淺析元宇宙的六大技術(shù)支撐

愛琴海以南的克里特島上有一座名叫“米諾斯”的迷宮，相傳是由著名建筑師代達羅斯設(shè)計，關(guān)押著牛頭怪米諾陶洛斯。迷宮的傳說亦真亦幻，眾說紛紜卻又莫衷一是。這和元宇宙的現(xiàn)狀何其相似：炫目的技術(shù)介紹和夢幻的前景展望，常常讓人震驚而迷茫。元宇宙這一概念雖然誕生不久，但支撐其落地的卻并非技術(shù)上的最新突破，而是已有技術(shù)交叉發(fā)展產(chǎn)生的群聚效應(yīng)。這種整合多種新技術(shù)而產(chǎn)生的新型社會形態(tài)常被多樣地解釋著：基于感知交互技術(shù)的沉浸式體驗、基于人工智能技術(shù)所延伸的人類交往領(lǐng)域、基于數(shù)字傳輸技術(shù)所保證的實時交互系統(tǒng)……元宇宙技術(shù)群是否預(yù)示著一種人類未來生活方式的可能性？能否引領(lǐng)軍事領(lǐng)域的發(fā)展方向？是資本收割流量的工具，還是切實的技術(shù)趨勢？只有探明支撐元宇宙“米諾斯迷宮”的技術(shù)支柱，才能揭開籠罩其上的神秘面紗。

感知交互支撐元宇宙的虛實相融性

元宇宙是現(xiàn)實和虛擬深度耦合的產(chǎn)物。扎克伯格說過：“你可以把元宇宙看作是一個具身性的互聯(lián)網(wǎng)。在這里，你不再瀏覽內(nèi)容——而是在內(nèi)容中?！逼胀ǖ臄?shù)字媒體對人體進行了不夠徹底的延伸，要達到元宇宙所規(guī)劃的那種“肉身”上的絕對沉浸就需要虛擬現(xiàn)實、增強現(xiàn)實、混合現(xiàn)實等感知交互技術(shù)提供保障與支持。

虛擬現(xiàn)實技術(shù)通過全面拓展人類的觀感機能并捕捉動作行為來實現(xiàn)元宇宙中信息的輸入輸出，為人們打開沉浸體驗的大門；增強現(xiàn)實技術(shù)以現(xiàn)實世界的人為主體，在保留現(xiàn)實基礎(chǔ)上疊加一層必要的虛擬信息；混合現(xiàn)實技術(shù)通過向視網(wǎng)膜投射光場，將虛擬物體置于現(xiàn)實之中，提高用戶在兩者間的互動體驗感；傳感技術(shù)和腦機交互技術(shù)則提高主體之間和主體與環(huán)境之間互動的真實感以及接入的速度，而全息影像技術(shù)則幫助人們擺脫穿戴式設(shè)備的束縛，在虛實交融中獲得更多的自由度。

在軍事領(lǐng)域，成熟的感知交互技術(shù)能夠賦予戰(zhàn)士們最真實的戰(zhàn)場體驗，極大程度地更新戰(zhàn)場預(yù)實踐的設(shè)計理念、更深層次克服人造實戰(zhàn)化訓(xùn)練場景的各種弊端。這種虛實融生的技術(shù)特性也衍生出虛實融生的協(xié)同決策方案，以幫助指揮員在現(xiàn)實作戰(zhàn)環(huán)境和推演空間中任意切換，并基于元宇宙現(xiàn)實與虛擬空間融合互聯(lián)的特性來不斷驗證、優(yōu)化作戰(zhàn)方案。通過這種深度沉浸式的評估方式，指揮員能根據(jù)當(dāng)前態(tài)勢，實現(xiàn)虛實交融、以虛促實的平行推演模式。無論是指戰(zhàn)員本身的感官延伸，抑或是周圍環(huán)境的具象反饋，都將給軍事訓(xùn)練和戰(zhàn)爭設(shè)計帶來新的啟發(fā)。

