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張繼春：元宇宙領域發(fā)展態(tài)勢與戰(zhàn)略思考

點擊：3289  作者：張繼春    來源：昆侖策網  發(fā)布時間:2022-07-30 10:32:37

 

 

當前，以人工智能、量子信息、區(qū)塊鏈、物聯網、第三代半導體為代表的新一代信息技術正在加速突破應用，并與空天一體化、新型材料、再生醫(yī)學、先進裝備制造等領域融合，催生具有顛覆性、革命性的未來新型產業(yè)。網信生態(tài)鏈中新生的元宇宙業(yè)態(tài)，正引起國內外科技界、產業(yè)界的關注，有望成為推動數字經濟社會發(fā)展的新興領域。為此，應高度重視元宇宙建設與發(fā)展。

 

一、元宇宙概念應用場景的三個層級

 

元宇宙作為整合多種新技術而產生的新型虛實融合的互聯網應用和社會形態(tài)，試圖將虛擬世界與現實世界在經濟系統(tǒng)、社交系統(tǒng)、身份系統(tǒng)上密切聯通，點燃了網信科技產業(yè)、投資界的關注熱點。目前,對元宇宙的認知還沒有達成普遍認同的共識。我們可以將其籠統(tǒng)理解為一個平行于物理現實世界的數字虛擬世界，人們能夠把現實中的事，逐步在元宇宙中實現。現階段，元宇宙概念的應用場景大致有如下路徑。

 

1.由電子游戲向社交游戲場景構建的第一層級

 

游戲是隨著科技創(chuàng)新不斷演化的，也是元宇宙應用的初始場景界面，它將電子游戲過渡到社交游戲。基于小說《雪崩》的鏡像概念，第一個接近人們視覺習慣，形象、逼真且富有立體感的軸測圖界面多人社交游戲于1994年推出，開啟了游戲趨向現實的游戲新模式。隨后第一個投入市場的3D界面大型多人在線（MMO）游戲，強調開放性游戲世界而非固定的游戲劇本，即不受時間、空間、地點、條件、對象的限制，運用各種表現形式把復雜、抽象的節(jié)目內容、抽象概念等用集中、形象、生動地逼真形態(tài)表現出來。元宇宙所揭示的概念鏡像符合游戲發(fā)展方向與規(guī)律的，正是這樣，游戲不斷趨向元宇宙概念所營造的人文化、社會化、互動化。

 

2.由游戲向現象虛擬世界場景進軍的第二層級

 

隨著計算機科學技術和人工智能的發(fā)展，人們不僅僅停留于游戲層面，而是向社會應用場景構建，出現了與元宇宙概念相向的虛擬世界萌芽。于2003年發(fā)布的第一個現象級虛擬世界游戲《第二人生》（Second Life），具有了更強的編輯功能與發(fā)達的虛擬經濟系統(tǒng)，突破了游戲層面。該游戲沒有可以制造的沖突和人為設定的目標，人們可以在其中社交、活動、購物、建造和經商，從而打破了游戲與現實的邊界。現象級虛擬世界很快成為許多國家研發(fā)應用的方向，形成了諸多實用性產品。有的國家在虛擬世界建立了自己的大使館，甚至在此空間進行辯論。

 

3.由簡單現實探索向復雜虛擬世界演進的第三層級

 

元宇宙的本質特征在于沉浸式體驗，讓人們模擬或超越真實物理世界和人類各種關系而在虛擬世界進行。2020年以來，許多國家互聯網大廠圍繞拓展現實、數字孿生、交互技術、5G技術、計算能力等前沿科技進行研究布局，試圖讓現實世界更復雜、更廣泛的場景以虛擬化形式體現。新冠肺炎疫情大大激發(fā)了人們對未來元宇宙場景的向往與構建，在數字空間通過數字分身和沉浸式體驗，讓虛擬世界進一步接近并融入現實世界，在虛擬世界感受一種新的社會狀態(tài)。我國一些網信科技企業(yè)開發(fā)了主打化身場景的虛擬空間，人們可以自由設計化身，在夜場、海灘、花園等場景中交流并作相關動作、姿勢。

 

二、當前元宇宙建設需核心技術底座支撐

 

