產業(yè)元宇宙如何構建
如何構建元宇宙？元宇宙的傳輸協(xié)議是什么？操作系統(tǒng)在哪里？瀏覽器怎么設計？游戲科技公司Beamable的創(chuàng)始人首先提出了元宇宙的7層架構。他將元宇宙劃分為基礎設施層、人機交互層、去中心化層、空間計算層、創(chuàng)造者經濟層、探索與發(fā)現(xiàn)層，以及體驗層。但是這種架構劃分更適用于消費元宇宙。按照這種架構劃分，元宇宙的表現(xiàn)形式大多以游戲為起點，并逐漸整合互聯(lián)網、數(shù)字化娛樂、教育、醫(yī)療等功能，隨著時間的推移以及技術的不斷完善進步，長期來看甚至可以整合全社會資源的分配利用，實現(xiàn)資源最優(yōu)解。對于產業(yè)元宇宙，應以產業(yè)為起點進行構建，因此7層架構所對應的內涵有所調整。
產業(yè)元宇宙的7層架構
產業(yè)元宇宙的架構包含7個層次，由下到上分別是：
第1層：物理世界層
產業(yè)元宇宙由物理世界層打底。我們永遠不要忘記，產業(yè)元宇宙構筑的邏輯，是將物理世界的對象和現(xiàn)象變成模型，放到虛擬空間，進行仿真、預測，最終反饋到物理空間，來強化我們的物理世界。產業(yè)元宇宙創(chuàng)造虛擬空間的初衷是為了強化物理世界，讓我們在現(xiàn)實生活中提高生產效率、降低生產成本。
第2層：實時映射層
我們使用包括5G、Wi-Fi等通信技術，物聯(lián)網、云計算、新材料、芯片設計、XR技術、裸眼3D、即時投影等軟硬件技術，實時映射物理世界到數(shù)字空間。這些技術使得我們的硬件性能越來越強，將各種設備接入網絡并提供必要的支撐，并實現(xiàn)一個“虛實相生”的虛擬世界體驗，創(chuàng)造了由現(xiàn)實世界通往產業(yè)元宇宙的接口。
第3層：數(shù)字建模層
產業(yè)元宇宙包含數(shù)字世界，因此數(shù)據(jù)建模層非常重要，這是建立元宇宙平臺的關鍵一層。數(shù)字孿生在這個層次被構建。數(shù)字孿生是充分利用物理模型、傳感器更新、運行歷史等數(shù)據(jù)，集成多學科、多物理量、多尺度、多概率的仿真過程，在虛擬空間中完成映射，從而反映相對應的實體裝備的全生命周期過程。數(shù)字孿生是一種超越現(xiàn)實的概念，可以被視為一個或多個重要的、彼此依賴的裝備系統(tǒng)的數(shù)字映射系統(tǒng)。
第4層：信息監(jiān)控層
產業(yè)元宇宙的基本特征是虛實融合。通過對物理實體構建“高保真”的數(shù)字孿生模型，實現(xiàn)物理模型和數(shù)字孿生模型的雙向映射。由面向產品的數(shù)字孿生、面向車間的數(shù)字孿生、面向企業(yè)的數(shù)字孿生可以構成覆蓋產品全壽命周期與全價值鏈的數(shù)字空間，從基礎材料、設計、工藝、制造以及使用維護全部環(huán)節(jié)，集成并驅動以統(tǒng)一的模型為核心的產品設計、制造和保障的數(shù)字化數(shù)據(jù)流。多種數(shù)字孿生承載了貫穿系統(tǒng)價值鏈的作用，用來處理各種數(shù)據(jù)監(jiān)控問題，連通產品全生命周期的數(shù)字孿生模型，實現(xiàn)整個生命周期相關信息的無縫集成，使產品設計、工藝規(guī)劃、制造和運維過程中所產生的數(shù)據(jù)能夠鏈接、追溯和管理。通過產業(yè)元宇宙，整個產品生命周期各階段的關鍵數(shù)據(jù)可以實現(xiàn)同步，從而可以動態(tài)、實時地管理產品的技術狀態(tài)，確保在發(fā)生變更時，各類產品信息的一致性。
第5層：跟蹤分析層
