元宇宙寄托了人类对自由探索理想虚拟世界的美好愿景,其部分功能和应用可能得到阶段性实现,但其终极形态尚未达成共识,元宇宙最终会是人类得以自在生活其中的第二乐园,还是如《黑客帝国》Matrix一样的反乌托邦世界?本篇专题报告,依托目前的发展阶段和特征,试图对相关核心问题进行拆解、梳理与展望,主要包括:如何理解元宇宙?理想的元宇宙有何关键特征?通往元宇宙需要怎样的技术底座和制度体系?当前的技术发展现状距离元宇宙有多远?如何看待元宇宙产业链机会?巨头的布局情况如何?

https://data.eastmoney.com/report/zw_industry.jshtml?infocode=AP202111181529743381

  1、如何理解元宇宙?——理想状态是自发无边际的社会体验

  (1)如何定义元宇宙:从信息传递角度,元宇宙将使得人类从传递图文信息、传递视频信息进化到传递物理信息,实现在一个虚拟空间传递现实的互动行为。元宇宙是整合网络通信、扩展现实、数字孪生、区块链、人工智能等多种新技术而产生的新型虚实相融的互联网应用和社会形态,拥有完整的经济逻辑、数据、物体、内容以及IP,是一个永续在线、不断被刷新的实时数字世界,并且允许每个用户进行内容生产和世界编辑。

  (2)理想的元宇宙将实现效率的革命性提升和线上用户容量的极限扩张。在一个理想的元宇宙世界,物理世界的无限虚拟化使得生产要素无限丰富、生产力无限充足、近乎于0的边际成本使得社会生产效率得到了巨大的提升;互联网长期趋势是规模和时长的持续提升,元宇宙突破两者在现有条件下的上限,人类线上用户容量将极限扩张(80亿人+、12小时+)。

  (3)实现全AI自动化内容创作是元宇宙需要突破的核心。Metaverse是内容创作的最高阶,Metaverse将实现一个AI驱动的虚拟世界,丰富的内容供应近乎无限,虚拟社交活动从有目的性转变为以人为中心,可以实现自由探索,能够放手让AI填补世界,才能真正实现自发宇宙规模无边际体验。

  (4)去中心化是理想元宇宙的重要特征,最终是否依然会导致垄断或中心化仍未可知。元宇宙的去中心化一方面是为了保障UGC独立、高效地内容创造;另一方面是保障经济系统的稳定和透明,遏制寡头和垄断。然而初始元宇宙本身也是由人类所建立,是否可能会出现由于逐利或其他原因而导致的中心化,仍具有不确定性。要实现完全去中心化的元宇宙理想状态,可能需要建立后,由不受人性操纵的高阶人工智能、智能计算机来帮助管理秩序,实现透明化、规则化运行。还有一种可能是底层去中心化,上层仍然保留中心化组织。

  2、如何通往元宇宙?——技术路径解析

  理想情况下的元宇宙运行状态=大规模用户持续在线+高沉浸感/高仿真+高效内容生产+去中心化信息存储和认证。为实现这一理想运行状态,至少需要五层基础技术底座支撑:网络及运算技术、仿真交互技术、人工智能技术、创作工具/内容分发平台和区块链技术。整体来看,我们认为元宇宙是人类对一个能够自由探索的理想虚拟世界的美好愿景,但目前距离元宇宙得以实现所要求的技术基础还相去甚远,未来还有很长的路要走。

  (1)网络:预计元宇宙至少需要6G以上网络,6G网络有望在2030年开始商用。在覆盖范围上,6G网络将是一个地面无线与卫星通信集成的全连接世界,通过将卫星通信整合到6G移动通信,实现全球无缝覆盖,“万物互联”才可能真正实现。具有AI功能的6G有望释放无线电信号的全部潜力,转变为智能无线电,为元宇宙用户提供实时、流畅的沉浸式体验。

  (2)算力:元宇宙对算力要求是近乎无穷的,目前全球算力远远落后于数据和算法增速。人工智能在元宇宙的广泛应用导致元宇宙对于算力的消耗是指数爆炸增长的,算力支撑着元宇宙虚拟内容的创作与体验,更加真实的建模与交互需要更强的算力作为前提,大规模用户的持续在线和创作需要近乎无尽的算力作为支撑。量子计算可能突破摩尔定律解决元宇宙算力问题,但目前还存在许多高难技术瓶颈,预计在2050年以后才有可能实现通用量子计算机,提高量子比特的操纵精度,从而有条件进行面向更广泛的应用场景。

