搭建元宇宙，这十大技术必不可少

　　中宏网8月19日电（记者 韩鹏飞） 近日，由中译出版社出版的《元宇宙十大技术》新书发布会在京举行。本书由中国移动通信联合会元宇宙产业委组织撰写，是国内第一本全面剖析元宇宙技术原理、实践、趋势，以及相关生态和产业的书籍。本书将元宇宙技术体系归纳为五大地基性技术和五大支柱性技术，“五大地基性技术”包括：计算技术、存储技术、网络技术、系统安全技术和AI 技术；“五大支柱性技术”包括：交互与展示的技术、数字孪生与数字原生的技术、创建身份系统与经济系统的技术、内容创作技术和治理技术。

　　本书作者之一，元宇宙产业委联席秘书长叶毓睿告诉本网记者，元宇宙是以区块链为基础的，虚实融合的，由创作者驱动的，共创、共治、共享的数字新世界。近期看是多维共创互信网，中期看是创意的协作网，长期看是意识构建的智慧地球。下面我们详细拆解一下元宇宙的十大技术。

　　据介绍，元宇宙是一个持续、共享的数字空间，而这个数字空间不会凭空出现，它的搭建需要物理世界源源不断的算力输入。可以说算力不仅支撑了数字人及其所在的虚拟社会的运行和发展，还支撑了数字人的思考和决策。

　　虚拟空间从“荒漠”或“平地”开始，到精彩纷呈的“城市”甚至“世界”，并能够长期持续运行，这将源于物理世界IT基础设施的各种算力源源不断的输入。这里的算力不是狭义上的解释，而是一个比较广泛的概念，是广泛意义上的算力，包括计算、存储、网络、安全和AI的能力，就相当于我们要建筑一个大楼，首先要打好地基。

　　著名经济学家朱嘉明在为该书作序中谈到，元宇宙不是海市蜃楼式的虚像，而是基于技术体系支持的“虚拟现实世界”。解读元宇宙的技术体系，几乎是认知元宇宙的前提。这本书为读者提供了元宇宙“五大地基性技术”作为底层，元宇宙“五大支柱性技术”作为第二层次的元宇宙“十大技术”架构图解。不仅如此，全书对上述十大技术做了具有原创性且有深度并兼有宏观和历史视角的诠释。特别值得肯定的是对如下几个技术的探讨。

　　第一，数字孪生技术。没有数字孪生，元宇宙无从谈起。书中首先探讨了数字孪生的五点共性：数字孪生是一种虚拟空间中的数字模型、数字孪生模型对应的是物理空间实体、数字孪生模型的生成方式是利用传感器采集的实时的以及历史的数据并通过数字化的方法抽象出来、数字孪生在时间轴上是覆盖对应实体的全生命周期的、数字孪生在功能上是映射与模拟和仿真。进而，提炼出如下的数字孪生定义：“数字孪生是针对物理世界中的实体，通过采集其实时数据并综合其历史数据，利用数字化的方法抽象出来的能够对该实体进行全生命周期映射、模拟和仿真的虚拟世界中的数字模型”。之后，通过时间、空间、数据、连接和应用等诸多维度，展现了“数字孪生的理想形态”。在这样的基础上，提出了由数据、建模计算、功能和体验四个层次组成的“数字孪生分层技术架构”。

　　第二，数字原生技术。书中这样描述数字原生的内涵：“数字原生是从虚拟的数字世界中产生并在数字世界中被使用、被拥有、被展现，从而产生其价值。数字原生对元宇宙的价值意义是重大的，数字原生物和场景将会是元宇宙中虚拟环境的主要构成，虚拟数字人会是元宇宙中的公民，与现实世界中人的化身共同组成元宇宙中的人类社会与文明。数字原生知识则可能给元宇宙乃至人类社会带来更深远的影响。

