元宇宙的技術內(nèi)涵與發(fā)展評議

■文/謝琳燦 張華珺（國家發(fā)展和改革委員會國際合作中心）

元宇宙是一種綜合了擴展現(xiàn)實、底層架構和基礎設施等多個數(shù)字領域前沿技術的綜合性應用形態(tài)。2021年，美國VR游戲平臺Roblox在紐交所上市，F(xiàn)acebook（臉書公司）母公司更名為Meta并宣布向元宇宙全面轉型等事件，迅速在全球范圍內(nèi)引發(fā)對元宇宙的關注熱潮?？傮w來看，元宇宙具有廣泛的中長期發(fā)展前景，但目前各項支撐性技術都不成熟，未來發(fā)展路徑仍具有較大不確定性。下一步，要大力促進元宇宙底層技術研發(fā)，引導與實體經(jīng)濟融合發(fā)展，完善對大型虛擬平臺的治理體系，并積極支持開展國際交流與合作。

一、元宇宙的概念及技術內(nèi)涵

元宇宙一詞最早出自美國作家尼爾·斯蒂芬森1992年的科幻小說《雪崩》，是作者在書中構建的一個平行于現(xiàn)實世界的虛擬數(shù)字世界。從字面上來看，元宇宙（Metaverse）是超越（Meta）和宇宙（Universe）的結合體。目前國際上最權威的關于元宇宙的概念描述，是美國“元宇宙第一股”Roblox公司提出的元宇宙八大要素，即身份、朋友、沉浸感、低延遲、多樣性、隨時隨地、經(jīng)濟系統(tǒng)和文明，實際涵蓋應用、技術和硬件等三大類基礎條件。國內(nèi)的騰訊研究院也曾給出虛擬世界的七大特征，被認為是元宇宙的理想狀態(tài)，即一個擁有極度沉浸式體驗、超時空的社交體系、豐富多彩的內(nèi)容生態(tài)、虛實結合的經(jīng)濟系統(tǒng)和能映射真實人類社會文明的超大型數(shù)字社區(qū)。

2018年上映的美國科幻電影《頭號玩家》中出現(xiàn)的虛擬空間“綠洲”，是目前最典型的元宇宙存在形態(tài)和應用場景構想。電影中，用戶可以通過擴展現(xiàn)實（XR）的頭戴顯示器、追蹤系統(tǒng)、掃描儀、傳感器等終端設備，基于與3D或4D電影類似的原理登錄元宇宙，獲得身臨其境的虛擬空間感官體驗?！熬G洲”中時間與現(xiàn)實同步，既復制了現(xiàn)實世界存在的各種建筑物、書籍、交通工具等，也存在虛擬創(chuàng)造物。用戶可以在元宇宙之中創(chuàng)建數(shù)字身份，進行一切現(xiàn)實中的生產(chǎn)、生活、娛樂活動，并將元宇宙中獲得的經(jīng)濟收入在現(xiàn)實世界中進行兌現(xiàn)。

從技術角度看，元宇宙并非一種獨立技術，而是一個數(shù)字領域多種前沿技術互相融合的綜合性應用形態(tài)，是各種技術在應用層面的集成和擴展。至少包含三大類技術：第一類是虛擬現(xiàn)實（VR）、增強現(xiàn)實（AR）、混合現(xiàn)實（MR）等擴展現(xiàn)實（XR）的前端設備和技術，通過提供視覺、觸覺、聽覺、嗅覺、運動感等多套解決方案的沉浸式體驗，構建一個可以人機交互的虛擬環(huán)境。第二類是人工智能、圖像引擎、數(shù)字孿生、區(qū)塊鏈、游戲設計等涉及元宇宙底層架構的技術，旨在實現(xiàn)元宇宙世界與現(xiàn)實世界的高度同步和高保真，增強虛擬空間的現(xiàn)實感，并確保元宇宙用戶的隱私安全性等。第三類是網(wǎng)絡通信技術、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、算法和算力改進等數(shù)字基礎設施及相關技術，主要確保元宇宙虛擬數(shù)字空間能平行于客觀世界存在，并實現(xiàn)長期可持續(xù)的穩(wěn)定運行。