  (3)物联网:万物互联为元宇宙提供物理现实还原基础,当前物联网发展还处于爆发前期阶段,可能仍将持续数年。物联网要实现规模化加速演进必须解决碎片化、安全、成本三大发展难题。要真正实现真正实现万物互联,关键是建立统一底层IoT系统,实现终端、网络、设备产品等标准统一化。

  (4)仿真交互:2021年,全球市场VR头显预计出货837万台,其中中国市场VR头显预计出货143万台,预计全球AR/VR硬件市场出货量在未来五年呈现稳步增长趋势,全球市场规模有望在2025年超3500亿元。目前,虚拟现实已经有较多垂直领域落地应用场景,产业机会值得关注,然而XR设备尚未实现理想的沉浸式体验,仍存在价格成本高、使用感差、使用空间限制、便携性差、续航时间短、设备兼容性较差等问题,距离元宇宙所要求的高沉浸、高便携度、高兼容性,能够进行大规模推广的状态还相去甚远,同时在XR设备内容供给上也存在内容品类少、内容数量少、开发节奏慢等问题,内容供给端仍需大量扩充以满足多人群多场景需求。

  (5)区块链:从发展历程来看,区块链经历了去中心化账本、去中心化计算平台、去中心化金融,现在已经发展至NFT阶段,NFT可能解决元宇宙生产资料和资产所有权问题。近一年来,海外NFT交易平台火爆,国内互联网大厂也纷纷试水数字藏品,但国内出于监管考虑目前暂时无法公开自由交易。当前的NFT市场,流动性相对匮乏,应用领域和场景较为单一和小众,也存在一些炒作行为,暂时没有实现市场自由定价,距离大规模落地,还需要长期的积累和沉淀。

  3、如何看待元宇宙产业链机会?——巨头涌入,机遇与风险并存

  (1)Roblox:初具元宇宙雏形,在游戏层面实现了内容可编辑性,平台年轻化的群体和良好的游戏社区氛围实现高用户活跃度和粘性,2021Q3Roblox日活跃用户数4730万人,人均单日使用时长高达2.63小时。然而在元宇宙的进程中,Roblox还处于比较早期阶段,其提供的工具虽然实现了自由创作,仍然具备一定门槛性,限制了人们自由创作的边界,后续全球化+高龄化的扩张破圈有待观察。

  (2)腾讯:从消费互联网到产业互联网,腾讯对Metaverse的布局已深入底层基础架构、线上商业平台、内容版权、社交媒体等各个层面,同时通过对外投资并购进一步打开元宇宙技术边界。整体来看腾讯在游戏、社交、音视频解决方案、数字孪生和全息投影、引擎技术等方面都处于行业领先位置,在目前元宇宙相关赛道公司中具备较强优势,持续看好公司未来在开放世界游戏、云计算、人工智能、仿真交互设备等方向布局。

  (3)字节跳动:短视频形态产品优势稳固,全球化能力较强,同时积极布局游戏、虚拟社交、VR等元宇宙细分赛道,包括收购中国版Roblox《重启世界》母公司,在海外推出主打AI捏脸功能的虚拟社交产品Pixsoul,90亿收购国内排名第一的VR厂商Pico等。未来重点关注在游戏和社交领域布局产品增长情况,以及硬件设备Pico出货和用户破圈能力。

  (4)Facebook:改名Meta,宣布5年内转型元宇宙公司,涉足最深最广,在组织架构、软件、硬件、内容、数字货币等全方位进行元宇宙布局。组织架构上,成立高规格元宇宙产品团队,由FacebookAR/VR领域副总裁和Instagram现任产品副总裁带队;软件上推出SparkAR、PresencePlatform、Pytorch等底层开发工具,帮助发展和搭建元宇宙社区;硬件上Oculus系列在全球XR设备市场中占据领先地位,最新产品OculusQuest2在2021Q1出货量高达460万台,占据了75%的市场份额;内容上收购多家VR游戏、云游戏开发商,推出HorizonWorlds、HorizonWorkrooms等虚拟社交和办公平台;数字货币上,继libra之后积极推广数字货币diem。