　　第三，计算技术，因为元宇宙是基于数以亿计的个体设备组成的超大规模系统，对计算则形成了更多更大的挑战。“计算任务，跨越架构和平台”“计算位置，跨越云边端”“计算的交互，跨越虚拟和现实”。进一步分析，元宇宙计算呈现的一系列新的特征：一是软件实体和硬件平台分离，即软件工作任务，跟支撑它的硬件平台“解耦”；二是元宇宙计算的架构越来越多，设备形态也越来越丰富——系统层次结构导致 “集中和分布”并存；三是元宇宙计算的微观基础是“超异构计算”，即集合CPU、GPU（图形处理器）以及DSA（特定领域架构）各自的优势，从同构的CPU、异构的CPU + GPU，转换成CPU + GPU +各类DSA的超异构计算。为此，元宇宙需要计算技术的工艺创新和架构创新。

　　第四，存储技术。书中指出了数字资产如NFT或数字藏品存在的风险：链上索引所对应的原始数据实际多存放在中心化设备上，如加密朋克头像存放在区块链游戏初创公司Lava Labs的中心化服务器上，原始数据损毁将导致NFT失去意义。面对这一挑战，就需要区块链存储——一种去中心化的存储，此外，本书介绍了区块链存储的定义、来龙去脉和分类，并积极探索了可能的发展路径。有趣的是，围绕着所有权、运营权和使用权的三权分置，探索了资源利用效率的变革。

　　第五，网络技术。书中提出了“元宇宙网络”的概念，即实现现实与虚拟的一种超连接，形成数字孪生环境和“人机物”的三元融合：一个物理人可以持续沉浸到数字人的世界，物理场景可以实时同步到元宇宙中。支持超连接的网络，需要覆盖更大的范围和具备时空连续性。为此，“除了传统的基于TCP/IP（传输控制协议/网际协议）的互联网之外，更多类型的异构网络需要被充分融合，实现万物互联、人机共生”。在技术层面上，元宇宙的内容体验需要网络高带宽，元宇宙的实时交互需要网络低时延，元宇宙的“人机物”互联需要异构网络融合。总之，元宇宙时代的网络，必须要能够提供稳定的、持久的实时连接，满足具有高带宽、低时延、高稳定性、去中心化等特点的数据传输要求。现在可以清楚地预见，5G/6G和Wi-Fi6/7将有助于现实和虚拟无缝地超连接，软件定义广域网（SD-WAN）也将有助于元宇宙的按需扩展和融合。总之，元宇宙网络是基于IT前沿技术 ，以超连接、广覆盖、强边缘、高智能为特征的网络体系。

　　第六，AI技术。无论元宇宙中的内容是凭空创造还是从现实中复制而来，AI将为元宇宙赋予创新的内容和智能的“大脑”。没有AI与元宇宙的结合，元宇宙的成长完全不可能。例如，GAN（生成式对抗网络）属于一种深度学习模型，它能够自动化生成内容或进行内容增强，使得AIGC成为元宇宙时代的重要内容来源。AI对于元宇宙的重要性，还体现在虚实交融：AI弥补数字人和物理人之间的鸿沟，因为只有通过强化学习，虚拟人才会更像物理人；通过联邦学习，物理人变成了数字人，也能保留隐私。总之，“元宇宙对现实的影响可以从智能的层次提升到智慧的层次。元宇宙从物理人的行为中学习智能，反之物理人也能从元宇宙中汲取智慧。得到这样的结论是源自人们对元宇宙提供的这个巨大的人与环境的模拟系统的观察”。进而可以设想，未来元宇宙对能源、算力、存储、带宽资源的分配也将AI化。书中关于元宇宙和人工智能的思考，符合“广义人工智能”的方向，即将以往基于逻辑的符号AI和现有的基于数据的神经AI结合的双向AI，因为广义AI可以满足知识迁移和互动、鲁棒性、抽象和推理的能力、高效性等人工智能的需求。

　　业内人士在读了这本书表示，这本书剖析了在未来元宇宙建构中，VR/AR等交互和展示、数字孪生、区块链、游戏和社交、AI、多元异构的计算架构、存储、网络等领域的技术原理和发展趋势，为有技术背景的读者思考和理解元宇宙技术发展提供了方向，留下了新的问题和思考空间。