元宇宙，是技术颠覆？还是产业革命？

来源：AI TIME论道

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本文介绍了AI TIME 和清华校友总会AI大数据专委会联合发起了题为「元宇宙，是技术颠覆？还是产业革命？」的讨论会，以及参会的各专家学者从技术和产业的角度分享的各自关于「元宇宙」的思考。

「元宇宙」无疑是 2021 年最受瞩目的科技概念之一。近年来，「头号玩家」、「失控玩家」等影视作品表达了人们对未来的「元宇宙」世界的设想。12月17日，清华校友总会AI大数据专委会和AI TIME联合发起了题为「元宇宙，是技术颠覆？还是产业革命？」的讨论会。在本次讨论会中，来自美国纽约州立大学石溪分校帝国创新教授顾险峰、清华大学互联网产业研究院研究员林天强、清华艺科创新院大止科技文创中心副主任吴卓浩、上海栾数科技有限公司创始人兼 CEO 马俊杰齐聚一堂， 从技术和产业的角度分享了各自关于「元宇宙」的思考。 经整理，详情如下：

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什么是元宇宙？

针对第一个话题，顾险峰首先表示目前元宇宙的概念还比较抽象，他个人更偏向于将其称之为「超宇宙」，它是虚拟世界和现实世界的结合。既强调虚拟世界，也强调物理世界和虚拟世界之间的关系。对于人类来说，「元宇宙」是革命性的技术进步。人是社会关系的总和，元宇宙和现实世界中的社会关系会让人性更加丰富。元宇宙通过三维视觉实现人与人之间的高效交流，使得社会关系会更加复杂，促进群体智能的涌现。总体而言，「元宇宙」这一概念极具吸引力，他个人也会考虑将其应用到教育的推广中。要想实现元宇宙首先得将物理世界映射到虚拟世界中，这一过程涉及大量的 3D 技术，需要用到微分几何、代数拓扑、黎曼几何等知识，而共形几何正是将微分几何与计算机技术相结合的研究领域。他计划给出系列讲座，将计算共形几何的理论和算法进一步推广。同时也提醒计算机科学背景的同学们，与传统AI的算法风格不同，3D几何和图形算法需要复杂的组合数据结构，只有C++的指针才能高效支撑，因此需要加强几何算法编程的训练。

 

林天强则说人在社会中扮演着不同的角色，具有不同的「面具」。这种「面具」可以通过不同的艺术形式存在。如今，发展「元宇宙」、「下一代互联网」、「XR 显示技术」、「接口技术」，有助于实现具有「沉浸感」的体验，并不能简单地将元宇宙称为虚拟世界。古今中外的许多艺术作品中都记载了具有沉浸感的「理念世界」对现实生活的影响，例如：李商隐在诗歌《锦瑟》中写道“庄生晓梦迷蝴蝶，望帝春心托杜鹃”；少女读了汤显祖的戏剧《牡丹亭》「肠断而死」；希腊神话中的皮格马利翁爱上了自己的雕塑，要与雕塑成婚。

 

互联网、VR、AR 等科学技术的发展为更多人享受理念世界与现实世界的融合共生提供了更大的可能性。元宇宙中发生的事件会影响人类生理激素的分泌，其中的内容与人类对真善美的认知有密切关系。元宇宙的发展趋势较为明朗，不仅仅停留在概念炒作的层面上，有往为人类提供一个「虚实难辨」的新世界。

 

吴卓浩谈到大多数新的技术都是建立在前人的工作基础之上，当关注事物的焦点发生改变后，就可能产生质变。过去 20年间，移动互联网产业迅速发展壮大，产品的制作、销售流程发生了深刻变化，生产成本主要用于支付研发人员的报酬，这种建立在互联网空间上的商业模式很容易规模化发展。类似地，尽管元宇宙以 AR、VR 等技术作为基础，但如果关注的焦点发生了变化，也会得到不一样的结果。需要思考，建设元宇宙的目的究竟是什么，是为了构建更好的虚拟世界，还是构建更好的物理世界。尽管目前元宇宙概念确实存在一定泡沫，但随着技术的进步和社会的发展，元宇宙的兴起是必然的。