  (5)EpicGames:融资10亿押注元宇宙赛道,兼具内容和技术优势,《堡垒之夜》保持高热度运营并多次探索具有元宇宙体验的内容形态如线上演唱会、线上电影等,虚幻引擎作为目前行业最强引擎,在模型质量、真实度等方面长期领先。然而高难度的虚幻引擎,开发门槛较高,目前还难以成为元宇宙所要求的低门槛UGC平台的创作工具,未来关注公司在自动化AI生成等方面技术进展。

  (6)英伟达:在虚拟世界中进行实时协作的计算机图形与仿真模拟协作平台Omniverse以其高效、低成本特征,在建筑、传媒、产品设计、自动驾驶等多个领域得到快速应用,元宇宙在Omniverse的推动下率先在工业领域有了切实的落地,同时英伟达在在AI和高性能计算以及芯片领域有深厚积累,有望为元宇宙底层技术架构添砖加瓦。

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9月16日,由北京师范大学新闻传播学院、光明日报智库研究与发布中心主办的“第35期京师中国传媒智库发布”会议在北京师范大学京师大厦举行。活动中,清华大学新闻与传播学院新媒体研究中心发布了《2020-2021年元宇宙发展研究报告》。

报告分为《理念篇》《产业篇》《风险篇》,聚焦于2021年大热的“元宇宙”(metaverse)概念,通过对其的概念梳理、理论构建、行业分析,全面解读这一互联网行业新风口的深刻内涵,并研判其发展趋势和潜在风险。

其中,《理念篇》讨论了元宇宙诞生的过程和历史契机、元宇宙的概念界定、虚拟和现实的关系、元宇宙的价值来源、多维时空的搭建等相关的理论问题,并对元宇宙的运作模式分物理、地理、伦理、事理、心理5个部分进行了论述。

《产业篇》讨论了元宇宙的技术基础,分析了元宇宙的行业生态以及中、美、日、韩四国的元宇宙行业发展现状,最后提出了元宇宙指数体系。

《风险篇》从生产力、稳健性、组织结构、服务功能、适应性、公平性六大为对元宇宙产业生态健康度进行了多维评估,指出目前元宇宙处于“亚健康”状态,进一步从舆论、技术、资本、伦理和法律规范等层面对元宇宙产业发展十大风险点进行了讨论。

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元宇宙拥有六大特性:持续性、实时性、兼容性、经济属性、可连接性、可创造性。

产业链分为七个层次:体验层、发现层、创作者经济层、去中心化层、人机交互层、基础设施层。

 元宇宙或是计算机领域,继鸿蒙之后的下一个“生态级”投资主线。从2020年上半年“新基建”+ 数字货币热潮之后,计算机板块一路走低,且原因并非业绩下行,而是估值下行。但今年鸿蒙生态标的行情有目共睹。

  我们认为,以鸿蒙为核心的“国产化”趋势并非计算机行业唯一的“生态级”机遇。以“元宇宙”为代表的“技术创新”行业趋势同样正在开启,这一颠覆式创新有望孕育新的万亿级生态蓝图。

  我们提出元宇宙4+N投资框架,当前阶段着重关注4大核心赛道投资机会(包括计算机、电子、传媒等)  

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延迟问题是驱使许多公司从云转移到边缘的原因。“边缘智能”(edge AI)或“边缘机器学习”指的是,数据通过存储在硬件设备上的算法在本地进行处理,而不是通过位于云中的算法进行处理。这不仅使实时操作成为可能,而且还有助于显著降低与处理云数据相关的功耗和安全漏洞。

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未来,智慧城市将从城市数字化发展到数字化城市,整个城市在数字领域形成“数字巨系统”。

近日,由国家工业信息安全发展研究中心、联想集团、中国产业互联网发展联盟、工业大数据分析与集成应用实验室共同编制的《依托智慧服务,共创新型智慧城市——智慧城市白皮书(2021年)》(以下简称“白皮书”)正式发布。本书提出一系列智慧城市建设的新理念、环境友好的新型智慧城市提供参考。

