元宇宙技術發(fā)展對國防工業(yè)的啟示建議

劉凌旗 楊晨星/文

元宇宙是以智慧互聯(lián)、智能交互等先進信息技術手段，通過增強客觀物理空間、融合數(shù)字虛擬世界，創(chuàng)造形成的虛實共生的新型社會形態(tài)。國家“十四五”規(guī)劃提出要打造數(shù)字經(jīng)濟新優(yōu)勢，充分發(fā)揮海量數(shù)據(jù)和豐富應用場景優(yōu)勢，促進數(shù)字技術與實體經(jīng)濟深度融合，賦能傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉型升級，催生新產(chǎn)業(yè)新業(yè)態(tài)新模式。近期，科技界、學術界紛紛入局元宇宙概念，再度推動世界主要國家對數(shù)字化技術的集中審視，我國防工業(yè)領域也須高度重視相關概念演進及其帶來的潛在影響。

元宇宙引發(fā)國內外廣泛關注概念闡釋不斷豐富

元宇宙發(fā)端較早，近期從產(chǎn)業(yè)界蔓延至政府和軍工領域。美國科幻作家尼爾·斯蒂芬森于1992年《雪崩》一書提出元宇宙概念，描述了平行于現(xiàn)實世界、始終在線的虛擬世界。游戲平臺Roblox 公司首次將此概念寫入招股說明書并成功上市，掀起了科技產(chǎn)業(yè)界的元宇宙熱潮。臉書公司基于內部業(yè)務調整而正式更名為元宇宙英文前綴Meta，意為包涵萬物、無所不聯(lián)。韓國科技通信部發(fā)起由現(xiàn)代、SK集團、LG 集團等200 多家企業(yè)組成的元宇宙聯(lián)盟，首爾市政府推出《元宇宙首爾五年計劃》，在經(jīng)濟、文化、教育、信訪等領域打造數(shù)字服務生態(tài)，成為首個地方政府提出的工作規(guī)劃。在軍工行業(yè)，微軟公司獲得美陸軍218.8 億美元合同，生產(chǎn)12 萬套HoloLens 混合現(xiàn)實頭顯設備；Darpa 開啟了“面向目標支持的自主多模態(tài)吸收”項目，通過人工智能和增強現(xiàn)實技術為美軍機械工程師和醫(yī)護人員實時生成軍事培訓指導材料，已向施樂公司、加州大學圣巴巴拉分校、羅斯托克大學等組成的團隊授予580 萬美元研發(fā)資助。

國內緊跟元宇宙熱潮，探索引入地方規(guī)劃并啟動預研項目。騰訊、百度、網(wǎng)易搶先注冊Metaapp、雷火元宇宙等商標，北京轄區(qū)目前注冊量居首位，其次是廣州、深圳和上海?！渡虾Ｊ须娮有畔⒅圃鞓I(yè)發(fā)展“十四五”規(guī)劃》前瞻部署量子計算、第三代半導體、6G 通信和元宇宙等領域，《關于浙江省未來產(chǎn)業(yè)先導區(qū)建設的指導意見》提出構建以區(qū)塊鏈、第三代半導體、量子信息、元宇宙等為重點的未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展體系。清華、北大、復旦先后發(fā)布《元宇宙發(fā)展研究報告2.0版》《元宇宙2022：積蓄的力量》《化身與智造：元宇宙座標解析》等報告。中國移動通信聯(lián)合會元宇宙產(chǎn)業(yè)委員會由物鏈芯工程技術研究院、央鏈全球、元宇宙實驗室等機構發(fā)起成立，已舉辦“元宇宙：靈境與科學藝術”紀念錢學森先生誕辰110周年論壇，并推出《元宇宙產(chǎn)業(yè)宣言》。在軍工行業(yè)，航天科工二院北京電子工程總體所發(fā)布“虛擬孿生-元宇宙協(xié)同建模仿真方法研究”公告，需針對元宇宙、虛擬孿生等新型虛擬環(huán)境交互理念對作戰(zhàn)訓練帶來的新理念新啟示，開展支撐虛擬孿生復雜性/動態(tài)性的元宇宙體系描述方法、物理引擎等技術預研。

元宇宙由多種技術綜合而成尚處于初級發(fā)展階段

元宇宙本質上是對現(xiàn)實世界的虛擬化、數(shù)字化過程，是多種網(wǎng)信技術的綜合集成與應用。元宇宙旨在構建一個與現(xiàn)實世界持久、穩(wěn)定連接的數(shù)字世界，需要借助于電子信息行業(yè)各類技術的集成式應用。其中，擴展現(xiàn)實、數(shù)字孿生、先進顯示和智能穿戴設備、生物傳感器、腦機接口等技術可在人機交互層全面提升開放世界的沉浸感，云計算、物聯(lián)網(wǎng)、移動通信等技術在低時延的網(wǎng)絡傳輸層實現(xiàn)參與者不受時空限制的自由進出，GPT-3 模型、多技能AI 等技術在提升創(chuàng)作效率方面可實現(xiàn)內容應用的實時生成、體驗和反饋，而區(qū)塊鏈與隱私增強計算則提供了元宇宙基本組織形態(tài)、治理模式和交易機制所必需的技術架構。中國工程院院士鄭緯民認為，分布式存儲是維持元宇宙持久運轉的基本方式，區(qū)塊鏈是解決數(shù)據(jù)要素的產(chǎn)權屬性問題的關鍵技術，算力和數(shù)據(jù)是元宇宙和數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展的基礎。可以說，元宇宙為經(jīng)典互聯(lián)網(wǎng)增加空間性維度，賦予用戶時空拓展層面的全新體驗和價值。