基于產業(yè)元宇宙廣泛搜集的現(xiàn)實世界的海量數(shù)據(jù)，在跟蹤分析層我們運用大數(shù)據(jù)分析技術，可以進一步提升決策與控制能力。在此基礎上進行分析與優(yōu)化，從而幫助企業(yè)提高產能、提升質量、降低能耗，并消除安全隱患，避免安全事故。工程師們能夠用仿真技術對物理世界進行動態(tài)預測，根據(jù)當前狀態(tài)，通過物理學確定規(guī)律和完整機理來計算分析和預測物理對象的未來狀態(tài)。企業(yè)可以利用數(shù)字孿生載體與數(shù)據(jù)分析平臺，通過科學預測結果來輔助進行分析決策，使產品能夠在虛擬環(huán)境下進行快速迭代，改進產品，借助數(shù)字孿生模型最終打造出性能優(yōu)越的實物產品，并構建出高質量低成本的產品維護服務。
在產品報廢、回收后階段，產品數(shù)字孿生所涵括的所有模型和數(shù)據(jù)都將成為同種類型產品組的歷史數(shù)據(jù)，為下一代產品的設計改進和創(chuàng)新、同類型產品的質量分析及預測、基于物理的產品仿真模型和分析模型的優(yōu)化等提供數(shù)據(jù)支持。
第6層：模擬自治層
產業(yè)元宇宙一定不是公司制的，是無數(shù)中心化機構和無數(shù)個人共同參與構建的，是分布式的、去中心的、自組織的。產業(yè)元宇宙提供沉浸式的數(shù)字模擬、環(huán)境和事件的開發(fā)和操作，用戶和企業(yè)可以在其中探索、創(chuàng)造、社交和參與各種各樣的體驗，并從事經濟活動。這些業(yè)務不同于傳統(tǒng)的在線體驗和多人視頻游戲，因為存在一個由開發(fā)者和內容創(chuàng)作者組成的大型生態(tài)系統(tǒng)，在底層平臺上產生大部分內容或收獲大部分收入。
第7層：應用互動層
這一層中有各種各樣的應用，用于數(shù)字化生存和數(shù)字化生產。經濟激勵模型分為兩種，一是有一套貨幣系統(tǒng)，產業(yè)元宇宙的參與者樂在其中，做出貢獻，獲得產業(yè)元宇宙的權益。參與者越來越多、參與的時間越來越長，產業(yè)元宇宙的價值就越來越高。由此產業(yè)元宇宙將徹底改變幾乎每一個行業(yè)和功能，包括醫(yī)療、教育、工業(yè)、農業(yè)，到電商、消費品。此外，全新的行業(yè)、市場和資源將被創(chuàng)造出來。
產業(yè)元宇宙通過數(shù)字孿生等技術，構建了一個虛擬世界，并且由虛向實，提升產業(yè)的數(shù)字化水平、改進生產制造的方式、升級企業(yè)管理運營的效率。產業(yè)元宇宙不必須是3D空間，它可以不是2D或者3D形式，甚至不一定以圖形的方式存在，它更多的是由內容、時間、應用程序和社交互動構建的，虛擬與現(xiàn)實相結合的飛輪。
為什么參與建設產業(yè)元宇宙很重要？
以產業(yè)元宇宙為代表的技術創(chuàng)新趨勢正在開啟，這一產業(yè)創(chuàng)新有望孕育新的萬億級生態(tài)藍圖。產業(yè)元宇宙是下一個生態(tài)級別的科技主線，有可能成為大多數(shù)企業(yè)的“標配”。具有前瞻性的企業(yè)會將主動改變人們價值觀念及生活方式為己任，努力參與新生活方式的設計。
像蘋果瞄準消費者“可能需求”，研制蘋果手機那樣，大膽開發(fā)實際存在但未被利用和尚未實現(xiàn)的潛在需求，引導大眾接受新產品，創(chuàng)造新的生活方式。在產業(yè)元宇宙中，典型的先鋒是美國科技公司英偉達，首席執(zhí)行官黃仁勛透露他們正在創(chuàng)建一個“我們的數(shù)字孿生的虛擬世界”。黃仁勛認為，總有一天，每個城市、建筑和工廠都會擁有一個數(shù)字復制品，可以“模擬和跟蹤它的物理版本”。英偉達早在2020年10月份就推出了面向企業(yè)的實時仿真和協(xié)作平臺Omniverse的測試版，當時就吸引了包括寶馬、愛立信、沃爾沃在內的眾多公司與之合作，徹底掀起了產業(yè)元宇宙的浪潮。