以发展实践拓展新型智慧城市内涵

新型智慧城市建设是进一步深入贯彻习近平新时代中国特色社会主义思想,结合我国城市发展实际,顺应信息化和城市发展趋势,主动适应经济发展新常态、培育新的增长点、增强发展新动能而提出的新型城市建设与发展方式。

习近平总书记2016年4月在网信工作座谈会上指出,“要以信息化推进国家治理体系和治理能力现代化,统筹发展电子政务,构建一体化在线服务平台,分级分类推进新型智慧城市建设”。2020年3月,习近平总书记赴浙江考察时指出,通过大数据、云计算、人工智能等手段推进城市治理现代化,大城市也可以变得更“聪明”。

白皮书对从2008年开始我国智慧城市发展经历的探索期、调整期、突破期、全面发展期等几个阶段进行了梳理,这些阶段智慧城市的服务对象、服务内容非常广泛,但核心主线是“利用新一代信息技术”提升城市服务质量。经过2020年的疫情冲击,智慧城市在实践中经受了考验,但也存在很大的进步空间。后疫情时期,智慧城市建设在创新协同、为民服务、数据共享、产业赋能、应急安全等方面都出现了新的发展导向。

白皮书指出,未来新型智慧城市或将呈现以下特点:“先进技术+全程服务”成为智慧城市的新抓手;“数字空间+现实空间”成为智慧城市的新落脚点;“普惠民生+生态和谐”成为智慧城市的新目标。

“端边网云智”架构助力优政、兴业、惠民创新

新型智慧城市的建设逻辑需从顶层入手,结合软硬件资源整合能力,为公众提供全生命周期一站式服务管理。白皮书从技术角度,将智慧城市的整体框架分为发展战略层、技术实施层和目标效用层三大层次。即新型智慧城市是以城市的战略定位、建设规划、措施保障、组织合作为指导规划,通过“端-边-网-云-智”的技术架构,实现管理高效、服务便民、产业发展、生态和谐的目标效用,达成新一代信息技术与城市现代化深度融合,迭代演进的新模式。

其中,“端-边-网-云-智”作为新型智慧城市的技术实施层,蕴含巨大的创新发展空间,有望成为我国智慧城市技术应用方向的重要创新成果。

端”即智能终端,负责采集、存储、传递数据,是智慧城市面向城市主体的智能化单元。

“边”即边缘计算,智能化时代海量数据的爆发式计算需求与应用低时延、灵活部署要求使得计算力下沉成为必然,边缘计算应运而生。

“网”即以5G为代表的数据传输的网络,是推动端、边、云协同工作的粘合剂。

“云”即云计算,基于网络实现异质设备间数据运算与共享的设备服务。

“智”即行业智能解决方案,面向智慧城市的不同细分场景,基于“端、边、网、云”四层结构,根据业务需求、行业知识及计算能力,支持不同层次的数据计算和分析互动的行业智能化方案。

智慧城市建设是内涵型城镇化发展的重要方面,包括社会管理智能化、国民经济信息化、环境维护自动化和生活服务便捷化等内容。管理高效、服务便民、产业发展、生态和谐等均是新型智慧城市发展的目标方向。

白皮书重点分析了文昌智能教育、延庆智慧能源、上海帝王蟹溯源等典型案例,展示了新型智慧城市在优政、兴业、惠民等方面取得的突出成效。据悉,联想凭借领先的IT运维服务经验和覆盖网络,智慧城市服务建设项目已在上海、江西、江苏、福建、湖北、海南、河北等全国多个省市落地,涉足绿色能源、社会治安管理、城市应急管理、智慧教育、智慧交通、食品安全以及智慧政务等多个细分场景。在白皮书编制过程中,联想为智慧城市建设运营实践和案例调研提供了支持。

新型智慧城市发展重心将从建设转到运营

白皮书也对智慧城市未来发展进行了预判,认为在未来新基建和新技术的融合过程中,城市治理或将逐渐完成由“管理型”向“服务型”的转变。智慧城市作为一项巨大的城市服务产品,需要重点提升居民对城市的归属感,提高城市生活品质,促进城市产业经济发展。智慧城市逐步走深向实,未来将重点在体制机制、发展思路、互动形式方面产生跃升。即将出现的变化将包括:治理思路改变——从“城市数字化”到“数字化城市”;阶段重点改变——从“建设智慧城市”到“运营智慧城市”;互动形式升级——从“人与人的联接”到“万物互联”。