元宇宙是一個與現實世界并行，獨立于現實世界的虛擬空間，會不斷形成虛、實交融的新型社會方式和關系，并賦予實體經濟新的活力。元宇宙作為新的社會生態(tài)構建，必須要整合和創(chuàng)新現有的相關科學技術，否則只能局限在概念層面或低層級。正是需要科技力量的強力支撐，元宇宙才具有克服互聯網產業(yè)內卷化，注入新質科技力量的特性。總體來看，當前元宇宙建設所需核心技術底座為主要包括以下方面。

 

1．虛擬生產技術將現實世界部分在網絡空間實現

 

虛擬生產技術是以計算機仿真技術為前提，由多學科組成的能夠建立復雜虛擬空間的先進綜合系統(tǒng)技術。該技術在工業(yè)制造領域廣為采用，而元宇宙需要搭建細節(jié)極致豐富的擬真環(huán)境，營造出沉浸式的在場體驗，必須在現有虛擬制造技術基礎上實現對社會生產生活虛擬場景要素的生產。要把現實世界部分在網絡空間實現，首要的就是具備生產現實場景的虛擬主機技術體系，不斷把現實轉化為虛擬，并由局部到廣泛、由單一到復雜、由理性到感性。

 

2．認證機制技術實現適應元宇宙虛擬世界認證機制

 

元宇宙構建的與現實世界平行的運行場景，會形成自主經濟體系，以實現元宇宙入口、交易、營銷、互動、品牌，生成基于去中心化網絡的虛擬貨幣；在虛擬世界防止數字人犯罪、避免風險、維護安全，必然形成適應元宇宙虛擬世界的認證機制。元宇宙建設需要以區(qū)塊鏈技術為核心整合形成的元宇宙認證機制技術，以實現數據共享、分享、獨享的數據庫。存儲于其中的數據或信息具有“不可偽造”“全程留痕”“可以追溯”“公開透明”“集體維護”等特征，以維護元宇宙社會生態(tài)秩序。

 

3．數據處理技術應對元宇宙高性能計算需求

 

元宇宙是由數據搭建起來的數字世界，對計算機數據處理技術需求更高，否則就搭建不起廣泛、復雜的虛擬世界。這一技術要適時實現數據采集、數據轉換、數據分組、數據計算、數據排序，達成元宇宙的身份、社交、沉浸感、低延遲、多元化、隨地性、經濟、文明的虛擬世界功能。毫無疑問，元宇宙對數字化時代最重要的生產力算力提出了更高標準要求。學界認為，目前芯片運算能力需要提高上千倍才能應對元宇宙高性能計算需求，以適用虛擬世界的空間復雜度與時間復雜度。

 

4．虛實界面交互技術實現與數字環(huán)境的交互

 

元宇宙是現實與虛擬交互的世界，而不是互動的游戲世界，更不是平面的視頻世界，要通過VR/AR、全身追蹤和全身傳感等多維交互技術建立元宇宙沉浸式交互社會。元宇宙中的虛實界面交互，相對于傳統(tǒng)的人機交互更強調沉浸式交互體驗，更具擬人特征。具體技術包括眼睛追蹤交互、手勢動態(tài)交互、表情互動交互、語音溝通交互、感情生成交互等等，通過多維度交互界面為用戶創(chuàng)造高沉浸感數據環(huán)境。設備上的各種傳感器，例如智能感應環(huán)、溫度傳感器、光敏傳感器、壓力傳感器、視覺傳感器等，能夠通過脈沖電流讓皮膚產生相應感覺，或是把場景中的觸覺、嗅覺等各種感知傳送到大腦，從而實現與數字環(huán)境的交互。

 

5．通訊傳輸技術實現虛擬現實適時流動融合

 

數據架構起的虛擬世界越廣泛復雜、趨近于物理現實世界，越需要高超速的精準化傳輸。這要求必須大力提升傳輸速率，降低延時，實現虛擬現實適時流動融合。當前，互聯網信息傳遞往往會在傳輸過程中受到時延、吞吐量、信道、傳輸距離的影響。元宇宙概念進一步激發(fā)了科學界、企業(yè)界對通訊傳輸的迭代升級，探索實現“超時空隧道”。伴隨量子信息科技，與“量子糾纏”密切關聯的“量子態(tài)隱形傳輸”正在變?yōu)楝F實。簡明描述，這就是兩個相距遙遠的陌生人不約而同地想做同一件事，好像有一根無形的線繩牽著他們，產生心靈感應。

 

三、對元宇宙領域發(fā)展的幾點戰(zhàn)略思考

 