在產業(yè)元宇宙時代，消費產品將出現(xiàn)虛實相生的趨勢，未來可能很多產品將形成虛擬化、數(shù)字化和實體化緊密結合的形態(tài)。未來各類產品可能將更多出現(xiàn)虛實相生的趨勢，消費者可以和產品以及企業(yè)產生更多的互動，并且更加深入參與到產品的生產周期和生命周期當中。
在元宇宙的背景下，人類的工作模式可能出現(xiàn)較大變化。比如，虛擬協(xié)作將成為一個趨勢。疫情期間，國內外很多企業(yè)嘗試了遠程辦公，而各類數(shù)字化協(xié)作工具能夠很好地提供身臨其境的辦公環(huán)境，這在工具上為遠程辦公奠定了基礎。
增強現(xiàn)實等工具也可以為遠程辦公提供一種可能，也許在未來能夠通過元宇宙技術使得遠程工作具有更高的可靠性和效率，從而使得在固定的場所工作和遠程工作都是組織的可行性選擇，固定場所工作和遠程工作并行不悖，從而大大減少交通堵塞、能源消耗過高、環(huán)境污染等大城市病現(xiàn)象。產業(yè)元宇宙有望成為穩(wěn)固的經濟模式，涵蓋工作和娛樂休閑，發(fā)展已久的各種產業(yè)和市場，例如金融銀行業(yè)、零售、教育、醫(yī)療、工業(yè)等領域，都將出現(xiàn)變化。
在這樣的預期下，參與建設產業(yè)元宇宙的價值是不言而喻的。借鑒互聯(lián)網的現(xiàn)實寫照，雖然沒有一家公司擁有互聯(lián)網產業(yè)，但是每家領先的互聯(lián)網公司都是全球最有價值的科技巨頭。產業(yè)元宇宙是下一代互聯(lián)網，她最終將席卷更大的資本投入，獲得更大的影響力，并且創(chuàng)造更多的商業(yè)活動，當然也將為參與產業(yè)元宇宙的建設者們賦予更多的發(fā)展機會和回報。各種各樣的新公司、新產品和新服務會伴隨產業(yè)元宇宙的演進而誕生。
如何構建產業(yè)元宇宙？
產業(yè)元宇宙需要無數(shù)的新技術、新協(xié)議、新標準、新公司的不斷涌現(xiàn)才能逐漸成真。隨著時間的推移，產業(yè)元宇宙將圍繞不同產品、服務和功能的集成和融合而慢慢出現(xiàn)。構建產業(yè)元宇宙，必須重要思考的五個部分是基礎設施、標準協(xié)議、經濟系統(tǒng)、應用生態(tài)和隱私保護。
首先，產業(yè)元宇宙需要“基建狂魔”。雖然一些分析師投資人和廠商在喊“準備迎接元宇宙”，但是事實上，我們還在“等待戈多”。很多元汁元味的產業(yè)元宇宙體驗場景，還遠在天邊。投資人、分析師馬修·鮑爾提到一個現(xiàn)象，那就是現(xiàn)在游戲對于多人同時互動的支持并不強大，《絕地求生》在一個游戲房間里同時容納100人已經算很優(yōu)秀了，而很多大型網游的多人實時在線其實是“異步”的。這點很好解釋，“團戰(zhàn)會卡”足以說明：本地計算能力跟不上了。
在元宇宙的世界里，一兩百人的同時房間在線顯然不能滿足需求，這和真實世界的體驗大相徑庭。為了解決這個問題，已經有眾多企業(yè)開始入手布局元宇宙的基礎設施，但這仍是一項巨大的計算挑戰(zhàn)，不僅是產業(yè)元宇宙的挑戰(zhàn)，也是互聯(lián)網演進之旅的挑戰(zhàn)。
其次，對于打造元宇宙的經濟系統(tǒng)來說，標準協(xié)議的經濟系統(tǒng)和完整完善的經濟系統(tǒng)是其關鍵因素。標準協(xié)議和完整完善的經濟系統(tǒng)是產業(yè)元宇宙將無數(shù)子宇宙聚沙成塔的關鍵要素。類比PC互聯(lián)網和移動互聯(lián)網時代的TCP/IP協(xié)議和4G、5G標準，產業(yè)元宇宙的形成需要一套完整的標準協(xié)議，其中包括用戶身份、數(shù)字資產、社交關系、應用API等方面的一系列通用標準和協(xié)議。
標準協(xié)議的存在可以使用戶在元宇宙下的身份在各大公司旗下的平臺（子宇宙）中實現(xiàn)互通，同時用戶所持有的數(shù)字資產和內容同樣需要互通。此外，各個平臺之間的API需要實現(xiàn)標準化從而允許數(shù)據(jù)、交易等信息在各個子宇宙中交換和流通，而這涉及海量的開發(fā)工作量。
