什么是元宇宙，它为什么现在如此重要？

开发元宇宙和混合现实

在“元宇宙”首次被提及后的三十年，通过结合多种技术（如人工智能、区块链、虚拟现实和增强现实），供所有人使用的虚拟世界的概念或许将变为现实。   目前，许多公司正尝试开发元宇宙技术或不同版本的混合现实环境。微软、Bentley、Imagine 4D、洛克希德·马丁、Ricardo、Willow，以及其他一百多家公司现已加入“数字孪生联盟”（Digital Twin Consortium）。这是一个致力于开发用于工业应用的增强现实（AR）和扩展现实（XR）技术的行业组织。   如今，数十亿的传感器几乎安装在所有东西中：家电、汽车、列车、工厂、机器、交通信号灯等。从这些传感器中收集的数据可以帮助为许多资产提供预防性和预测性维护，支持更好的设计和部署模拟，还能帮助技术人员识别潜在问题。诸如数字孪生这样的模拟技术使得以更直接、更全面的方式可视化这些数据成为可能，从而更容易做出更好的决策和取得更优的成果。   微软的HoloLens 2可能是专业应用中增强现实设备的最佳代表。这款符合人体工学设计的、无需连接设备的独立全息智能眼镜已被用于制造业、医疗、工程和教育领域。苹果和谷歌也正在研发新一代智能眼镜，这些眼镜将具备增强现实功能，可以作为智能手机的延伸，同时也可作为适用于多种应用场景的独立产品。   2021年10月，Facebook决定将其公司名称更改为“Meta”。几天后，在与企业家Gary Vaynerchuk的一次对话中，马克·扎克伯格谈到了更名的意义，他表示，“对于我来说，现在的元宇宙感觉就像社交连接的下一片前沿，就像2004年我刚开始时社交网络给我的感觉一样。这是我们决定更改公司品牌名称的一个重要原因。”

元宇宙的目的是什么？

元宇宙可以被认为是Web 3.0的实现，其中区块链和NFT等技术最终创造了一个真正去中心化的数字世界。   根据不同人的理解，元宇宙可能仅仅是物理资产的数字化呈现（数字孪生），用于监控和模拟不同的场景。其他版本则更加关注虚拟现实在各种行业中的应用，如零售、房地产、产品测试或制造业。   Gartner表示，“从参加虚拟课堂到购买数字土地和建造虚拟住宅，目前这些活动是在独立的环境中进行的。最终，它们将会在一个统一的环境中——即元宇宙中完成。” Gartner将元宇宙定义为“一个由虚拟增强后的物理现实和数字现实融合创建的共享虚拟空间。”它将由“数字货币和非同质化代币（NFT）驱动的虚拟经济”提供支持。

Web 3.0 是使元宇宙成为可能的互联网吗？

一些批评者认为，元宇宙和Web 3.0不过是加密货币的重新品牌化，试图让人们相信区块链是计算机发展的自然下一阶段。社交媒体平台如MySpace、Facebook、Twitter和LinkedIn创造了Web 2.0。在此之前，万维网只是一个供人们浏览静态页面和通过电子邮件进行交流的地方。而Web 2.0则开启了实时互动和参与的大门。   确实，下一代万维网——Web 3.0——将标志着互联网体验跃升至一个新水平，物理世界与虚拟世界将作为同一现实的镜像进行交互。虽然这个术语已经存在几年，但在过去的一年才开始引起关注。帮助普及Web 3.0的投资者Packy McCormick定义它为“由构建者和用户拥有，使用代币协调的互联网。”   彭博专栏作家Matt Levine这样描述：“Web3的一个基本前提是，每一个产品同时也是一种投资机会。”   Web 3.0不会一蹴而就。它需要许多不同的服务和利益相关者合作，并建立新的标准。同时，许多互联网公司正在尝试新领域的构件，例如区块链、人工智能（AI）和扩展现实（XR）。   这些技术可能性的一个令人兴奋的初步例子是数字孪生。