元宇宙是對科技體系整合與創(chuàng)新的技術集成，呈現的成果就是與現實世界平行的沉浸式虛擬世界，而不是游戲，不是空想世界。這一特質決定了它現階段會朝兩個方向演進：一個是以核心科技底座為支撐進行具有重大社會價值、工業(yè)價值、經濟價值、研究價值與國防價值的實體推進，把元宇宙看作是漸進創(chuàng)新過程；另一個是局限于概念“戴帽”，進行資本與品牌炒作，把元宇宙看作是時興的衣服穿戴。

 

1.元宇宙發(fā)展將刺激高新科技創(chuàng)新與應用

 

支撐元宇宙發(fā)展層級的是高新科技，缺乏基礎科研、前沿科技的底座，虛擬世界的大廈是不可能建立起來的，只能是在概念大廈中徘徊。21世紀以來，互聯網公司技術迭代快，互聯網大廠不斷形成，導致了互聯網技術與應用內卷現象逐漸凸顯。元宇宙引起聚焦關注，也顯示出高新技術企業(yè)試圖克服內卷而開辟新興的科技之旅、研發(fā)之道和產品之需。從這方面來考察，元宇宙發(fā)展將加快科技創(chuàng)新沖動與應用的時間軸。

 

一是提升5G技術廣泛應用。元宇宙構建的基礎技術條件是網絡環(huán)境的通信，目前的通信基礎還難以跑通元宇宙基本數據要素。元宇宙的應用需求能夠以其豐富的內容與虛擬的社交屬性打開5G的廣域需求缺口，以利于這一網絡通信技術的覆蓋率，可實現現實設備與虛擬現實設備高度融合，或達到混合現實層次，從而進行云端圖像構建、渲染，實現虛擬畫面與現實世界雙向實時嵌入元宇宙需求。

 

二是加快提高云計算力。云算力已經成為數字經濟時代國家和地區(qū)數字化生產力發(fā)展水平的重要標準依據，但是芯片算力的速率、存儲、傳輸還處于較低狀態(tài)，而算力資源分布又不平衡，中小型企業(yè)缺乏專有算力平臺，制約了技術研發(fā)與業(yè)務需求。元宇宙發(fā)展可稱為云算力的巨大驅動力，倒逼芯片算力提升、傳感器和操作系統(tǒng)優(yōu)化等的實現。

 

三是帶動人工智能高級化。智能生成海量內容才能夠實現元宇宙的自發(fā)有機生長。為了滿足元宇宙豐富多彩的場景需求，人工智能技術需向更高級的深度學習、強化學習生成，從而驅動虛擬數字人將元宇宙的內容生動呈現出來。

 

四是促進軟硬件結合。元宇宙作為新的產業(yè)生態(tài)對軟硬件的需求度很高，否則也是寸步難行。在軟件層面，對信息處理、系統(tǒng)平臺、渲染呈現、物理反饋等交互軟件會有大的新需求、新創(chuàng)新。在硬件層面，對新基建、物聯網、云服務器等網絡基礎設施有更高標準要求。

 

2.元宇宙發(fā)展將對社會和組織形式產生大的影響

 

元宇宙由科幻理念逐漸被科學界、企業(yè)界認同，正開始向產業(yè)化推進，其發(fā)展的根本是促進世界形成立體的線上與線下、現實與虛擬的平行運行。正如互聯網發(fā)展對社會形式和組織產生了深刻改變一樣，元宇宙也必將有重大影響。

 

一是促使社會組織體系和科技創(chuàng)新鏈條發(fā)生線上和線下分離。與物理世界存在信息交集的元宇宙，可以通過高幅提升對信息的處理能力，為物理世界賦能，將物理世界元宇宙化。在元宇宙世界，人們的思想理念運動可以集納各方精英，匯通諸項方案，幫助人們在物理世界完成以往無法完成的事情，使社會組織體系和科技創(chuàng)新領域的理念交流、思想運動環(huán)節(jié)可以投射到元宇宙，從而完成理念、思想和方案的研究與確立。

 

二是融合各方面力量到虛擬世界場景進行協(xié)作交流。元宇宙能夠使人們在虛擬場景中適時交互交流，讓人們有身臨其境之體驗。例如，在北京向奧委會匯報24屆冬奧會點火方式方案時，展現方式還局限于動漫等形式，如果通過元宇宙營造的虛擬世界生成現場場景，就可以讓遠在瑞士洛桑的奧委會人員沉浸于“一朵雪花的故事”浪漫創(chuàng)意中，使其能夠真實體驗方案中獨特的美學宗旨。

