元

宇

宙

元宇宙到底是什么？

在Meta首席執(zhí)行官扎克伯格（Mark Zuckerberg）看來(lái)，它可以是一個(gè)虛擬的“家”。在Meta所打造的地平線（Horizon Worlds）虛擬世界里，玩家通過(guò)VR設(shè)備，就可以體驗(yàn)沉浸式的游戲體驗(yàn)，同時(shí)還能進(jìn)一步在虛擬世界里在去社交、運(yùn)動(dòng)、購(gòu)物、工作。這是消費(fèi)者的元宇宙。

但是Nvidia（英偉達(dá)）首席執(zhí)行官黃仁勛則更想要構(gòu)建一個(gè)“工程師的元宇宙”——提供一個(gè)生產(chǎn)力工具。在今年的Nvidia GTC春季大會(huì)上，黃仁勛再一次展示了通過(guò)Nvidia Omniverse如何在虛擬世界中訓(xùn)練工廠機(jī)器人的合成數(shù)據(jù)和場(chǎng)景，或者是如何在虛擬世界里完整建造一座寶馬的電動(dòng)汽車(chē)工廠。

而無(wú)論是消費(fèi)者的元宇宙還是工程師的元宇宙，所討論的都是如何打造另一種現(xiàn)實(shí)、另一個(gè)世界，一種具有與真實(shí)世界一樣豐富的交互性、沉浸式和協(xié)作性的平行世界。

如今，元宇宙已經(jīng)不再是科幻電影。

深挖元宇宙內(nèi)核

元宇宙不是一個(gè)新鮮概念。不過(guò)，一直以來(lái)，業(yè)界對(duì)于元宇宙的定義都不太清晰。

元宇宙概念最早出現(xiàn)在1992年美國(guó)作家尼爾·斯蒂芬森的科幻小說(shuō)《雪崩》中。小說(shuō)描繪了一個(gè)平行于現(xiàn)實(shí)世界的虛擬數(shù)字世界——“元界”。現(xiàn)實(shí)世界中的人在“元界”中都有一個(gè)虛擬分身，人們通過(guò)控制這個(gè)虛擬分身來(lái)相互競(jìng)爭(zhēng)以提高自己的地位。

上映于2018 年的科幻電影《頭號(hào)玩家》（Ready Player One）也幻想了類(lèi)似的虛擬世界。導(dǎo)演斯皮爾伯格立足于虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）等技術(shù)，將未來(lái)世界人們自由穿梭于虛擬與現(xiàn)實(shí)世界的設(shè)想呈現(xiàn)在鏡頭之下：一套VR裝備、一套超纖維傳感器設(shè)備衣服，便可以進(jìn)入到一個(gè)名叫“綠洲”的足夠真實(shí)的虛擬世界。

在現(xiàn)實(shí)中，已經(jīng)有大型在線社交游戲，如戰(zhàn)術(shù)競(jìng)技類(lèi)游戲大作“堡壘之夜 (Fortnite)”，和用戶(hù)創(chuàng)建的虛擬世界，如“我的世界 (Minecraft)”和“機(jī)器磚塊 (Roblox)”等相關(guān)的應(yīng)用平臺(tái)出現(xiàn)。看起來(lái)，游戲可以為元宇宙提供交互內(nèi)容并實(shí)現(xiàn)流量聚合，是元宇宙的入口之一。但如果將元宇宙視為超大型3D虛擬游戲顯然是片面的。

經(jīng)過(guò)過(guò)去兩年多來(lái)自產(chǎn)業(yè)界和學(xué)界的不斷深入討論研究，以及像Meta、英偉達(dá)這樣的科技巨頭在技術(shù)層面的持續(xù)投入發(fā)展，關(guān)于元宇宙的技術(shù)以及應(yīng)用場(chǎng)景以及相關(guān)概念開(kāi)始逐漸清晰。