 

马俊杰从数字孪生技术公司的角度来说，认为「元宇宙」是对下一代互联网技术的概括。新技术时代的来临往往是许多技术积淀和市场、客户综合推动的结果。数字化、孪生化、虚拟化技术对建筑、自动驾驶、工业设计等领域产生了深刻影响，促使「元宇宙」概念诞生。元宇宙可以分为「数字原生」、「数字孪生」、「虚实共生」三个层面，希望数字世界可以作用于物理世界，使物理世界变得更好。如今，大量物联网传感器的铺设、5G 网络、云计算的发展为元宇宙的到来提供了基础的计算硬件基础，一个个小的「元宇宙」可以组合成更大的「三维互联网」。元宇宙借助 AR、VR 等技术手段降低人类与数字世界交互的认知门槛，有望形成生产关系和经济发展的新范式，从而是更多新的经济业态涌现出来。

 

02

元宇宙技术体系

林天强首先谈到实现元宇宙有赖于一系列技术的突破。涉及到的主要技术可以归纳为「5、I、ABCDE」，即 5G、物联网（IoT）、人工智能、区块链、云计算、大数据、边缘计算，这些技术近年来都得到了不同程度上的发展。元宇宙概念的出现是必然的。一方面，需要一个具体解决问题的场景，促使人们在上述技术上取得突破；另一方面，每一项技术都代表了巨大的利益群体，科技界、互联网界、投资界都在为这些技术的突破添砖加瓦。

 

吴卓浩从产品创新的角度来说，如今的产品用户看到的内容都是由产品的创造者控制和引导的。然而，在元宇宙世界中，用户可以自由地观察各种内容，这带来了产品互动模式的全新转变。以人工智能为例，当下的人工智能技术可以较好地实现感知，但是智能体尚不具备很好的认知能力，不能对周围世界的语义有很好的理解并与虚拟和现实的物品进行互动。目前有一些元宇宙所需的技术，比如AI认知技术，即使是从理论研究的层面上说也存在很大的不足。此外， 元宇宙所需要的硬件也还有待进一步开发（例如触感技术的发展还很初级）。可以首先聚焦于一些容易实现的技术，一步步走向真正的元宇宙。

 

马俊杰表示新冠疫情的发展对元宇宙概念走红也起到了助推作用。除了长期以来的技术积累之外，人类对数字世界的需求也是元宇宙概念演进的内在逻辑。要实现元宇宙，还需要研制出能够真正实现消费级的人类与元宇宙互联结合的终端交互设备，就好比智能手机的诞生对移动互联网带来了巨大影响。

 

最后，顾险峰从技术角度谈到，元宇宙概念火爆与实时光线渲染、虚幻引擎5（Unreal 5）的Nanite虚拟几何、对抗生成模型 GAN等技术的突破性进展密切相关。但是要想实现元宇宙，仍然存在大量有待解决的问题。例如，4D 扫描技术所需要的芯片，从三维到光场（light field）再到全息（holograph）的显示技术，基于图像和视频的搜索技术，几何处理专用芯片，类似于Photoshop 的 3D 点云处理软件等等。

 

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元宇宙的产业落地

 

吴卓浩首先表示元宇宙概念的落地还需要一个过程。现在很难完全直接将现有的技术与人类的需求平衡起来。除了技术方面存在许多有待探索的问题之外，从体验设计师和产品经理的角度来说，可以看到人的需求是相对稳定的，这些需求在不同的技术载体上会有不同的演绎。因此，也需要更加深入地洞察人性，洞察人的需求，为技术与需求的结合寻找新可能性。

 

马俊杰谈到元宇宙在工业和智慧城市领域都有很广阔的应用前景。在工业领域，德国的西门子等公司通过数字孪生进行流程的控制和仿真，大大减少了设计成本和落地调试的成本。投产后，还可以通过 VR、AR 等技术和预测性运维算法提升运维的效率。

在智慧城市领域，城市中的各个部门会共享 CIM 城市信息模型，建立一套数字底板，将城市数字孪生化。在这个数字底板的基础上，可以加入一些仿真算法，提供安防、交通等领域的服务。