 

三是元宇宙勢必成為媒體內容生產的新平臺。從理念上講，最好的傳播體驗必然是基于真實場景。元宇宙相當于一個實體互聯網，內容生產者可使現代媒介的作用實現從認知到體驗的巨大轉換。例如，看足球比賽的理想情形是在球場觀看，如果在元宇宙建構無限逼近真實的傳播場景成為現實，觀眾就能夠立體化、多感官地接近比賽現場的景象。元宇宙將成為媒介內容生產一個嶄新平臺，讓人們在新聞事件中由目擊者成為實地觀察者。

 

四是元宇宙也將改變軍事領域的組織形態(tài)。先進科學技術率先在軍事領域運用已被軍事實踐一再證明，而作為科技創(chuàng)新與集成的元宇宙在軍事領域的應用也是必然的趨勢，它可以節(jié)約成本、節(jié)約軍力，營建沉浸式軍事訓練、戰(zhàn)爭戰(zhàn)場等環(huán)境。例如，可以在元宇宙中構建復雜地理條件的訓練場景，也能夠模擬導演理論上的戰(zhàn)爭交戰(zhàn)情況，從而為現實戰(zhàn)爭準備提供更為翔實的戰(zhàn)爭裝備、兵力等要素數據。

 

3.元宇宙發(fā)展需要頂層布局保障健康有序推進

 

2020年以來，世界主要國家互聯網和高新技術大廠圍繞拓展現實、數字孿生、3D渲染、云計算、高速網絡等新興科學技術加緊布局，試圖搶占元宇宙先機，起到領跑作用，贏得最大市場。我國一些地方與企業(yè)也在元宇宙方向蓄力發(fā)勢，主打化身場景社交，在教育、醫(yī)療方面進行探索。對全球的科技動態(tài)、產業(yè)動向，應給予高度關注并從國家或地方政府層面進行總體籌劃。元宇宙的本質屬性決定著它也應該上升到更高的戰(zhàn)略層級進行整體部署。

 

一是要從總體上研究部署，集中相關專家、企業(yè)家力量，發(fā)揮政府的整合力量，進行系統(tǒng)精準的分析研判，給出比較權威的元宇宙性質、結構、模式和方向，梳理出元宇宙技術路徑、支撐體系，更科學、更理性地引導和促進元宇宙發(fā)展。

 

二是整合學科之間、技術之間、政企之間、產學研之間的力量，對元宇宙這一交叉融合的虛擬世界技術進行重點攻關，在技術點上甚至元宇宙衍生出的關鍵技術應用上實現突破，特別是借勢元宇宙概念的強力現實需求，加大破解技術障礙、卡脖子和技術瓶頸。

 

三是重點扶持有智慧城市、智能汽車、智能工業(yè)制造等方面技術與產業(yè)積淀的骨干企業(yè)向元宇宙方向進軍，使分散的力量集成前行，同時，也要鼓勵中小企業(yè)大膽創(chuàng)新推進，發(fā)揮好政府與市場兩個輪子的驅動作用。

 

四是堅決打擊元宇宙資本炒作，高度關注美歐資本市場對我國的影響，避免形成元宇宙虛火狂潮。同時，對“戴帽”盲目發(fā)展的企業(yè)要進行規(guī)范，防止他們把元宇宙矮化、偏向，造成元宇宙的負面社會效應，影響元宇宙的健康快速發(fā)展。

 

五是高度重視元宇宙發(fā)展的網絡安全要求。由于元宇宙是交叉融合集成的虛擬世界，理念對撞、技術鏈接、初始應用等環(huán)節(jié)都會帶來新的技術漏洞和網絡安全風險，應從底層技術上鎖定密碼、把內防與外防結合起來形成方案。同時，要鼓勵網絡安全企業(yè)大廠，積極關注元宇宙發(fā)展安全新動態(tài)、新趨向，讓網絡安全企業(yè)與進軍元宇宙的互聯網企業(yè)聯手，集合技術力量從起始階段就把元宇宙領域建立的新型網絡空間，有機嵌入安全技術、密碼技術，使元宇宙領域安全可控、穩(wěn)定健康地建設與發(fā)展。

 

作者：張繼春 系中關村網絡安全與信息化產業(yè)聯盟原常務副秘書長、現任網信戰(zhàn)略研究中心副主任；來源：昆侖策網【作者來稿】圖片來源網絡 侵刪