元宇宙被視為下一代互聯(lián)網(wǎng)形態(tài)，然而現(xiàn)實世界的科技水平?jīng)Q定其發(fā)展的上限。與目前的互聯(lián)網(wǎng)形態(tài)相比，元宇宙刻畫出一種更加沉浸式、共享的三維虛擬空間，但人類對自然界物理規(guī)律和真實現(xiàn)象的理解決定了虛擬世界中能夠存在什么，當前科技發(fā)展水平的高低決定了元宇宙能在多大程度上實現(xiàn)。數(shù)字化虛擬世界發(fā)展過程是循序漸進的，需要在共享的基礎設施、標準及協(xié)議的支撐下，由眾多工具和平臺不斷融合、進化而最終成形?，F(xiàn)有技術沒能突破的情況下，元宇宙更宜被闡釋為寄托社會公眾對未來技術發(fā)展信心的承載體，隨著智能交互、區(qū)塊鏈、物聯(lián)網(wǎng)、先進計算、電子競技的大幅進步，有望實現(xiàn)高度自由的數(shù)字生活方式和新型虛擬空間的構建。

元宇宙屬于數(shù)字化范疇對我國防工業(yè)轉型帶來機遇

元宇宙涉及的技術覆蓋了底層支撐、前端設備和場景內容入口，其對高級社會形態(tài)的探索雖未超出數(shù)字化和智能化的范疇，但所帶來的技術賦能和產(chǎn)業(yè)機遇值得期待，有望激活數(shù)據(jù)要素潛能，加速推動我國防工業(yè)數(shù)字化轉型降本增效。

一是增強武器裝備人機交互顯示，提升演習訓練效果。當前的人機交互主要通過鍵盤、觸摸和模糊的語音識別，但如微軟Hololens等產(chǎn)品正在改善新一代的交互體驗和方式，通過小型化、便攜化的虛擬現(xiàn)實設備增強人與人、人與環(huán)境的互動，為軍事訓練和實戰(zhàn)裝備提供新手段，加強網(wǎng)絡信息全域作戰(zhàn)的指揮控制應變效能。實戰(zhàn)化演訓是軍隊保持領先優(yōu)勢的有力支撐。同時，元宇宙系統(tǒng)反復與士兵交互迭代，借助大量復盤模擬不斷完善學習策略，通過自主化智能技術使實戰(zhàn)訓練以非預測模式進行，有利于提升士兵和指揮官的作戰(zhàn)應變能力和實戰(zhàn)效果。

二是改善復雜產(chǎn)品研制生產(chǎn)模式，力求最優(yōu)化質量效益。隨著數(shù)字孿生技術以及5G 連接性的增強，元宇宙形態(tài)有助于逼真地演示驗證大型機械工程的原理、復雜精密零件的工藝流程，還原現(xiàn)實車間的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，減少實際操作中出現(xiàn)的故障。在國防工業(yè)型號產(chǎn)品試驗方面，元宇宙環(huán)境下模擬的最新成果更有利于提前呈現(xiàn)其科研設計、制造裝配和后期維護的圖景，加快產(chǎn)品開發(fā)進程、特點發(fā)現(xiàn)和優(yōu)勢路徑升級。同時，還能提供零物理風險的真實培訓環(huán)境，避免不可行的研發(fā)生產(chǎn)項目或產(chǎn)生高昂的費用，加強裝備服務和安全保障的競爭能力，提升國防工業(yè)現(xiàn)代化高質量發(fā)展效益。

三是推動國防工業(yè)結構化轉型，激發(fā)新業(yè)態(tài)新布局。傳統(tǒng)軍工制造業(yè)主要以機械化歷史階段的六大行業(yè)為基礎，發(fā)展架構與模式愈來愈難以滿足新時代中國特色先進國防科技工業(yè)體系建設的要求。隨著網(wǎng)絡空間、電磁空間、太空和深海等新的戰(zhàn)場空間不斷被開辟，聯(lián)合全域作戰(zhàn)和體系化對抗成為新樣式?；谠钪婧吞摂M現(xiàn)實的仿真應用及其可視化延伸，有望為傳統(tǒng)國防工業(yè)結構變革帶來新的影響和發(fā)展機遇，倒逼國防工業(yè)數(shù)字化轉型和實現(xiàn)自主創(chuàng)新的緊迫感，提高構建國產(chǎn)化基礎軟硬件生態(tài)的意識和理念，持續(xù)打造高可用、高安全、智能化的元宇宙數(shù)字應用新模式新業(yè)態(tài)新布局，加快構建滿足數(shù)字化智能化武器裝備研制生產(chǎn)需求的新型國防科技工業(yè)體系。