全球最大的專(zhuān)業(yè)技術(shù)組織IEEE（電氣電子工程師學(xué)會(huì)）發(fā)布的《IEEE全球調(diào)研：科技在2023年及未來(lái)的影響》顯示，云計(jì)算（40%）、5G（38%）、元宇宙（37%）、電動(dòng)汽車(chē)（35%）以及工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（33%）成為影響2023年最重要的技術(shù)；而無(wú)線通信（40%）、汽車(chē)及交通運(yùn)輸（39%）、能源（33%）以及金融服務(wù)業(yè)（33%）則是2023年受到技術(shù)發(fā)展影響最深遠(yuǎn)的行業(yè)領(lǐng)域。

對(duì)于元宇宙，IEEE標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)候任主席袁昱博士做了這樣的描述：元宇宙特指一種關(guān)于外界被用戶(hù)感知為一個(gè)實(shí)際建立在數(shù)字技術(shù)之上的宇宙的體驗(yàn)。他強(qiáng)調(diào)，這個(gè)宇宙或是與我們當(dāng)下的宇宙不同的宇宙（虛擬現(xiàn)實(shí)，VR），或是我們當(dāng)下的宇宙的一種數(shù)字?jǐn)U展（增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)，AR或混合現(xiàn)實(shí)，MR），或是我們當(dāng)下的宇宙的數(shù)字對(duì)應(yīng)物（數(shù)字孿生）。

IEEE邀請(qǐng)了來(lái)自美國(guó)、英國(guó)、中國(guó)、印度和巴西五個(gè)國(guó)家，共350位各行各業(yè)的CTO、CIO和IT總監(jiān)等行業(yè)及技術(shù)領(lǐng)袖進(jìn)行訪問(wèn)，通過(guò)匯總他們的專(zhuān)業(yè)見(jiàn)解，共同展望2023年及未來(lái)的科技發(fā)展趨勢(shì)。對(duì)于元宇宙的發(fā)展趨勢(shì)，IEEE此次全球調(diào)研的受訪科學(xué)家們認(rèn)為，隨著多項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展，如能實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地互通互聯(lián)的5G技術(shù)（71%）、虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）頭戴式設(shè)備（58%），以及增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）眼鏡（58%）等?？茖W(xué)家們相信元宇宙將能在2023年實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展。

而不久前在昆山舉行的元宇宙產(chǎn)業(yè)大會(huì)2023上，來(lái)自國(guó)內(nèi)外的多位院士和專(zhuān)家也對(duì)元宇宙的內(nèi)核展開(kāi)了剖析。中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)科學(xué)院地理所研究員周成虎認(rèn)為，元宇宙是場(chǎng)景的再現(xiàn)，是一系列“連點(diǎn)成線”的技術(shù)創(chuàng)新的總和。元宇宙疊加應(yīng)用多項(xiàng)技術(shù)，或成為下一代互聯(lián)網(wǎng)的終極形態(tài)。

“真正的元宇宙是整合多種新技術(shù)而產(chǎn)生的新型虛實(shí)相融的數(shù)字文明?！比毡竟こ淘涸菏?、電子科技大學(xué)特聘教授任福繼則指出，元宇宙是5G通信、人工智能、機(jī)器人、互聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈等眾多先進(jìn)技術(shù)聚合下形成的新的數(shù)字生態(tài)。而人工智能技術(shù)有利于元宇宙更好地促進(jìn)人與人之間、人與機(jī)器之間、機(jī)器與機(jī)器之間的交互。