二、元宇宙技術發(fā)展和應用現(xiàn)狀

2021年以來，元宇宙概念及相關技術在全球掀起了一股空前的熱潮。以中美數(shù)字經(jīng)濟企業(yè)為代表的主要頭部企業(yè)紛紛加大對元宇宙的投入，包括Facebook（臉書公司）加大對其收購的VR公司Oculus的投入并宣布在五年內(nèi)轉型為元宇宙公司，芯片公司英偉達（NVIDIA）推出元宇宙開發(fā)平臺Omniverse，微軟通過Azure云計算平臺重點推進面向企業(yè)用戶的辦公元宇宙，騰訊、阿里、華為、字節(jié)跳動等國內(nèi)頭部企業(yè)大量收購擴展現(xiàn)實相關技術公司、加大對相關技術研發(fā)投入等。這些投入有望進一步加速元宇宙技術研發(fā)和應用升級。

實際上，目前元宇宙主要停留在概念和構想層面，相關數(shù)字技術和內(nèi)容仍處于發(fā)展的早期，距離成熟可推廣的應用產(chǎn)品還存在明顯差距，尚未有成型的元宇宙虛擬世界出現(xiàn)。其中核心的限制是，現(xiàn)有的擴展現(xiàn)實設備、底層架構和基礎設施三大類技術的發(fā)展均無法支撐元宇宙平臺的實現(xiàn)。比如，目前各種拓展現(xiàn)實設備在核心零部件材料、沉浸式體驗效果、設備性能、便攜性和制造成本等方面都存在技術瓶頸，現(xiàn)有的網(wǎng)絡通信能力、算法和算力水平等，也無法滿足支撐元宇宙平臺常態(tài)化運行的需求。此外，由于目前全球數(shù)字經(jīng)濟治理規(guī)則和規(guī)制仍處于探索階段，元宇宙平臺的建設和推廣有可能放大互聯(lián)網(wǎng)領域存在的隱私保護、成癮性和匿名犯罪等問題，給各國帶來巨大的監(jiān)管挑戰(zhàn)。

在現(xiàn)實生活中，元宇宙技術具有廣闊的應用場景，至少在娛樂、教育、社交、科研、金融等領域有望率先實現(xiàn)部分突破。2020年以來，部分互聯(lián)網(wǎng)游戲或社交平臺中已經(jīng)出現(xiàn)了應用元宇宙部分技術組合、虛擬與現(xiàn)實空間交互的探索。例如，2020年4月，美國流行歌手Travis Scott在游戲《堡壘之夜》中舉辦了一場虛擬演唱會，全球共1230萬玩家在游戲中成為虛擬觀眾。5月，加州大學伯克利分校在沙盒游戲《我的世界》里復制了校園建筑物，并舉行了學生畢業(yè)典禮，老師和學生均以虛擬形象參加。7月，全球頂尖人工智能學術會議ACAI在游戲《集合吧！動物森友會》中成功舉辦了學術研討會。目前，首個以元宇宙概念上市的美國游戲公司Roblox已經(jīng)在其游戲產(chǎn)品中設置了區(qū)塊鏈虛擬貨幣Robux，可以與美元實現(xiàn)互相兌換。不過，這些探索目前還都只是零星出現(xiàn)，如何建立元宇宙的數(shù)字生態(tài)體系，最終實現(xiàn)與現(xiàn)實世界的全面融合，還停留在理論構想的層面。

展望未來，元宇宙技術的發(fā)展極有可能會經(jīng)歷三大階段。第一個階段主要是存量產(chǎn)品和技術的不斷升級與迭代，預計至少需要5～10年，部分相對成熟的技術可能會率先商業(yè)化落地，比如開發(fā)更具沉浸感的VR游戲，MR在線會議系統(tǒng)等。第二個階段的核心是整個虛擬數(shù)字生態(tài)體系的突破性增長，隨著越來越多的產(chǎn)品和應用接入虛擬空間，相關底層架構和基礎設施不斷完善，不同形式的數(shù)字空間快速增長，相互間的互聯(lián)互通穩(wěn)步提升，一個全新的虛擬數(shù)字生態(tài)空間逐漸形成。第三個階段是元宇宙的終極形態(tài)正式形成，相關治理規(guī)范和規(guī)則體系建立，一個與現(xiàn)實世界平行存在的元宇宙世界成為人類生活的重要組成部分。

