當我們在談論元宇宙時，我們在談論什么
——一種Human-Centered Computing 視角

盧 暾

事實上，我們與理想狀態(tài)下的Metaverse 還有很長的距離，現(xiàn)在我們對元宇宙的討論還處于向著夸大預期的頂峰前進的階段。

我的話題分兩段，前半段相對宏大一點，也就是說，既然要談元宇宙，至少要了解這個概念的范圍；由于元宇宙的研究涉及各個學科，所以，題目的后半段主要從我的研究方向出發(fā)，對元宇宙做了一個聚焦，即“以人為中心的計算”的視角。

一、元宇宙是以人為中心的計算

前面聽兩位社會科學家講的時候，我們的積極性被調(diào)動得很高，那么賈韜老師的報告，又把我們拉回到技術現(xiàn)實上，從研究角度來說，我的觀點可能居于兩者之間。

什么是“以人為中心的計算”？大家如果對計算機領域有所了解的話，會知道計算機很多的研究方向，按照ACM（美國計算機學會）的計算分類系統(tǒng)，“以人為中心的計算”（Human-Centered Computing），就是其中非常重要的一個跨學科研究方向，與硬件、軟件、系統(tǒng)、網(wǎng)絡、理論、安全等屬同級研究分支（概念）①Association for Computing Machinery (ACM), ACM Computing Classification System, 2022-03-01, https://dl.acm.org/ccs.?！耙匀藶橹行牡挠嬎恪碧貏e關注從人的角度出發(fā)來看待技術系統(tǒng)以及人與技術系統(tǒng)之間的交互，它是社會科學、行為科學以及計算機科學和信息科學的互動融合，主要關注以下三個方面的研究②National Science Foundation (NSF), Human-Centered Computing (HCC), 2022-03-05, https://beta.nsf.gov/funding/opportunities/iis-human-centeredcomputing-hcc.。第一，“以人為中心的計算”首先關注的是設計新的計算系統(tǒng)，這種計算系統(tǒng)能夠增強或者是放大人類的各種物理的、認知的、社會的能力，從而實現(xiàn)個體和群體的目標。大家可以對應我們講的研究內(nèi)容和元宇宙之間的關聯(lián)，元宇宙就是一種新的計算系統(tǒng)，現(xiàn)在已經(jīng)有人把它叫作Metaverse Computing，它是如何來增強、放大人類的各種物理的（元宇宙系統(tǒng)中則要加上虛實融合、虛實融生）、認知的和社會的能力的，這是第一個要關注的問題。第二，如何評估這種計算系統(tǒng)，包括這個系統(tǒng)的收益、效果和風險等。第三，我們?nèi)绾蝸砝斫膺@種計算系統(tǒng)。這個系統(tǒng)中間有人，有技術，還有特定的場景，它的核心特征是什么，它們的關系是什么，各種元素之間是如何進行交互的，交互機理有哪些，以及這些因素整體上如何塑造了現(xiàn)實的影響和效果。這都是理解元宇宙系統(tǒng)要面臨的問題。從“以人為中心的計算”的視角來看元宇宙，這是我今天的報告主要的出發(fā)點。

我第一次看到元宇宙，大概是在兩三年前，那時大家還是非常理性的，沒有大規(guī)模地討論，也沒有產(chǎn)生這么大的社會影響。去年當Facebook 提元宇宙的時候，我記得很清楚，當時在刷朋友圈，發(fā)現(xiàn)了這么一條消息，而且是鋪天蓋地的。我當時在想，這又是一個業(yè)界大力推崇的新型計算場景，這個場景會催生什么技術革新，對人類會有什么創(chuàng)造性的、突破性的、顛覆性的影響？在我進一步了解了元宇宙“紛繁復雜”的定義之后，從技術的角度來說，我已經(jīng)“放心”了。所以，就元宇宙的“冷”和“熱”而言，從“以人為中心的計算”的角度來說，在我們這個研究領域，其實一直都在做相關的研究，包括剛才劉永謀老師介紹的人機交互、計算機支持的協(xié)同工作、社會計算、普適計算、可視化等等，而且這個領域特別關注在物理—信息—社會中，人—機—物融合場景下圍繞個體、組織和群體涌現(xiàn)的現(xiàn)實、虛擬和混合等的核心技術，及其相互的關聯(lián)、融合與影響。所以至少從技術的角度來說，我是非常冷靜地來看待元宇宙的。