AI+技術(shù)支撐元宇宙的社會性

有人說元宇宙是世界范圍的電子游戲，有人說元宇宙是平行于現(xiàn)實的虛擬世界，有人說元宇宙是對夢境的沉浸式體驗，不同的參與者和旁觀者都以獨特的視角豐富著它的含義，但不論其如何發(fā)展演變，社會性卻始終是本質(zhì)屬性。無論是與其他參與者互動，還是和“AI原著人”交往，都需要一項技術(shù)保證元宇宙的社會性，這一技術(shù)就是包括智能語音、計算機視覺等在內(nèi)的AI+技術(shù)。

MR混合現(xiàn)實技術(shù)通過向視網(wǎng)膜投射光場，將虛擬物體置于現(xiàn)實之中

智能語音和計算機視覺為元宇宙主體之間和主客體之間相互溝通提供語言交流與觀感結(jié)合的服務(wù)；自然語言處理排除各系統(tǒng)之間交流的障礙；傳感器為人們獲得真實體驗和獲取感性材料提供媒介；機器學(xué)習(xí)則充實元宇宙中的角色智能，提高人工智能擬人化程度，更好地完成與用戶的社會化交往。人工智能同時也是元宇宙的生成邏輯。通過智能生成不重復(fù)的海量內(nèi)容，元宇宙能夠?qū)崿F(xiàn)自發(fā)式生長，并進行人類無法完成的海量內(nèi)容審查來保證元宇宙內(nèi)容的安全合法。

戰(zhàn)場無人化是未來作戰(zhàn)的發(fā)展趨勢，所依靠的就是人工智能技術(shù)，元宇宙中體現(xiàn)的社會性就是戰(zhàn)場上的協(xié)同性。戰(zhàn)場無人化使得戰(zhàn)場進程節(jié)奏加快，對決策提出更快、更準(zhǔn)的要求。人工智能通過對人的推理、求解和決策過程的學(xué)習(xí)將人的認知能力融入到智能模型中，并隨著新型機器學(xué)習(xí)技術(shù)的應(yīng)用進行自適應(yīng)學(xué)習(xí)來不斷迭代優(yōu)化，從而滿足多樣化作戰(zhàn)要求。靠著這些優(yōu)勢，人工智能在戰(zhàn)場上充當(dāng)著軍師、伙伴和“敢死隊”的職能。

能支撐起元宇宙體系的人工智能技術(shù)也將支撐起戰(zhàn)場態(tài)勢的創(chuàng)造性轉(zhuǎn)變。彼時，在那個被賦予“殘酷”特性的軍事化平行宇宙里，同戰(zhàn)士并肩作戰(zhàn)的，也許不是現(xiàn)實的戰(zhàn)友，而是高度逼真的虛擬人類，且將因為其所具有的超人類的智能與服從而衍生出更多樣的戰(zhàn)術(shù)戰(zhàn)法。

數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)支撐元宇宙的實時性

對于元宇宙這樣巨大的工程，數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹匾钥上攵?。包括邊緣計算?a href="http://ttokpm.com/v/tag/475/" target="_blank">云計算、5G/6G網(wǎng)絡(luò)在內(nèi)的高效數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)成為支撐元宇宙實時、穩(wěn)定運行的強力支柱。

邊緣計算　

邊緣計算是指在靠近數(shù)據(jù)源頭的一側(cè)，采用集網(wǎng)絡(luò)、計算、存儲等核心能力為一體的開放平臺就近提供服務(wù)。近距離的數(shù)據(jù)處理減少了數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r間消耗，增強了數(shù)據(jù)反饋的時效性。

云計算

　云計算通過動態(tài)分配算力，融合分布式計算、效用計算和并行計算等方式，推動了計算能力的演進及躍升，為元宇宙用戶提供更及時的數(shù)據(jù)傳遞以及更輕量化的終端設(shè)備。

5G和6G技術(shù)　