當前，部分國家政府特別是日本和韓國政府也開始關注元宇宙發(fā)展，并探索出臺一些促進政策。2021年7月，日本經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省發(fā)布了《關于虛擬空間行業(yè)未來可能性及相關問題的調(diào)查報告》，提出擴大虛擬空間用戶消費者群體、降低VR設備價格、開發(fā)高質(zhì)量VR內(nèi)容、防范虛擬空間法律問題等意見。韓國科學技術和信息通信部2021年5月發(fā)起成立了“元宇宙聯(lián)盟”，由政府牽頭，200多家韓國本土企業(yè)和組織參與，旨在打造國家級增強現(xiàn)實平臺，分享技術趨勢及見解，并計劃在未來向社會提供公共虛擬服務。同年8月，韓國財政部發(fā)布2022年預算，計劃斥資2000萬美元用于元宇宙平臺開發(fā)。11月，韓國首爾市政府宣布，將建立元宇宙公共服務平臺，逐步實現(xiàn)市民和企業(yè)服務虛擬化。

三、思考與建議

盡管當前元宇宙仍處于發(fā)展的雛形期，未來具體發(fā)展路徑存在諸多不確定性，但從長期來看，在技術演進和人類需求的共同推動下，元宇宙場景的實現(xiàn)和產(chǎn)業(yè)的成熟，應該只是一個時間問題。作為真實世界的延伸與拓展，元宇宙所帶來的巨大機遇和革命性作用是值得期待的，對人類社會現(xiàn)有組織形態(tài)和倫理秩序的沖擊和挑戰(zhàn)也需要未雨綢繆。為了在未來的全球競爭中搶占先機，國內(nèi)各方至少需要從技術、治理等多方面同時著手，推動開展更多前瞻性的工作。

首先，要大力促進元宇宙底層技術發(fā)展。元宇宙是由眾多前沿技術集成的新興產(chǎn)業(yè)生態(tài)，相關底層技術的應用非常廣泛。我國應當發(fā)揮國內(nèi)擁有海量數(shù)據(jù)和豐富應用場景、技術和產(chǎn)品快速迭代創(chuàng)新等獨特優(yōu)勢，積極扶持5G、人工智能、云計算、算法、區(qū)塊鏈等底層技術的發(fā)展。繼續(xù)加大對技術研發(fā)的支持力度，支持各類高校、研究機構開展相關基礎性理論研究，增強企業(yè)技術創(chuàng)新能力，推動相關核心技術達到世界領先水平，爭取在未來的全球數(shù)字技術競爭中搶占更有利的位置。

其次，要積極引導元宇宙技術與實體經(jīng)濟的融合發(fā)展。元宇宙技術在推進產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉型等方面，擁有巨大的發(fā)展?jié)摿?。要?yōu)先探索支持傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉型的虛擬空間技術，如支持智能制造的數(shù)字孿生技術等，并積極推動相關技術在智慧城市管理、遠程協(xié)同辦公等領域的創(chuàng)新應用。鼓勵有條件地區(qū)積極布局發(fā)展元宇宙產(chǎn)業(yè)集群，但也要防止市場對元宇宙及相關概念技術的過度包裝和炒作，避免某些地區(qū)可能出現(xiàn)的盲目“跟風”、上項目、搶資源等問題。

再次，要建立和完善對大型虛擬平臺的治理體系。元宇宙收集個人數(shù)據(jù)的數(shù)量和種類的豐富度將會是前所未有的，包括個人的生理反應、運動，甚至是腦波模式等信息，對個人數(shù)據(jù)信息安全和保護等提出了極高的要求。要按照包容審慎原則，前瞻性開展對元宇宙相關新業(yè)態(tài)新模式的監(jiān)管研究，探索建立對大型虛擬平臺公司、軟硬件廠商、外包公司等的綜合監(jiān)管和治理體系，防范可能出現(xiàn)的侵犯個人隱私、泄露商業(yè)秘密、危害國家安全等違法行為。要加強數(shù)字科技領域立法工作，在數(shù)據(jù)安全、內(nèi)容審查、算法改進、金融交易等方面深化研究，推動完善稅收征管、監(jiān)管審查等相關機制。

最后，要支持各方拓展國際交流與合作。要大力支持各類研究機構加強與境外機構的合作，密切跟蹤國內(nèi)外元宇宙相關基礎理論及底層技術發(fā)展的最新進展，關注主要國家的最新政策動向。支持企業(yè)主動拓展國際技術交流與合作，通過設立海外實驗室、研發(fā)中心等平臺，開展聯(lián)合研發(fā)攻關，積極融入全球數(shù)字技術發(fā)展合作體系。積極支持國內(nèi)企業(yè)、相關機構等參與元宇宙及相關技術的國際標準制定，不斷擴大在全球數(shù)字規(guī)則制定中的影響力。