然而，元宇宙也因集成諸多信息技術，可能存在更加多元的內生安全隱患，面臨國防工業(yè)網(wǎng)絡攻擊、關鍵基礎設施故障、信息泄漏等風險。在催生新數(shù)字創(chuàng)意崗位、推動中小企業(yè)發(fā)展的同時，帶來了就業(yè)替代和管理結構的變化，對先發(fā)優(yōu)勢以外的行業(yè)造成一定管理沖擊。軍工數(shù)字產(chǎn)業(yè)化轉型面臨競爭形勢，一些數(shù)字體驗較差的企業(yè)可能遭遇淘汰危機。此外，與以往數(shù)字技術生態(tài)類似，元宇宙在各國的發(fā)展和國防應用將呈現(xiàn)不均衡狀態(tài)，有些國家現(xiàn)有技術水平、用戶群體、供應鏈環(huán)境適應元宇宙發(fā)展。我國硬件設備市場增長迅速，軍事軟件研發(fā)實力相對滯后，可能面臨歧視性的準入門檻和要求，如不進行及時關注，容易導致對他國技術和標準的依賴性。

元宇宙暗和靈境技術建議跟蹤引導和試點布局

習近平總書記高度重視新一代信息基礎設施建設工作，指出要推動數(shù)字經(jīng)濟和實體經(jīng)濟融合發(fā)展。劉鶴副總理在5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)大會開幕致辭時也提出，要充分利用好我國產(chǎn)業(yè)應用場景豐富的有利條件，補齊工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)短板，大膽探索顛覆式技術路徑，創(chuàng)造性地解決產(chǎn)業(yè)難題。元宇宙催生二軌社會關系、第二數(shù)字身份等認知創(chuàng)新，某種程度回應了錢學森先生提出的“靈境”技術概念。結合其初步發(fā)展情況，提出以下三點建議。

第一，持續(xù)跟蹤發(fā)展趨勢，科學布局元宇宙技術研究。在資本與輿論的驅動下，政府界和學術界逐漸開始啟動研究工作。建議管理部門確立“超前跟蹤、試點布局”的思路，引導軍工科研院所關注元宇宙發(fā)展動向及技術趨勢，探索構建多方認同的利益機制。國防科技工業(yè)的相對獨立性和產(chǎn)品的特殊屬性提供了工業(yè)元宇宙應用場景，需突破芯片、算法引擎、編輯器、網(wǎng)絡通信、視頻編解碼等基礎技術，強化擴展現(xiàn)實、衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)、融合通信、邊緣計算、區(qū)塊鏈等核心研發(fā)能力，布局6G 通信、腦科學、數(shù)字孿生、人效增強等前瞻領域。

第二，加強學科交叉融合，積極培養(yǎng)戰(zhàn)略科學家隊伍。多數(shù)元宇宙公司已開始招攬人機交互、視覺算法等涉及人工智能和編程開發(fā)的科技型專業(yè)團隊。軍工行業(yè)也應借助元宇宙發(fā)展機遇，面向全球引進一些既懂傳統(tǒng)裝備技術、又懂戰(zhàn)略新興前沿領域的高端復合型人才。大力推動國防院校、高技術企業(yè)與新型研發(fā)機構開展項目合作，加強戰(zhàn)略科學家團隊培養(yǎng)，進一步優(yōu)化交叉學科體系設計，支持新興學科和基礎學科進行交叉融合，積極培育一批復合型技術后備人才，為領跑元宇宙發(fā)展賽道做好全維度的人力資源儲備。

第三，鍛造國際競爭實力，主導未來網(wǎng)信生態(tài)話語權。元宇宙世界具有跨國屬性，以虛實融合方式改變現(xiàn)有指揮架構與作戰(zhàn)流程，相關風險挑戰(zhàn)將成為未來國家安全發(fā)展的潛在議題。建議加強全球網(wǎng)絡信息行業(yè)的橫向關聯(lián)，夯實本土企業(yè)軟硬件國際競爭實力，積極謀劃網(wǎng)絡空間生態(tài)布局。軍工單位應主動培育實戰(zhàn)化的研發(fā)能力和虛擬數(shù)字場，試點推進元宇宙涌現(xiàn)場景設計和典型技術在武器裝備的嵌入應用，促進傳統(tǒng)行業(yè)與新興技術的有機融合，主導開展國際社會合作探索性、建設性溝通，有序推進網(wǎng)絡信息產(chǎn)品研發(fā)、生態(tài)適配以及產(chǎn)品落地。