初探元宇宙2022:生態圖譜、基礎硬件、核心技術全洞悉
作為一個新興事物,元宇宙充滿了未知和待探索的空間。到底什么才是元宇宙,它具有哪些特征?元宇宙的世界將如何運轉?對各個產業可能帶來哪些改革?未來元宇宙中的工作和生活是什么樣?(后臺回復“元宇宙”獲取相關報告)
元宇宙的生態圖譜
畢馬威發布的《初探元宇宙》報告認為,從業界的諸多討論來看,元宇宙是由包括區塊鏈、AI、交互傳感技術等集成類技術賦能的一個實時在線網絡,是數字和物理世界相互作用下形成的有機生態體系,對生活、工作、商業、經濟帶來深遠影響。綜合來看,元宇宙具有六個核心特征:
- 沉浸式體驗:參與和沉浸感是目前元宇宙最明顯的特征之一,也是近期元宇宙發展的主要突破口。
- 開放性:構成元宇宙的系統需要開放各類技術接口給第三方,實現生態的豐富和多樣化,這樣才能夠包容海量用戶和內容。
- 虛擬身份:現實世界的用戶可以在元宇宙中擁有一個或多個身份。
- 不斷演化:無論參與者在線還是離線,元宇宙內的事物仍在繼續發生和發展,并且對參與者的虛擬身份產生影響。
- 虛實互動:數字孿生等技術通過模擬和復制物理世界,將數字世界的邊界延伸,并反作用于物理世界,兩者的邊界逐漸融合,數字世界和物理世界產生互動、互相影響。
- 新的確權方式:在傳統的農業、工業經濟體系中,價格的基礎是供給和需求的關系。增加生產會帶來邊際成本,并且產品的擁有和使用通常具有排他性,稀缺性成為決定價格的關鍵。
報告指出,元宇宙是一個由多種技術構成的生態體系,它包括感知交互設備、網絡傳輸、芯片算力等基礎硬件,以及在此基礎上,由人工智能、區塊鏈、云服務等核心技術共同構建的數字世界。
元宇宙在消費者端(toC)、企業端(toB)、政府端(toG)都可以被廣泛使用,對娛樂、購物、遠程辦公、金融、制造業、城市治理、研發等領域帶來深刻影響。同時,元宇宙帶動的經濟和商業模式的變革,也必將催生新的產業,形成新業態和新物種。
元宇宙三大基礎硬件
元宇宙技術涉及包括芯片、5G傳輸、人工智能、區塊鏈等多領域硬件及軟件核心技術及其應用,被視為融合多項科學技術的集大成者。也正因如此,元宇宙產業的整體技術發展很大程度依賴其各個子賽道的科技進度,木桶效應較明顯。
目前很多技術和解決方案還停留在概念階段,如在LCoS(硅基液晶)或microLED(微LED)屏幕上實現高分辨率高刷新率實時屏顯、毫秒級別萬兆網絡傳輸、可自由創作的強人工智能等方面。元宇宙產業的整體技術發展還處于萌芽階段,距離接棒移動互聯網成為數字經濟下一站還有較長的道路要走,需要多方面技術的協同發展。
硬件基礎設施作為元宇宙的底層生態支持,不僅明確了元宇宙產業的基本技術框架,其發展路徑也為未來產業整體技術迭代、升級和進化指明了道路?,F階段,元宇宙產業相關硬件的技術發展主要集中在以下幾個方面。
感知交互設備
目前元宇宙產業對于交互設備有兩種比較主流的思路,第一種是通過可穿戴設備如XR頭盔、智能手環、電子皮膚等設備采集人體活動信號,同時通過頭顯設備做輸出顯示,完成交互;第二種是腦機接口思路,通過體內植入或頭部外接的形式,直接采集腦電波或電信號,再經計算、編譯等步驟,完成人機交互。腦機接口的概念目前還處于實驗狀態,尚無成功商業落地的案例,因此從技術儲備角度來看,XR設備是目前最有希望實現元宇宙現階段發展需求的交互設備,也成為未來元宇宙基礎建設的重點。
目前行業較為成熟的“Insideout+6DOF”的空間定位加動作捕捉解決方案,在很多XR設備上獲得了普遍應用。IDC預計2024年全球虛擬現實終端出貨量將達到7670萬臺,是2020年的十倍多。
網絡傳輸
元宇宙最突出的特點就是沉浸式體驗,高分辨率、低時延的畫面傳輸對于現階段元宇宙體驗來講是必須項。因此5G網絡尤其是5G終端的普及和基站的覆蓋率對于滿足現階段XR設備無線化、輕量化起著決定性作用。未來元宇宙強調“隨時、隨地”的概念,對于網絡接入性也將會有著更高的要求。除了現階段積極發展的基站覆蓋+終端接收的網絡傳輸模式,各國也在開展對“低軌衛星+5G/6G”融合網絡的探索。