目前熾手可熱的5G網(wǎng)絡(luò)和初露頭角的6G技術(shù)用強悍的實力向世人證明，他們可以成為元宇宙這一龐大體系的托舉者。如果說5G網(wǎng)絡(luò)是實現(xiàn)人機物互聯(lián)的基礎(chǔ)設(shè)施，那么6G已經(jīng)成了概念性的、能完全支撐起物聯(lián)網(wǎng)的必要設(shè)施。高效的數(shù)據(jù)傳輸手段為元宇宙用戶提供了更流暢的體驗、給予用戶們“言出法隨”的快感、讓人們看到了巨量數(shù)據(jù)所構(gòu)建的“平行世界”完整實現(xiàn)的可能性。

6G技術(shù)將成為元宇宙這一龐大體系的托舉者

數(shù)字傳輸技術(shù)　

數(shù)字傳輸技術(shù)也是戰(zhàn)場網(wǎng)絡(luò)體系構(gòu)建的關(guān)鍵支撐，其支撐的多指揮員異地決策的信息共享實現(xiàn)了多人智慧的融合，大幅提高了多對象的指揮控制能力。尤其能針對網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)、信息戰(zhàn)實施欺騙干擾來影響作戰(zhàn)進程，實現(xiàn)“以虛制勝”的作戰(zhàn)模式。數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)主要基于：標(biāo)準(zhǔn)化的傳輸協(xié)議實現(xiàn)指揮過程中多虛擬空間的互動與協(xié)調(diào)；高吞吐量的傳輸網(wǎng)絡(luò)，解決信息傳輸過程中因數(shù)據(jù)吞吐瓶頸導(dǎo)致關(guān)鍵態(tài)勢丟失的問題；邊緣智能的計算體系保證數(shù)據(jù)情報的準(zhǔn)確性和真實性，保障著軍事化元宇宙的交互創(chuàng)作，使跨越空間的指揮調(diào)度和深度協(xié)作成為可能。

電子游戲技術(shù)支撐元宇宙的多樣性

游戲既是元宇宙概念誕生的思想源頭，也是元宇宙想要實現(xiàn)的目的之一，更是元宇宙的主要呈現(xiàn)方式。電子游戲技術(shù)所能提供的靈活互動、流量聚合等特點契合了元宇宙的理念：“相關(guān)平臺只提供框架，而不提供具體的產(chǎn)品內(nèi)容?！彪娮佑螒蚣夹g(shù)豐富了元宇宙的娛樂性，賦予了其多元化和自主創(chuàng)新的特點，極大增強了其魅力，主要包括：游戲引擎、3D建模和實時渲染。

游戲引擎　游戲引擎是指一些處于完成狀態(tài)的、可隨時編輯的游戲系統(tǒng)或一些交互式實時圖像應(yīng)用程序的核心組件，如物理引擎、碰撞檢測系統(tǒng)等，這些引擎既為元宇宙內(nèi)各種場景的真實化搭建提供重要的技術(shù)支撐，也憑借其可以被快速調(diào)用的特點助力虛擬世界的迅速生成。

3D建?！?D建模通俗來講就是利用三維制作軟件在虛擬三維空間構(gòu)建出具有三維數(shù)據(jù)的模型，屬于元宇宙場景構(gòu)建的重要技術(shù)。它綜合了色彩學(xué)、數(shù)學(xué)等一系列知識，為元宇宙世界的搭建提供技術(shù)支撐和素材資建。

實時渲染　實時渲染是虛擬世界真實性呈現(xiàn)的基礎(chǔ)，其本質(zhì)是圖形數(shù)據(jù)的實時計算和輸出，為元宇宙中各種數(shù)字場景的真實化提供了至關(guān)重要的技術(shù)支撐。

電子游戲技術(shù)　電子游戲技術(shù)不斷豐富著模擬軍事對抗的內(nèi)容，重構(gòu)著軍事領(lǐng)域的各項規(guī)則。同時也幫助武器試驗在理論上更早得到實證化認同：充分利用裝備參數(shù)建立仿真模型，并結(jié)合歷史數(shù)據(jù)建立起一套規(guī)范的試驗體系，從而助力裝備模型快速構(gòu)建。電子游戲技術(shù)所支撐的元宇宙視域下的沉浸式輔助決策技術(shù)通過構(gòu)建沙漠、水域等特殊語義信息約束戰(zhàn)略決策，極大提高了戰(zhàn)場環(huán)境的三維重建能力。為對抗過程多粒度、多態(tài)勢的作戰(zhàn)推演和戰(zhàn)場時空信息融合與平行推演的一致性提供了可行的答案。