第三，除了標準協(xié)議外，元宇宙還需要基于NFT（非同質化代幣）模式形成一套將數(shù)字信息資產化的機制，并形成能夠流通交易的經濟系統(tǒng)。NFT、數(shù)字貨幣、現(xiàn)實貨幣等還需要形成一套完整的支付、兌換、提現(xiàn)等體系。只有形成了完整的標準協(xié)議和經濟系統(tǒng)，元宇宙才能實現(xiàn)真正意義上的積沙成塔。
假設沒有標準協(xié)議和經濟系統(tǒng)，各個企業(yè)所構建的子宇宙之間將是相互割裂的，并不能形成元宇宙，而僅僅是一系列高度沉浸的產業(yè)互聯(lián)網平臺。標準協(xié)議和經濟系統(tǒng)的出現(xiàn)則將一系列子宇宙聚合成為一個真正意義上的元宇宙，并且這些子宇宙依然保持獨立性。只是通過標準協(xié)議，才能將交互、經濟等接口統(tǒng)一標準化，實現(xiàn)互聯(lián)互通。
第四，產業(yè)元宇宙還需要繁榮的應用和內容生態(tài)。還記得元宇宙第一次經歷寒冬的原因嗎？雖然那時VRML 2.0版本成為了ISO國際標準，但是到了1997年人們對VRML的興趣開始減弱，因為3D在線的世界并沒有人們預測的那么實用，缺乏應用程序生態(tài)。
就像我們在現(xiàn)實世界中，建造一個能夠容納10萬人或者100家商店的新型購物中心一樣，空空蕩蕩的空間并不會自動吸引人流，只有在購物中心匯聚了各種服裝店、酒吧、餐廳、電影院、展覽廳…人們才會紛至沓來。虛擬世界也是同樣的道理，世界上最大的社交網絡Facebook，并不是因為它宣布要成為一個“社交網絡”而成功，而是因為它率先作為一個校園熱點出現(xiàn)，然后變成了大家公認的照片分享和信息服務提供者。與實體世界的購物中心、虛擬世界的社交網絡一樣，產業(yè)元宇宙需要“有人居住”，而不僅僅是“可以住人”，實現(xiàn)這個目標需要大量的參與者共建應用和內容生態(tài)。
最后，產業(yè)元宇宙從設計之初就必須考慮數(shù)據(jù)可信和隱私保護。產業(yè)鏈上下游為了實現(xiàn)數(shù)據(jù)的可信共享，必須從數(shù)據(jù)源頭就確保各種形態(tài)各異的終端通過統(tǒng)一標準的數(shù)據(jù)上鏈存證，最終實現(xiàn)基于可信數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通。
2022年2月23日，根據(jù)《電信終端產業(yè)協(xié)會標準管理辦法》規(guī)定，電信終端產業(yè)協(xié)會TAF批準發(fā)布了標準編號為T/TAF 111-2022的《物聯(lián)網終端可信上鏈技術要求》團體標準。該團體標準規(guī)定了物聯(lián)網終端可信上鏈技術要求，包括物聯(lián)網終端可信上鏈的總體架構、設備功能要求和安全要求等，有效填補了當前國內物聯(lián)網終端可信上鏈技術相關標準的空白?！段锫?lián)網終端可信上鏈技術要求》團體標準由中國信息通信研究院、上海摩聯(lián)信息技術有限公司、微軟（中國）有限公司等國內外20家知名企業(yè)參與起草，對標準的研究和發(fā)布做出重要貢獻。
產業(yè)元宇宙的4大價值屬性
通過對產業(yè)元宇宙的架構以及構建要素的拆解，盡管行業(yè)內對于元宇宙的最終形態(tài)尚未形成細致的描述，但通過細化其特征我們依然能夠確定產業(yè)元宇宙的四大核心價值屬性：
（1）媒介價值屬性
產業(yè)元宇宙的價值基礎，是通過時空再造，重塑人類生產生活的關系鏈接方式。而建構人類關系的基礎設施，不管以什么樣的形態(tài)存在，其基本屬性便是媒介屬性。媒介環(huán)境學派的代表人物馬歇爾·麥克盧漢提出“媒介即人的延伸”，將媒介技術視為“人類身體或感官在社會和心理上的外延”。