芯片算力
未來元宇宙需要更專業、更高效的人工智能芯片以滿足對算力的巨大需求,可針對特殊應用開發的ASIC芯片,可定制化的FPGA芯片,和更高性能和渲染能力的GPU芯片等算力都將獲得快速發展
元宇宙四大核心技術
元宇宙整體技術發展不僅需要底層硬件的支持,同樣也需要上層應用和算法的突破,隨著應用技術的迭代和算法的優化,現階段元宇宙已初步具備游戲、娛樂、教育、生產、社交、創作和交易等現實功能,也已具備身份、朋友等社會屬性,同時由于引入了區塊鏈的概念和技術,使得元宇宙具備構建去中心化經濟體系的能力,距離初步構建平行于現實的虛擬數字世界更近一步。
區塊鏈
區塊鏈是元宇宙價格和交易體系的基礎技術,非同質化代幣(NFT)是區塊鏈技術的一個重要分支,通過將記載著交易信息的憑證電子化,使其可以在區塊鏈上儲存,并通過區塊鏈的共識機制廣播至全鏈路確保其實時性和不可篡改性。同時NFT還兼具不可分割、不可復制和唯一性等特征,使其在數字資產的確權和交易上有著廣闊的發展空間。
人工智能
人工智能可以為元宇宙大量的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、不同系統之間的溝通與交流提供了技術支持和應用框架。同時,AIGC(人工智能生成內容,AI-Generated Content)也正逐漸成為元宇宙中海量內容的重要創作來源。
云技術
現階段基于云技術的應用形態呈現出多樣化的趨勢,從云儲存到云計算再到云應用,云服務器位置根據需求也各有不同,向云、霧、邊、端等各種不同方向發展。目前云技術在元宇宙中的發展主要集中在三方面:算力,儲存和渲染。
數字孿生
數字孿生作為仿真和模擬領域的前沿技術,與元宇宙構造現實社會的拓展和延伸的概念高度相符,成為元宇宙在虛擬世界中構建現實世界數字孿生體的基礎應用,將極大程度提升元宇宙的構建效率與真實體感。
元宇宙十大應用場景展望
十八世紀“科幻小說之父”凡爾納曾在小說中暢想過潛艇和火箭,當時天馬行空的想象如今早已成為現實。人類也許將見證新的科幻照進現實,元宇宙世界正在從科幻小說中逐步脫胎成型。元宇宙技術雖然仍處于早期,但一旦落地也可能對諸多行業帶來深遠影響。報告認為,元宇宙在以下十個領域的應用場景尤其值得期待。
娛樂
娛樂可能是目前元宇宙落地速度最快的場景之一,技術升級所帶來的沉浸感會為用戶帶來顯著的體驗提升。例如,游戲基于對現實世界的模擬和延伸、天馬行空的想象構建了一個虛擬世界,伴隨底層硬件和技術的發展,游戲的概念向大型多人、實時在線、開放世界方向發展。除此以外,元宇宙在影視、演出和活動中都已有初步的落地場景,未來發展前景廣闊。
社交
在元宇宙的社交中,借用全息虛擬影像技術搭建出一個虛擬現實平臺,互動方式從簡單的語音、文字、圖片、視頻延伸到突破時空限制的逛街、購物、看演唱會、玩游戲等,這種身臨其境的沉浸式體驗將極大地提升用戶的使用體驗,增加用戶黏性。相比于虛擬社交,元宇宙社交將進一步打破線上與線下的界限。
零售
人貨場是零售的核心要素,元宇宙也將從這三個方面對零售進行了重塑。從人來看,元宇宙中的人不僅有用戶的數字替身,還包括虛擬偶像等。從貨來看,未來消費者可能為自己的數字替身購買和搭配衣服、美妝、出行工具、甚至住所,虛實結合也將帶來新的增長空間。從場來看,品牌商也開始和元宇宙平臺合作打造虛擬空間,為消費者提供全新的購物場景。
制造業
元宇宙可以推動制造業的智慧化升級,通過構建與真實世界等比例的工業數字孿生體,對產品研發、生產制造、銷售等數據進行收集和分析,并將運算結果反哺到現實生產中,改進規劃設計,提高生產效率和產品質量,助力企業實現從制造到智造的轉型。
金融