元宇宙中的数字孪生

数字孪生技术代表了利用物联网数据的物理资产，当结合人工智能时，可以实现预测性维护等用例。   数字孪生可以成为更大元宇宙的一部分，并用于特定应用。 工业数字孪生 已经存在多年，尤其是在汽车、铁路和航空航天行业。在昂贵的火箭和飞机上进行模拟非常耗费成本且危险，这就是为什么航空航天工业几十年来一直在创建这些资产的数字副本。   随着微型化、传感器和连接性技术的进步，现在可以在每个资产上安装数千个传感器，例如车辆、工厂或太阳能发电场。这些传感器不断向云系统传输数据，使得能够实时可视化每个资产的状况、性能以及与组件和环境相关的潜在问题。   此外，使用高级分析和 机器学习 可以基于数据模拟不同场景，而无需更改实际的物理资产。   “随着边缘计算和人工智能提供了对整个环境的可见性，并且越来越多的资产和产品被连接，公司正在连接整个环境——无论是智慧工厂、智慧城市，还是能源生成和分配网络，”微软Azure IoT企业副总裁Sam George表示。“你需要一个能够创建、监控和维护整个环境数字副本的系统，而这正是我们开发Azure数字孪生技术的目的。”   西班牙拥有全球第二大的高速铁路网络，总长超过4900公里（3050英里）的高速铁路线路。西班牙铁路运营商Renfe保证全国范围内所有的AVE（Alta Velocidad）高速列车准点到达。通过数千个传感器、边缘计算和数字孪生技术，西门子——负责建造和维护大部分列车的公司——可以预测潜在的故障并确定最佳的维护或组件更换时间。由于这种尖端技术，由技术故障引起的10分钟以上的延误每平均150万公里仅发生一次。而列车可操作时间达到了99.94%，为全球最高平均水平。   据Juniper Research的一项研究显示，全球 数字孪生技术 市场并未因疫情而受到严重影响。研究预测，制造业将在2021年成为数字孪生技术部署单一最大的行业，占总支出的34%，其次是能源和公共事业，占18%。   “数字孪生目前在行业内真的是一个热点，这非常有趣。我相信数字孪生将是促进行业整体协作的因素之一，因为建筑行业因其生命周期中不同决策者的存在而众所周知地非常分散。”西门子欧洲业务开发经理Elisa Rönkä说道。“我真的认为数字孪生是改变整个行业的关键之一。”   Juniper Research联合作者Nick Maynard表示：“数字孪生的价值取决于进入平台的数据质量。因此，在市场上取得最大成功的供应商将是那些利用合作伙伴关系将现有平台生态系统与创新的数字孪生解决方案结合起来的公司。”

现有的云数据中心能够应对元宇宙吗？

实现元宇宙、数字孪生和XR已经在推动对云数据中心的大量投资。   元宇宙所需的大量数据将对互联网服务提供商运营的网络以及数据中心处理和传输信息的能力带来巨大压力。   去年，就在Facebook（现名Meta）宣布计划在2022年将资本支出增加约66%，主要用于投资元宇宙不久后，NVIDIA和AMD的股价在四周内分别飙升了30%和20%。   NVIDIA可能是数据中心投资激增的最大受益者之一。NVIDIA刚刚宣布了其新款基于ARM架构的Grace CPU，专为高性能服务器设计。这款新的超级芯片设计可容纳多达144个ARM v9 CPU核心，并支持高达900GB/s的协同接口速度，比PCIe Gen 5快7倍。   除了为数据中心设计新处理器以外，NVIDIA还在逐渐转向软件领域，以推动其技术的更广泛应用。NVIDIA Omniverse™平台支持实时创建和协作处理3D资产。这些3D资产可以包括“元宇宙”的数字世界创建、诸如数字孪生的数字副本，以及自动驾驶的模拟。NVIDIA首席执行官黄仁勋将该平台称为“AI操作系统”，这一平台可能为公司打开价值3000亿美元的新软件市场。   元宇宙所需的所有云基础设施不可能一夜之间实现。新的数据中心将需要在计算、存储、通信和可持续能源上进行重大的投资。

5G 准备好迎接元宇宙了吗？

过去三年中，大多数蜂窝服务提供商已经开始部署第五代蜂窝连接技术（5G）。   5G承诺提供快速连接、高可靠性以及超低延迟。它将提供一个新的功能和可编程性的层面，支持网络切片（Network Slicing）、关键物联网（critical IoT）、毫米波频谱（mmWave spectrum）和千兆宽带速度等功能。5G的全部功能将在全球范围内完全实现还需要时间。   然而，仅靠5G不足以支持完整的移动元宇宙。即使是即将到来的5G增强版（5G Advanced），预计可能在2024年出现，网络也无法提供与虚拟世界连接所需的无显著延迟的水平。   许多组织已经针对下一代蜂窝网络展开了先进研究。预计6G将为某些当前看起来像科幻小说的创新提供必要的结构，例如在手机通话或者无线会议中实现完全沉浸式的3D虚拟现实。   “真正”的元宇宙将需要几乎零延迟、海量的带宽以及强大的处理能力。当前的移动设备，包括支持5G的设备，都无法足够快地交换和处理信息。此外，我们还需要新的处理器和材料来降低功耗，否则今天的电池使用时间将从几小时缩减到仅几分钟。