二、被夸大的技術預期

大家可以看到很多關于元宇宙的定義，比如說把它定義為一種持久的、持續(xù)的、身臨其境的數(shù)字環(huán)境，能夠把我們的工作、生活、娛樂都聯(lián)系在一起；也有稍微技術一點的定義，認為元宇宙是由獨立的或者是相互連接的網(wǎng)絡所組成的一種系統(tǒng)；還有一些從內(nèi)容本身出發(fā)的定義，會談到分散協(xié)作，可互操作，跟物理世界有實時的交互融合，有相互的索引和導向；再往深層次會談到身份的問題、沉浸感的問題，低延遲交互等。這些都是從不同側(cè)面對元宇宙的定義。但是我們很難從這些定義里面直接看到其中的技術挑戰(zhàn)有哪些，這些定義只講了它可能具有的一些屬性或者相關的一些概念。大數(shù)據(jù)也好，人工智能也好，云計算也好，區(qū)塊鏈也好，這些都是Metaverse 里面很重要的技術點，事實上很早就有相關的研究了。那么這些技術關聯(lián)、融合和演進，會在什么時候涌現(xiàn)和爆發(fā)，最后會產(chǎn)生什么顛覆性影響，我們還是要冷靜地來看待。這里我借用一下Gartner 公司的技術成熟度曲線，即The Hype Cycle①Marcus Blosch,Jackie Fenn,Understanding Gartner’s Hype Cycles,2018-08-20, https://www.gartner.com/en/documents/3887767.，來說明一下。這個曲線將每一項技術的發(fā)展趨勢分為創(chuàng)新的萌芽期、過熱期、幻滅之后的低谷期、低谷之后的復蘇期和成熟期五個階段。目前按照Gartner 的技術成熟度曲線的預測，一個完整的Metaverse 至少還需要八年的時間才能開發(fā)出來。事實上，我們與理想狀態(tài)下的Metaverse 還有很長的距離，現(xiàn)在我們對元宇宙的討論還處于向著夸大預期的頂峰前進的階段。大家可以回想一下，VR 相關技術很早就起步了，后續(xù)出現(xiàn)了大量虛擬現(xiàn)實公司，但到2017 年的時候經(jīng)歷了VR 的寒冬，也就是這個技術曲線里面的低谷。那現(xiàn)在借著元宇宙是不是會有一個復蘇期，能夠復蘇到什么程度，我覺得值得學界和業(yè)界的特別關注和思索。

三、支撐未來的元宇宙發(fā)展的技術

回到我本身的研究，我還是從“以人為中心的計算”的角度，來談談哪些技術將支撐未來的元宇宙發(fā)展，以及這些技術所構成的整體對人類社會有什么影響，單個的某項技術對人類社會有什么樣的影響。

第一類，自然是基本的計算和存儲的基礎設施技術。這其實是非常非常重要的，因為這涉及元宇宙里面大量的計算的問題、數(shù)據(jù)存儲的問題、虛擬效果渲染的問題，以及具有不同性能、不同展示能力的終端接入到元宇宙并且協(xié)同交互的問題，所以需要不斷提高處理的速度，降低復雜性，減少功耗。具體來說，包括設計新的協(xié)同計算的架構、計算和存儲技術以及互聯(lián)通信方式等。目前來說，我們是把區(qū)塊鏈作為一種在元宇宙里面高效存儲和檢索數(shù)據(jù)的工具、一種面向可持續(xù)經(jīng)濟的共識機制或者資源協(xié)調(diào)方式。這里面也涉及對協(xié)同共享交互對象的高響應無鎖并發(fā)控制技術，因為元宇宙里面幾乎所有對象是可以編輯的，還有跨各種鏈的模型、機制、協(xié)議的高效的協(xié)同以及存儲，還包括構建面向元宇宙的可信的計算環(huán)境等等。