數(shù)字孿生技術(shù)支撐元宇宙的永續(xù)性

數(shù)字孿生即在虛擬空間內(nèi)建立真實事物的動態(tài)孿生體。借由傳感器，本體的運行狀態(tài)及其收錄的外部環(huán)境數(shù)據(jù)均可實時映射到孿生體上。這種技術(shù)以物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)，通過感知經(jīng)驗世界的現(xiàn)實狀態(tài)，為元宇宙中萬物鏈接及虛擬共生提供可靠保障。

數(shù)字孿生體最大的特點在于它是對實體對象的動態(tài)仿真。也就是說，數(shù)字孿生體是時刻變化著的，但這種“變”不是隨心所欲的，而是依據(jù)本體的物理模型、反饋數(shù)據(jù)及歷史數(shù)據(jù)進行契合現(xiàn)實的改變。也正是它這種“唯物”的性質(zhì)保證了元宇宙的“全生命周期性”，只要確保設(shè)施不被破壞，元宇宙就不會消散，它會和現(xiàn)實一起享有恒久的“壽命”。

數(shù)字孿生是“創(chuàng)世”的核心，實現(xiàn)了對現(xiàn)實的復(fù)刻，在軍事領(lǐng)域備受青睞。無論使用何種手段進行試驗和訓(xùn)練，戰(zhàn)爭的結(jié)果終將體現(xiàn)到現(xiàn)實當(dāng)中。克服虛擬與現(xiàn)實的鴻溝是作戰(zhàn)實驗和軍事訓(xùn)練的難點，數(shù)字孿生技術(shù)支撐下的元宇宙則較好克服了這個困難。它通過對現(xiàn)實的全復(fù)刻和動態(tài)發(fā)展，為軍事領(lǐng)域各種假想的驗證提供了廣闊平臺。

元宇宙獨特之處在于其構(gòu)塑的是一個源自現(xiàn)實又可影響本體的虛擬世界。孿生環(huán)境的實景化數(shù)據(jù)映射能將指揮員意圖導(dǎo)入至沉浸式戰(zhàn)場，真實地展示作戰(zhàn)單元屬性，提供更全面的視角，從而消除指揮員和終端設(shè)備之間的隔閡，深層次地解決戰(zhàn)場環(huán)境仿真不徹底的問題，并通過動態(tài)同步戰(zhàn)場環(huán)境的變化細節(jié)，使指揮員決勝千里。另外，這個空間中，人的思維在現(xiàn)實與虛擬之間往來折沖、相互印證，導(dǎo)致新思維不斷修正，這種雙向互動的折沖性浸染常被用于認知戰(zhàn)。

區(qū)塊鏈技術(shù)支撐元宇宙的自治性

理想的元宇宙中，各類主體可以擺脫現(xiàn)實世界身份的限制、法規(guī)的約束及中心權(quán)力的管控，從而獲得高度的平等性和自主性。一個現(xiàn)實主體能在元宇宙中擁有多個數(shù)字化身，從而體驗不同的“人生”。這種不受監(jiān)管的、高度自由的性質(zhì)就是元宇宙的自治性，其技術(shù)基礎(chǔ)即區(qū)塊鏈技術(shù)。

區(qū)塊鏈概念實際是點對點互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)，也因此從邏輯上繞開了對平臺中介的依賴，實現(xiàn)了各主體之間的充分獨立。它以其透明性、不可篡改性、穩(wěn)定性和匿名性充當(dāng)著元宇宙大廈的底層技術(shù)，保障元宇宙去中心化和高度自治。元宇宙基于鏈上協(xié)議生成的“非同質(zhì)化通證”（NFT）保障了用戶數(shù)據(jù)資產(chǎn)的絕對占有和排他性，并通過智能合約這一主要決策執(zhí)行機制，實現(xiàn)用戶在沒有第三方監(jiān)督和強迫的情況下，開展具有自主性的交易活動。

