。

道阻且長,但值得期待。

作者:耿焱,上海華略智庫研究經(jīng)理(ID:HUALUETT)

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