产业元宇宙的关键技术(产业元宇宙的6大核心技术)
作者 | Ivy2022-03-09

元宇宙,这个词诞生的意义可能大于一切,大于任何对她的解读。元宇宙,无疑是颠覆式创新的集大成者,我很希望元宇宙能够遍地开花,扎扎实实的在各行各业展现她的魅力。

《产业元宇宙》第5章|产业元宇宙的关键技术(1.产业元宇宙的6大核心技术)

为什么多家公司整齐划一的在现在这个时间点,开始谈论元宇宙呢?因为无论是VR虚拟现实、AR增强现实、5G、人工智能、物联网等技术,都在目前发展到了一个可以初步支撑元宇宙应用的状态。回想当初,我们经历过VR的元年,人工智能的元年,但随后却都经历了寒冬,因为当时的技术还无法支撑内容与应用的爆发。产业元宇宙的未来,也会经历高潮和低谷,是一个螺旋式上升的过程。分析产业元宇宙的关键技术,我们应该拿掉情绪,无论我们喜欢还是厌恶,高估还是低估,技术的迭代都会一路奔涌向前。

不可否认的是,产业元宇宙是一个极为复杂的概念,融合了几乎所有的高新技术,因此木桶效应在产业元宇宙的体现将会非常明显。木桶效应对于产业元宇宙来说有利有弊。好处在于产业元宇宙可以同时融合多种最为顶尖的技术,创造凝聚人类智慧结晶的产品。坏处在于产业元宇宙的最终价值在于体验,如果在融合过程中有任意一项技术未达预期,都会对产业元宇宙的实现产生毁灭式的影响。举个例子,如果VR的分辨率发展没有达到预期,或者网络延迟问题迟迟无法解决,那么最终都会无法实现完整版的产业元宇宙。

产业元宇宙的6大核心技术

罗马不是一天建成的。产业元宇宙基础设施的建设,需要有领跑者,例如 Meta、英伟达、微软、Unity等,也需要有投资方和鼓吹者,其中代表性的人物是知名投资人、分析师马修·鲍尔,他提出了基本构成元宇宙的主要框架。针对产业元宇宙的核心技术,我在鲍尔的基础上进行了调整,其6大核心技术包括:

  • 终端硬件:虚拟现实的交汇点

  • 通信网络:正在向元宇宙演进

  • 计算能力:推进元宇宙的“燃料”

  • 数字孪生:不可或缺的登山杖

  • 平台、工具和标准:消灭小宇宙

  • 数字支付:闭环经济系统之门

1.终端硬件

硬件可以分为消费端硬件和非消费端硬件。消费端硬件:这部分是常见的手机,手表,VR耳机和VR眼镜等。这些硬件在不断的发展中,朝着更好更强大的传感器、更高性能的电池、更清晰的屏幕、更多样和更灵敏的触觉及更清楚的摄像头等方向发展,其本质就是为了提高用户的沉浸感。但要达到完整版本的元宇宙设备,提升空间还很大,比如说人类的视觉范围有210°,但绝大多数的VR眼镜只有60°左右。非消费端硬件:在创建元宇宙的时候,会不可避免地去“复刻”现实世界的场景,那么工业级别的工业相机、投影和跟踪系统以及扫描传感器等就派上用场了,它以远超人眼的能力以更精细的方式去捕捉各种建筑场景等。此外,包括但不限于GPU芯片和服务器,以及特定于网络的硬件,例如光纤电缆或无线芯片组等。

2.通信网络

这里网络定义为由主供应商、网络、交换中心和在它们之间路由的服务以及管理“最后一英里”数据给消费者的服务提供持久的、实时的连接、高带宽和分布式的数据传输。其中带宽、延迟和可靠性是三个最重要的指标。带宽:单位时间内可以传输的数据量。延迟:延迟是指数据从一个点传输到另一个点并返回所需的时间。可靠性:这是一个整体的指标,取决于整体的服务质量。用高速公路形容这三个指标,带宽就是车道的数量,车道的数量越多,可以同时开的车数量也就越多。延迟可以比喻成高速的收费站,ETC的延迟就要比人工审核快的多,如果通行的车辆数量巨大,那么这一点时间差就会被放大到难以接受的地步。可靠性取决于高速公路团队的整体运营,如果公路某个路段地面不平,及时的修缮能够带来很高的可靠性,而放任不管的公路可靠性无疑很差。