白皮书推出之际正值“十四五”规划审议通过并正式发布,规划明确提出“以数字化助推城乡发展和治理模式创新,全面提高运行效率和宜居度。分级分类推进新型智慧城市建设,将物联网感知设施、通信系统等纳入公共基础设施统一规划建设,推进市政公用设施、建筑等物联网应用和智能化改造”。新型智慧城市建设即将进入新的阶段,该白皮书以真实案例剖析为基础,结合理论和架构研究,形成较为完整的智慧城市体系框架,勾勒出未来可能的发展路径,是新型智慧城市建设的重要参考之一。

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制造业变革已成为世界各国国家战略的核心,数字经济已成为当今时代 发展的主旋律,制造业变革与数字经济发展实现历史性交汇

制造业转型需求与信息技术加速渗透,催生工业互联网平台

工业互联网平台是工业全要素链接枢纽和工业资源配置核心

工业互联网平台的发展沿革、规模及技术层级

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第四届世界智能大会在津召开期间,中国新一代人工智能发展战略研究院发布了《中国新一代人工智能科技产业发展报告•2020》和《中国新一代人工智能科技产业区域竞争力指数•2020》。报告指出,中国人工智能科技产业发展已经步入融合产业部门主导的新阶段。人工智能和实体经济的深度融合正在成为驱动中国经济转型升级和可持续发展的动力源泉。

  据中国新一代人工智能发展战略研究院首席经济学家、南开大学经济研究所所长刘刚介绍,作为第四次工业革命的引擎,人工智能技术属于典型的通用技术(General Purpose Technologies)。从前三次工业革命发生发展的历程看,通用技术只有与经济社会全球融合的条件下,才能成为带动经济长期发展的驱动力量。通用技术创新和产业化创造出前所未有的“关键生产要素”,例如,第一次工业革命的蒸汽机和第二次工业革命的电力。“关键生产要素”具有广泛的应用领域、低成本和无限供给的特征。当“关键生产要素”被广泛投入到现有产业,不断提高企业和产业的生产力水平,才能带来经济和社会的长期发展。例如,作为第二次工业革命通用技术的电力,从照明到生产流程的改造再到以电力为能源的生活用品的普及,在与经济社会融合的过程中,不仅带来了社会生产力的大幅跃升,而且改变了人类的生产和生活方式。

  第四工业革命的核心技术是包括互联网、物联网、大数据、云计算、区块链、5G和人工智能在内的新一代信息技术。新一代信息技术的产业化使“数据和计算”成为第四次工业革命的“关键生产要素”。数据是网络空间的所有存在物,是网络空间对物理和社会空间映射的产物。网络空间及其与物理和社会空间的互动和融合产生海量数据,大数据、云计算和区块链技术解决了数据的采集、整理、存储和分析。人工智能则实现了数据的精准匹配、仿真模拟和优化控制。作为新型基础设施建设的重要内容,5G保证了网络空间的发展和数据的瞬时传输。新一代信息技术的发展使“数据和计算”成为类似蒸汽机和电力一样的廉价投入品,为赋能和改造现有产业创造条件。

  作为通用技术,在人工智能科技产业的发展过程中,形成了两个主要产业部门:核心产业部门和融合产业部门。核心产业部门是指包括人工智能在内的新一代信息技术产业化过程中创造的新兴产业部门。核心产业部门产出“数据和计算”。而融合产业部门则是人工智能与实体经济融合发展过程中创造的产业部门,例如,智能制造、智能交通、新零售、新媒体和数字内容产业。融合产业部门把“数据和计算”作为投入品,产出则是我们日常生产和生活中的智能化产品。

  中国新一代人工智能发展战略研究院对人工智能科技产业的动态追踪研究表明,随着核心产业部门的发展和核心技术的成熟,面对新冠疫情的冲击和包括5G在内的新型基础设施建设步伐的加快,中国的人工智能科技产业开始步入融合产业部门主导的新发展阶段。