區(qū)塊鏈技術(shù)既充當(dāng)了虛擬世界中個人資產(chǎn)的保護者，又充當(dāng)了元宇宙安全的認證者，保障了行為主體的高度自由。如此一來，用戶不但能自發(fā)地進行掌管數(shù)據(jù)的生產(chǎn)活動，還獲得了資源開發(fā)、規(guī)則制定和收益分配的權(quán)限。

這種自治性也極大擴展了單兵的創(chuàng)造性，滿足了軍事主體的創(chuàng)新需求。去中心化是元宇宙的特性，也可能是未來軍事戰(zhàn)術(shù)的發(fā)展趨勢。區(qū)塊鏈技術(shù)這種“我們自己管自己”的理念正恰合了“你打你的，我打我的”的軍事思想，為戰(zhàn)術(shù)發(fā)展打開了新的突破口。首先，區(qū)塊鏈的去中心化與柔性調(diào)整性能定制滿足多種需求，為元宇宙中人的主體能動性提供保障；其次，區(qū)塊鏈的隱私計算和安全服務(wù)能保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?；再次，區(qū)塊鏈的分布式搭建能減少中心節(jié)點存儲方式造成的網(wǎng)絡(luò)資源浪費；最后，多節(jié)點數(shù)據(jù)存儲能增強數(shù)據(jù)抗極端能力，為毀傷、斷電、干擾等極端情況下關(guān)鍵存儲節(jié)點無法運作導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失的問題提供解決方案。

揭開元宇宙紛繁復(fù)雜的技術(shù)面紗，我們可以發(fā)現(xiàn)，元宇宙的技術(shù)支撐實質(zhì)是吸納了信息革命、互聯(lián)網(wǎng)革命、人工智能革命和虛擬現(xiàn)實技術(shù)革命的成果。這些成果都不是最新突破，但這種創(chuàng)造式的融合與統(tǒng)一卻提供了嶄新的路徑。元宇宙是代表著科技發(fā)展的趨勢，但目前并沒有真正落地。且不論這些技術(shù)的融合程度，單就其中單項技術(shù)而言，也還達不到支撐“創(chuàng)世活動”的標(biāo)準(zhǔn)：5G的滲透率還不高，6G仍處在開發(fā)階段；虛擬現(xiàn)實的應(yīng)用被局限于專業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域，面臨著價格高和內(nèi)容少的尷尬局面；AI技術(shù)還在努力擺脫人工腳本的限制，距離允許玩家自由創(chuàng)造還有很長的路要走……

元宇宙所建構(gòu)的夢境般美好的“世界”，無論是從社會建設(shè)角度還是軍事訓(xùn)練角度來看，都很讓人向往。完備形態(tài)的元宇宙能讓參與每一場訓(xùn)練的軍事人員身臨“戰(zhàn)場”，給予戰(zhàn)士直接的“生死”體驗、幫助參謀人員進行周密的方案規(guī)劃、支撐指揮家進行準(zhǔn)確的戰(zhàn)場推演。但同時也要清楚看到，技術(shù)發(fā)展應(yīng)用的過程常常伴隨著浮夸、炒作、誤導(dǎo)、欺騙，元宇宙領(lǐng)域極可能同樣如此。對于元宇宙等潛在的顛覆性技術(shù)領(lǐng)域，我們一方面要見之于未萌、識之于未發(fā)，超前布局和謀劃，防范強敵技術(shù)突襲，另一方面也要注意甄別，增強認知力、鑒別力，不能聽風(fēng)就是雨，被別人牽著鼻子走。只有不斷提高技術(shù)敏銳度和認知力，才能牽住走出“米諾斯迷宮”的“阿里阿德涅線團”。

編輯：黃飛

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