元宇宙銀行可以打造一種無所不在的沉浸式服務??蛻粼谠钪嬷校瓤梢允褂锰摂M分身“一鍵直達”銀行廳堂,享受AI虛擬員工的引導和服務;也可以通過特定指令在元宇宙中隨時“召喚銀行”,辦理金融相關業務。而在區塊鏈加密技術的幫助下,客戶可以更便捷地進行身份驗證,體驗無感式的金融服務。同時也需要注意的是,金融業作為現代經濟的血脈具有一定特殊性,在風險、合規等方面有著更嚴格的要求,元宇宙在金融業的應用也需要關注其對金融風險帶來的新的挑戰。
醫療
元宇宙可以在病理研究、診斷、遠程醫療、病人護理和監控等領域發揮作用。隨著技術的進步,虛擬診療也將從2D向3D體驗提升,或可開啟醫學的重大進步。從目前來看,VR、人工智能等技術已經開始被應用到醫學前沿的多場景中。
遠程辦公
疫情下遠程工作和在線交流正變得越來越常態化, 元宇宙的“全息虛擬會議” 可以打造身臨其境感,提升目前遠程會議所欠缺的臨場感、沉浸感,乃至儀式感。只要戴上特制的眼鏡,全息投影的會議室、產品模型、屏幕統統出現在你的眼前,參會的同伴也以三維形式出現在身邊。
教育培訓
在傳統教育和培訓行業,學生面臨著理解抽象概念難和實踐難等問題,教學人員同樣面臨著教學手法單一,內容呈現枯燥等挑戰,元宇宙的出現為教育模式的改革創新提供了新的工具,以頭顯等可穿戴設備為終端,利用虛擬現實技術構造出具象化教學環境或培訓場景,賦予學生與環境、場景自由交互與探索的能力,促進從被動教學到主動體驗學習的轉變。
研發
在科研領域,元宇宙及數字孿生的概念不僅在模擬真實環境領域卓有建樹,通過在海量數據集上進行機器學習,人工智能的不斷迭代,從弱AI逐步走向強AI,使得元宇宙在結論推演和概率測算方面也越發精準??梢詭椭蒲腥藛T降低模擬成本和實驗消耗,成為未來智慧科研領域中不可缺少的力量。
城市治理
在城市治理中,可以通過對元宇宙中數字孿生體輸入不同的運行及環境數據,來模擬不同狀態、環境下真實物體的發展或反應,從而為智慧城市的建設提供寶貴的實驗環境和參考價值。
元宇宙的機遇與挑戰
科技正將很多過去在科幻小說中出現的場景變為現實。隨著技術的不斷進步,元宇宙也有望迎來更快發展,為各行各業帶來新的技術賦能和機遇。
值得注意的是,在看到元宇宙廣闊發展空間的同時,也要看到元宇宙作為一項龐大的系統性工程,目前仍處于早期發展階段,距離廣泛應用可能也仍需要較長時間,現階段特別需要注意防止對元宇宙概念的炒作。
2月18日,銀保監會發布《關于防范以“元宇宙”名義進行非法集資的風險提示》,對編造虛假元宇宙投資項目、打著元宇宙區塊鏈游戲旗號詐騙、惡意炒作元宇宙房地產圈錢、變相從事元宇宙虛擬幣非法謀利等違法活動進行了警示。元宇宙未來發展中仍面臨許多核心問題,特別是需要重點關注來自技術突破、生活方式、社會倫理、隱私與數據安全,以及立法監管五個方面的挑戰。
- 技術突破:元宇宙作為系統性工程,很多技術想法還處于概念階段,木桶效應明顯,需要底層硬件、基礎應用和核心算法等多方面技術共同推進方能實現元宇宙設想中的諸多應用。
- 生活方式:回顧科技進步的歷史,從個人電腦的普及到互聯網的應用,再到今天智能手機的移動互聯,每一代技術的革新都會給人類的生活方式帶來改變。
- 社會倫理:科技進步在提高人類生活水平的同時,也可能會對傳統的道德、論題提出新的問題。
- 隱私與數據安全:數據已經被視為未來經濟中最核心的生產要素之一。元宇宙沉浸式的特性,使得其所生成和使用的數據量遠遠超過之前的PC時代和互聯網時代。
- 立法監管:立法和監管體系是現實世界中維系社會和經濟有序運轉的重要工具,元宇宙作為現實世界的延伸和拓展,同樣具備社會和經濟屬性,因此元宇宙世界中也需要建立合理的法律監管體系以維持其有序運行。
具體內容如下
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工信部發布關于公布2021年大數據產業發展試點示范項目名單的通知[2021-10-14]
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