元宇宙技术与用户保护

随着元宇宙技术引领一个几乎总是“连接”的世界，保护用户隐私和保障应用程序的安全将成为开发者、设备制造商和政府面临的巨大挑战。   各组织和政府正在采取措施规范这一平台，赋予用户更多的控制权，并防止企业利用数据收集和算法来影响人们的决策和信念。   元宇宙需要可靠的监管者和适当的法规。虚拟世界中的监控可能会成倍增加。   多年来，欧洲一直走在新法规的前沿，这些法规旨在限制互联网公司的权力并保护用户利益。如《通用数据保护条例》(GDPR)——自2018年生效——以及即将出台的《数字服务法案》，为服务提供商和用户保护提供了框架。如今，GDPR已成为许多其他市场（包括美国）立法的蓝本。   一些供应商也在采取行动。苹果公司决定将应用程序数据收集的控制权交给用户，而谷歌今年也在效仿，这种做法已经对社交网络和在线广告公司的利润造成了影响。   “如果元宇宙真的是移动互联网之后的下一个阶段——并且就在我们完全与技术融合、植入脑芯片之前——那么，无论是世界上某个价值数万亿美元的科技巨头，还是颠覆它们的新巨头，谁控制了元宇宙，谁就会变得更富有。”《华尔街日报》技术专栏作家克里斯托弗·米姆斯（Christopher Mims）写道，“至于我们其他人，那些卑微的元宇宙使用者，都将遵循他们制定的规则生活。”

投资元宇宙的未来

所有大型互联网公司都在以某种形式投资于元宇宙未来的潜力。微软最近宣布以687亿美元收购动视暴雪（Activision Blizzard），就是当前在游戏和虚拟现实领域投资的一个明确例子。   例如，投资公司Grayscale估计，仅虚拟游戏领域的全球收入可能会从当前的1800亿美元，到2025年超过4000亿美元，增长122%。“元宇宙尚在成形，但Web 3.0开放的虚拟世界加密网络展现了未来互联网可能的愿景。”Grayscale研究负责人David Grider表示，“实现元宇宙的市场机遇可能每年收入超1万亿美元，并可能与目前市场价值约为15万亿美元的Web 2.0公司竞争。”   英伟达（NVIDIA）正在与设计师、游戏开发者、工程师和其他行业合作，为“万物宇宙”（Omniverse）的实际应用提供支持。例如，他们的Omniverse Avatar专注于多个市场，包括汽车行业。英伟达首席执行官黄仁勋（Jensen Huang）设想未来3D虚拟代理会在汽车中普及，并应用于零售商店和仓库等领域。   “过去几年，围绕Omniverse的工作以光速推进，因为我们需要它。我们无法进入实验室测试机器人，也无法上街测试汽车时，就必须在虚拟世界和数字孪生中测试。”黄仁勋在上个月的新闻发布会上表示，“我们发现，即使不比真实测试更好，至少在数字孪生中可以一样高效地迭代开发软件。我们可以拥有数百万的数字孪生汽车，而不仅仅是一个由100辆车组成的车队。”   每家公司都在根据自身的优势和战略，试图塑造元宇宙，每家公司都用同一个词表达不同的愿景。像Meta、亚马逊、谷歌、微软等大型互联网公司都在致力于开发元宇宙。这些公司正投入数十亿美元用于开发和资本开支，因此它们希望获得显著的投资回报也在情理之中。   然而，如果没有明确的标准、基础设施，以及对消费者和企业具有吸引力的服务，元宇宙可能无法实现其作为全球社区的全部潜力。   “我们已经从桌面到网页到手机，从文本到照片再到视频，但这并不是终点。”扎克伯格（Mark Zuckerberg）在阐述其对Meta愿景时表示，“下一个平台和媒介将是更加沉浸式的具象化互联网，在那里你身临其境，而不仅仅是旁观。[…] 在未来十年，这些新平台将开始解锁我在创立Facebook之前就希望构建的那类体验。”