產業(yè)元宇宙具備對現(xiàn)實世界的鏡像性和替代性。在虛實結合大趨勢下，信息終端沿著高頻交互、擬真兩條路線發(fā)展，基于VR和AR之上的XR設備在擬真度上的突破將給沉浸式體驗帶來質的提升。在元宇宙的理想狀態(tài)下，具身的傳播主體離場，技術深度嵌入自然人所造就的“賽博人”將成為元宇宙中主要的傳播主體，而賽博人本身就是一種媒介形態(tài)，作為傳播主體的賽博人使媒介“不再是外在于人的一個工具或者機構，而是轉為身體本身”。元宇宙的一切技術價值、社會價值、經濟價值的基礎，都來源于其核心的媒介價值屬性。
（2）技術價值屬性
“到2026年，25%的人每天將至少在元宇宙中工作、購物、學習、社交或娛樂一小時?！边@是市場研究機構Gartner近日對元宇宙話題做出的最新預測。關于產業(yè)元宇宙，Gartner同樣給出了預測：到2026年，全球30%的企業(yè)機構將擁有用于元宇宙的產品和服務。通過從數(shù)字業(yè)務轉向元宇宙業(yè)務，企業(yè)將能夠以前所未有的方式擴大和加強他們的業(yè)務模式。
關于什么是元宇宙，Gartner將元宇宙定義為一個由通過虛擬技術增強的物理和數(shù)字現(xiàn)實融合而成的集體虛擬共享空間。 這個空間具有持久性，能夠提供增強沉浸式體驗。 它獨立于設備，因此可通過平板電腦、頭戴式顯示器等任何類型的設備訪問。通過這個定義，我們可以看到在未來生活與技術密不可分，產業(yè)元宇宙并不是單純的某一種技術，而是各種技術的融合與交織。
在大型知識型平臺Medium上，人工智能與元宇宙領域的專業(yè)人士喬恩·拉多夫發(fā)表了關于元宇宙未來趨勢的看法，他分別從互聯(lián)網、代碼、區(qū)塊鏈、機器智能化等九大方面進行了分析和解釋，每個趨勢都與技術的發(fā)展緊密相關。
（3）社會價值屬性
產業(yè)元宇宙能突破物理時空的局限性，不僅形成對線下工作關系的替代，基于對虛擬環(huán)境和存在的認同，還將對主流的辦公模式產生重大變革。
大部分的產業(yè)元宇宙版圖將基于開源理念構建。開源同時意味著技術開源和平臺開源，產業(yè)元宇宙通過制定“標準”和“協(xié)議”將代碼進行不同程度的封裝和模塊化，不同需求的用戶都可以在元宇宙進行創(chuàng)造，形成原生虛擬世界，不斷擴展產業(yè)元宇宙邊際，形成獨特的生態(tài)。
就像30年前的互聯(lián)網時代一樣，元宇宙時代的無限可能性將產生更多全新的工作機會。元宇宙究竟會創(chuàng)造什么樣的全新職業(yè)？元宇宙科研專家、元宇宙規(guī)劃師、元宇宙生態(tài)系統(tǒng)開發(fā)人員、元宇宙安全經理、元宇宙硬件工程師、元宇宙故事講述者、元宇宙世界建設者、元宇宙廣告攔截專家…這些職位正在到來的路上。
正是看到了元宇宙的社會價值，2021年底韓國首爾市政府發(fā)布了《元宇宙首爾五年計劃》，宣布從2022年起，分三個階段在經濟、文化、旅游、教育、信訪等市政府所有業(yè)務領域，打造元宇宙行政服務生態(tài)。首爾市智慧城市政策官樸鐘秀表示，“首爾市政府將結合公共需求和民間技術，開拓元宇宙首爾新大陸，打造男女老少都能享受的元宇宙首爾，使首爾發(fā)展成為名副其實的包容性智慧城市。”
（4）經濟價值屬性
產業(yè)元宇宙將擁有獨立的經濟屬性，任何人都可以進行創(chuàng)造、交易，并能“工作”而獲得回報，形成與現(xiàn)實生活類似甚至的經濟文化繁榮。
數(shù)字互聯(lián)技術建構超可感的高維虛擬空間，區(qū)塊鏈技術支撐的非同質化代幣（NFT）實現(xiàn)經濟系統(tǒng)功能，數(shù)字孿生技術讓人們的生活生產活動有了平行的世界。用戶的生產和工作活動將以平臺統(tǒng)一的貨幣被認可，玩家可以使用貨幣在平臺內消費內容，也可以通過一定比例置換現(xiàn)實貨幣。經濟系統(tǒng)是驅動產業(yè)元宇宙不斷前進和發(fā)展的引擎。