第二類，是關于交互的一些技術，例如體感的一些技術，XR 的一些技術，腦機接口技術等。創(chuàng)建低延遲、深沉浸、無約束的協(xié)同交互的技術，眾創(chuàng)共建的協(xié)同技術，還有多個平行宇宙之間的沖突的檢測、消解、融合的技術，都是元宇宙發(fā)展所需要的。當然還有數(shù)字孿生、元宇宙內(nèi)容創(chuàng)建，人機協(xié)同、群智協(xié)同等相關技術。我們實驗室也做了一些視覺認知交互設備，它不但可以作為一種輸入、存儲、分析和感知設備，還可以作為我們與虛擬世界進行交互并產(chǎn)生反饋、理解和影響的設備。

第三類是元宇宙成為一種生態(tài)系統(tǒng)的相關的技術。包括用戶內(nèi)容如何生成，用戶在這個過程當中的體驗如何實現(xiàn)，比如說用戶如何來貢獻內(nèi)容，如何進行承諾，如何設計合理的機制激勵用戶產(chǎn)生高質(zhì)量的貢獻；比如說要保證用戶產(chǎn)生內(nèi)容的唯一性，要克服惡意復制等；同時在這個過程當中，還要特別關注虛實融合或虛實融生等過程中內(nèi)容意義的認知決策、意義構建和最佳實踐等問題。除此之外，還有維持元宇宙的經(jīng)濟體系的一些內(nèi)容，比如說設計高效和可信的分布式金融方式。分布式的去中心化治理問題，統(tǒng)一的標準和兼容性的問題，隱私的問題，倫理道德的問題，公平性的問題；還有前面幾位老師都提到的網(wǎng)絡綜合征的問題，可能出現(xiàn)的元宇宙依賴，它是極度消耗人類的注意力的，這種行為將對我們產(chǎn)生什么樣的影響，這種影響還包括平行世界之間相互的影響，平行世界對現(xiàn)實世界的影響，等等。這些問題，我覺得后續(xù)可以有更詳細和深入的研討。

四、提前布局占據(jù)技術領先地位

從研究的角度來說，我覺得當前的這種炒作肯定是有助于相關項目上國家的資金投入的，因為元宇宙這個東西，不僅僅是技術的問題，從國家方面來說，它有國家在標準、技術、產(chǎn)業(yè)，以及安全和治理等方面的布局問題，事實上國家是非常關注的。從國家大的框架下來講的話，至少我了解到的情況是，像科技部，已經(jīng)圍繞元宇宙的相關核心技術的研究在“十四五”期間做了一些布局。因為元宇宙及其應用的涌現(xiàn)是有個過程的，在這個過程中就應該保持極高的關注和積極的參與，爭取到技術領域的領導地位，不能等到成熟了再去研究，事實上那樣的話我們就會失去領先的位置。從國際上來說，如果說國外處于壟斷或者領導地位，那么對于我們的影響可能是無法估量的，所以，提前做一些全方位的研究和部署，肯定是對的。那么類比到云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能出現(xiàn)的情況，國家這次肯定是會有一些投入的，不管是研究、技術、組織、政策、管理還是生態(tài)?，F(xiàn)在在計算機領域，只是檢索Metaverse 關鍵詞來看，國外元宇宙的研究，總體來說還不是很多，但明顯處于一個快速增長和爆發(fā)期。但是，把Metaverse 的技術體系解開之后，可以看到，其中很多的其他的技術，在很早的時候就已經(jīng)有很多相關的研究了。隨著現(xiàn)在Metaverse 關鍵詞在學術論文里面不斷的出現(xiàn)，我覺得從國際學界來說，也一定會圍繞這種可能對人類社會造成長期深遠影響的新型計算環(huán)境中的研究問題展開深入研究。

目前從國內(nèi)的研究來看，我覺得我們國家在剛才講到的這些分解出來的一些核心技術領域，在國際上至少是并跑的，可以跟國外有一個平等對話和交互的能力。在某些細分領域比如視覺交互認知的機制、算法和裝置，人機協(xié)同交互的建模、分析與預測，分布式可信一致性維護技術等方面的創(chuàng)新研究，在國際上具有較高的顯示度。同時我們在某些特定場景中數(shù)據(jù)獲取、機制策略、用戶規(guī)模、應用模式等有一定的優(yōu)勢，甚至可以開辟國際新賽道，引領新技術和話語權。