3.计算能力

计算能力将是元宇宙一切行为的“燃料”,无论是物理计算、渲染、数据协调和同步、人工智能、投影、动作捕捉和翻译等多样化和苛刻的功能,计算都是必不可少的。比如将触觉传感器的信号转化成元宇宙相应的动作,那么其中复杂的转换就需要计算能力的参与。元宇宙将拥有人类历史上最大的持续计算需求,计算能力将决定元宇宙规模的上限,因为计算能力不足的话,几万人同时在线的元宇宙只可能是天方夜谭。毕竟现在所有种类的计算资源都很稀缺,CPU如此,更别说被深度学习御用的GPU。因此,分布式计算、云计算,隐私计算和边缘计算等,还有很长的路要走。

4.数字孪生

任何物理实体都可以创建其数字孪生模型,一个零件、一个部件、一个产品、一台设备、一把加工刀具、一条生产线、一个车间、一座工厂、一个建筑、一座城市,乃至一颗心脏、一个人体等。对于不同的物理实体,其数字孪生模型的用途和侧重点差异很大,但其共同特点是对物理对象建立高保真度的数字孪生模型,通过传感器和物联网实现物理对象和数字孪生模型的双向映射,再对数字孪生模型进行可视化和仿真分析,优化其对应的物理对象的性能和运行状态,诊断和预测可能出现的故障,提升运行绩效。数字孪生技术的应用场景横跨了其物理对象的设计、制造、运营服务到报废回收再利用的全生命周期。

数字孪生囊括了产品全生命周期、全要素、全过程的数字化描述,即以现实产品的整个生命周期为对象进行映射,使产品孪生模型成为现实产品在虚拟环境中全生命周期的另一条产品生命线。值得一提的是,在这条产品生命线跟随现实产品的产生直至消亡之后,产品的数字孪生模型并不会因现实产品的消亡而终止其存在的意义,反而会继续将现实产品的生命在虚拟环境中延续下去,成为下一代产品诞生的知识积淀。因此,只有当产品全生命周期的数据与信息流实现闭合与循环,才能将产品及产品族的发展历程完整的保存下来,并可以随时随地清晰明了地展现出来,成为企业宝贵的财富。

5.平台、工具和标准

这与现在的各种产业互联网平台非常相似,不同的地方主要在于规模,产业元宇宙的虚拟平台包含数量更为巨大的开发者和内容生产者。成功的标志是平台会产生良性循环,更好的技术和工具以带来更好的体验,这会带来更多用户,意味着可以产生更多平台利润,通过它可以产生更好的技术和工具,以及通过创造者、开发者获得更大的利润,可以通过它获得更好的体验产生,从而吸引了更多的开发者和更多的用户等。

除了平台之外,还需要编程语言和工具库。作为一个编程语言,一定有一套标准的语法规则和工具库,只有这样所有的开发者才能在同样的环境进行开发。这些工具和标准,将用于元宇宙的创建、操作和持续改进,同时支持渲染、物理计算和人工智能等活动、经济活动、以及信息管理等。在这个部分,如何形成具有共识的工具和标准无疑是非常重要的,不然的话未来就会有多个小宇宙,而每个小宇宙的标准可能不尽相同,甚至区别很大,那么这两者之间进行交互就会产生巨大的困难。

6.数字支付

对数字支付流程、平台和运营的支持,其中包括对纯数字货币和金融服务的法定入口,包括加密货币,例如比特币、以太坊和其他区块链技术。元宇宙作为移动互联网的继承者,又被定位为人类休闲、劳动和生存的平台。这一愿景的成功取决于元宇宙是否拥有繁荣的经济。那么现实生活存在的经济活动在元宇宙也同样存在,企业竞争和不断的颠覆/替代循环、大量盈利企业(尤其是中小型企业)、资本流动、强劲的消费者支出。提到支付,就不得不提到区块链,区块链仿佛是为了元宇宙而创作的。简单来说,它具有去中心化,也就是无需中介产生的额外费用;透明,每笔交易透明公开;不可篡改;可溯源机制;效率高;可长期保存等优点。

在本章随后的部分,我们将对这6个核心技术进行详细讨论。


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