此外，元宇宙技术可以帮助突破时间和空间的限制，回溯到过去的时间点，或者对未来的场景进行低成本/零成本的试错预演。

 

顾险峰说到硬件和软件对元宇宙的产业化都十分重要。在硬件方面，个人智能终端设备、3D 打印机、3D 扫描仪、3D 显示设备都是十分重要的基础硬件，未来也需要发展物理处理引擎、几何加速芯片等硬件设备。就软件而言，简单易用的 3D 建模软件，类似于 photoshop 的 3D 图像处理软件也有很广阔的应用前景。

实际上，元宇宙概念已经在一些领域有了初步的落地成果。例如，医疗领域的虚拟肠镜有助于对肿瘤等疾病的观察，可以在各种“3D 淘宝”平台上购买到一些 3D 模型并基于此进行 3D 打印。为了落地元宇宙这一概念，首先需要进行大规模的基础建设。有了数字化的城市之后，3D 广告业等产业也都会兴起。

从教育的角度来说，目前计算机教育界培养学生的模式对于学生对接「元宇宙」还是有所欠缺的。高校需要更加强调 C++ 等 3D 编程所需的编程语言教育，有志于从事该领域工作的学生应该学习微分几何、代数拓扑、3D 视觉、计算机图形学、计算几何等学科的知识。

 

最后林天强说到，对于一些兴起的概念，往往希望通过产业化形成经济上的可持续收入和产业闭环。并非所有的技术都可以进行产业化发展，需要针对人的需求来发展相应的技术。通过元宇宙的新思路，可以在新场景下对一些产业进行数字化转型，这可能创造数十万亿的市场价值。从工业元宇宙的角度来说，元宇宙相较于现有的工业互联网还具有虚实共生的特性，有望极大降低工业生产成本，形成产业闭环。元宇宙产业化的成功也可以反哺该领域的技术研究。

 

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未来展望——如何维护元宇宙秩序？

 

顾险峰首先说到，技术是一柄双刃剑，在人类文明的历史中，每次技术发展都会存在类似的有关监管秩序的问题。生产力的发展是不可阻挡的，生产关系会适应生产力的发展而不停演化。元宇宙涉及到的新技术也必然会对道德、法律带来挑战，但是人类最终还是会适应并规范它。

 

以区块链技术为例，该技术基于去中心化的思想由分布模式替代中心监管模式，通过数学定理的严密性来取代传统银行的权威性，以用户的良知作为最后的道德底线，以超越半数的投票结果来验证。这套模式也有希望扩展到元宇宙中，形成自动监管的机制。未来，权威部门也应该会在关键时刻制定相应的法规维护秩序。总体来看，人类还是理性的，要相信人类的道德力和政府政策的与时俱进。

 

林天强则说到各种技术总是在发展中规范，然后在规范中发展，元宇宙也不例外。要对这种新事物持积极地态度。中国改革开放四十年取得的成就说明，应该积极主动参加新型工业化革命，不断积累一点一滴的进步。对于政府和产业界人士来说，要关注「技术奇点」，敏锐观察到这些重要节点的产生，在关键的场合出台法律和伦理标准，实现高效率的治理。「z时代」的年轻人是互联网的原住民，也可能成为元宇宙的原住民，要积极把握技术发展的趋势，给年轻人创造更多的机会。元宇宙的发展会促进各种技术的发展，形成惠及全民的新型工业化流程。

 

吴卓浩随后谈到随着元宇宙技术的发展，互动的门槛降低了，更多普通人不仅是消费者，也有机会成为内容的贡献者。另一方面，人工智能等新技术可以帮助普通人获得超越自己的能力，其参与产生的成果也会极大丰富，这种供求关系是相辅相成的。此外，区块链技术可以让用户参与取得更好的回报，从而激励更多人参与其中。

 

最后，马俊杰表示元宇宙的发展涉及到企业级的元宇宙和普世的元宇宙，每个企业、行业的元宇宙可以随着供应链拼接起来。政府必然是需要出台相应法律法规规范不同尺度的元宇宙，元宇宙环境下的数据安全比移动互联网时代会更加复杂，也更加重要（后台回复“元宇宙”即可观看讨论会回放）

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