事實(shí)上，正如我們身處的物理世界事實(shí)上是“空間上互連的一系列世界”，元宇宙也可以視為眾多世界的集合。

數(shù)字平行世界生成中：

“工程師的元宇宙”是怎樣的？

相比Meta希望構(gòu)建的“消費(fèi)者的元宇宙”，英偉達(dá)提供的是一個(gè)生產(chǎn)力工具。2020年12月，英偉達(dá)發(fā)布了Omniverse 公測(cè)版，并于2021年 4 月發(fā)布 Omniverse Enterprise。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，這是一個(gè)用于將物理世界連接到共享虛擬世界的平臺(tái)，有望將現(xiàn)實(shí)與虛擬現(xiàn)實(shí)融為一體?，F(xiàn)在，Omniverse 在越來(lái)越多的行業(yè)中應(yīng)用于相關(guān)項(xiàng)目，例如設(shè)計(jì)協(xié)作和創(chuàng)建“數(shù)字孿生”、模擬真實(shí)建筑和工廠。

這讓我們看到了一個(gè)工程師的元宇宙版本。

在今年英偉達(dá)的春季GTC大會(huì)上，黃仁勛宣布英偉達(dá)和微軟將把數(shù)億Microsoft 365和Azure用戶(hù)連接到一個(gè)用于構(gòu)建和操作超現(xiàn)實(shí)虛擬世界的平臺(tái)。寶馬集團(tuán)（BMW）借助 NVIDIA Omniverse 打造未來(lái)工廠。

據(jù)了解，寶馬每年生產(chǎn)200多萬(wàn)輛汽車(chē)。在其非常先進(jìn)的工廠中，平均每分鐘就會(huì)有一輛汽車(chē)下線，且每輛汽車(chē)的制造方式都各不相同。而寶馬集團(tuán)正在借助NVIDIA Omniverse 打造未來(lái)工廠，通過(guò)數(shù)字孿生技術(shù)，可以連接企業(yè)資源規(guī)劃系統(tǒng)，在虛擬世界模擬真實(shí)工廠的吞吐量，模擬新的工廠布局，甚至可以成為工廠員工的控制面板，員工可以通過(guò)向上接入機(jī)器人進(jìn)行遠(yuǎn)程操作。黃仁勛表示，通過(guò)這樣的方式，在實(shí)際的新工廠開(kāi)業(yè)前兩年，寶馬其實(shí) Omniverse 中已經(jīng)完整地建造了一座新的電動(dòng)汽車(chē)工廠。

此外，據(jù)介紹，Lotus也正在使用Omniverse以虛擬方式組裝焊接站。梅賽德斯-奔馳則使用Omniverse為新車(chē)型建立、優(yōu)化和規(guī)劃裝配線。Rimac和Lucid Motors在Omniverse上使用真實(shí)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)創(chuàng)建數(shù)字商店，以實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車(chē)的逼真的描繪。

在元宇宙的虛擬環(huán)境里，還將是工程師用來(lái)訓(xùn)練機(jī)器人的理想環(huán)境。在虛擬世界中為自然世界建模是機(jī)器人的一項(xiàng)基本功能。它允許用戶(hù)創(chuàng)建一個(gè)虛擬世界，在其中可以訓(xùn)練機(jī)器人（由 AI 大腦提供支持，可以通過(guò)真實(shí)或數(shù)字化環(huán)境不斷學(xué)習(xí)），然后再將訓(xùn)練好的機(jī)器人大腦算法加載到真實(shí)的機(jī)器人中。而運(yùn)行虛擬工廠的 AI 和軟件與運(yùn)行實(shí)體工廠所用的相同。換句話說(shuō)，虛擬工廠和實(shí)體工廠及其機(jī)器人將循環(huán)運(yùn)營(yíng)。

“進(jìn)出”元宇宙的關(guān)鍵技術(shù)

早在現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)發(fā)展之前，人類(lèi)數(shù)千年來(lái)一直在探索感知世界的方式——通過(guò)音樂(lè)、藝術(shù)和文學(xué)等各種方式突破感知，某種意義上本身也是構(gòu)建虛擬現(xiàn)實(shí)。

“進(jìn)出”元宇宙的關(guān)鍵技術(shù)是什么？下一個(gè)萬(wàn)億美元級(jí)市場(chǎng)何時(shí)到來(lái)？

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