  首先,从797家中国人工智能骨干企业中的581家应用层企业的应用领域分布看,人工智能技术已经广泛分布在十八个应用领域。其中,企业技术集成与方案提供、智能机器人两个应用领域的企业数占比最高,分别为15.43%和9.66%。关键技术研发和应用平台、新媒体和数字内容、智能医疗、智能硬件、金融科技、智能商业和零售和智能制造领域企业数占比相对较高,分别为8.91%、8.91%、7.65%、7.03%、6.65%、6.52%、6.15%。智能农业的占比最低,仅为0.75%。企业技术集成与方案提供和关键技术研发及应用平台占比排名第一和第三位,说明在人工智能与实体经济的融合发展过程中,技术集成和应用方案提供发挥着至关重要的作用。而智能机器人企业数排名第二则说明制造业的智能化是人工智能发展的迫切需求。

  在581家人工智能样本企业中,可获得577家企业截至2019年底的融资数据。通过577家企业所属产业领域的融资额占比,可以看出哪些应用领域更受资本的青睐。从人工智能应用领域企业融资额的分布看,智慧零售、新媒体和数字内容、智慧金融类应用领域的融资额最高,占比分别为18.37%、15.96%和15.94%。除此以外,关键技术研发和应用平台、智慧交通、智能硬件融资额占比在5%以上,属于占比较高的应用领域。

  其次,人工智能基础和技术层企业通过与实体经济企业的协同,共同构建产业智能化创新生态,推动人工智能与实体经济的融合发展。其中,最为典型的是智能安防产业的发展。在传统安防产业智能化的过程中,围绕着视频数据结构化、智能终端和边缘计算在内的关键技术突破,形成了富有活力的产业创新生态系统。在智能制造、智能医疗、智能交通、金融科技和智能教育等领域,都出现了产业智能化创新生态系统。适合于特定产业领域智能化的创新生态系统建设,成为人工智能与实体经济深度融合发展的标志。

  第三,处于“极化”中的人工智能核心产业部门企业,通过与其他地区优势产业企业的合作,通过技术“扩散”,推动人工智能与实体经济的融合发展。该报告基于15家人工智能开放创新平台和4家计算机视觉独角兽公司的技术“扩散”数据分析表明,通过与其他地区优势产业的合作,共同推动人工智能与实体经济的融合发展。其中,电子信息制造业和汽车制造成为智能化发展的前沿产业。

  最后,传统产业的龙头企业,通过自主创新、技术引进和与核心技术企业合作的方式,转型升级为人工智能企业,成为推动人工智能与传统产业融合发展的主导者。报告基于50家非初始人工智能上市公司的分析表明,传统产业的龙头企业通过智能化转型,与掌握人工智能核心技术的企业共同构建产业创新生态系统,推动产业的智能化。从技术来源看,50家非初始人工智能上市公司主导的融合产业部门的技术来源,主要是核心产业部门的人工智能初创企业,占比为16%。其次是人工智能上市公司,例如,阿里巴巴和科大讯飞,占比为16%,排名第三和第四的分别是非初创人工智能技术公司和独角兽公司,占比为10%和7%。除了平台公司,人工智能初创企业和中小企业是产业智能化的重要技术来源方。

  在系统调查研究的基础上,报告发现,人工智能与实体经济的融合发展,不是简单的技术引进和集成,而是一系列互补性创新和专用技术体系的形成过程。因而,推动人工智能与实体经济融合发展需要创新思维。尤其是对后发地区而言,不能仅仅把工作的重心放在招商引资上,而应当重视通过培育和构建适宜当地产业智能化需求的产业创新生态系统和创新创业环境,通过互补性创新和专用性技术积累,才能通过人工智能与当地优势产业的融合发展过程中,不断提升区域企业和产业竞争力。

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人类的视觉系统证明,用极少的样本就可以学习新的类别;人类不需要一百万个样本就能学会区分野外的有毒蘑菇和可食用蘑菇。可以说,这种能力来自于看到了数百万个其他类别,并将学习到的表现形式转化为新的类别。本报告将正式介绍机器学习与热力学之间的联系,以描述迁移学习中学习表征的质量。我们将讨论诸如速率、畸变和分类损失等信息理论泛函如何位于一个凸的,所谓的平衡曲面上。我们规定了在约束条件下穿越该表面的动态过程,例如,一个调制速率和失真以保持分类损失不变的等分类过程。我们将演示这些过程如何完全控制从源数据集到目标数据集的传输,并保证最终模型的性能。

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