什么是元宇宙？为什么它现在很重要？

“元宇宙”一词是 30 年前创造出来的。直到最近，这个词还一直是半科幻、半炒作。美国科幻作家尼尔·汤·斯蒂芬森 (Neal Town Stephenson) 在他 1992 年的小说《雪崩》中创造了“元宇宙”这个词。

当时，斯蒂芬森已经在谈论一些可能使元宇宙成为现实的技术：增强现实 (AR) 和虚拟现实 (VR)。他无法想象的是，我们正在经历的大数据、超高速网络和人工智能 (AI) 得以爆炸式发展，在这种情况下，一切都在被连接、存储和分析。

在第一次提到元宇宙的三十年后，通过结合人工智能、区块链、虚拟现实和增强现实等多种技术，一个人人都可以使用的虚拟世界的概念可能成为现实。

许多公司现在都在尝试开发元宇宙或不同版本的混合现实环境。Microsoft、Bentley、Imagine 4D、Lockheed Martin、Ricardo、Willow 以及其他 100 多家公司现在都是数字孪生体联盟 (Digital Twin Consortium) 的成员，这是一个致力于为工业应用开发 AR 和 XR 技术的行业组织。

如今，数十亿个传感器几乎无所不在：电器、汽车、火车、工厂、机器、交通灯等。从这些传感器收集的数据有助于为许多资产提供预防性和预测性维护，帮助模拟更好的设计和部署，并帮助技术人员识别潜在的问题。诸如数字孪生之类的模拟使数据以更直接、更全面的方式直观呈现，从而更容易达成更好的决策和结果。

Microsoft 的 HoloLens 2 可能是专业应用的增强现实设备的最佳范例。这些符合人体工程学的自携式独立全息智能眼镜现在用于制造业、医疗保健、工程和教育。Apple 和 Google 也在开发下一代智能眼镜，将具有增强现实功能，既可以作为智能手机的延伸，也可以作为适合诸多应用的独立产品。

2021 年 10 月，Facebook 决定将公司名称改为“Meta”。几天后，在与企业家加里·维纳查克的一次谈话中，马克·扎克伯格谈到了这一点，他说：“今天的元宇宙对我来说就像是社交连接的下一个前沿阵地，就像我在 2004 年刚起步时的社交网络一样。这是我们想改变公司品牌的一个重要原因。”

什么是元宇宙？

元宇宙可被视为 Web 3.0 的实现，其中区块链和 NFT 等技术最终创建一个真正去中心化的数字世界。

根据您询问的对象，元宇宙可能只是物理资产的数字表示（孪生），可用于监控和模拟不同的场景。其他版本现在专注于各种行业的虚拟现实应用，如零售、房地产、产品测试或制造。

“从参加虚拟课堂教学到购买数字土地和建造虚拟家园，这些活动目前都在单独的环境中进行。最终，它们将出现在一个单一的环境中 — 元宇宙，”Gartner 这样表示，并将其定义为“一个共同的虚拟共享空间，由虚拟增强的物理和数字现实融合而成”。动力源自“由数字货币和非同质化代币 (NFT) 支持的虚拟经济”。

Web 3.0 是实现元宇宙的互联网吗？

一些评论家认为，元宇宙和 Web3.0 只不过是为加密货币改头换面，让人们相信区块链是计算的下一个自然阶段。 MySpace、Facebook、Twitter 和 LinkedIn 等社交媒体平台创造了 Web 2.0。以前，万维网只是人们浏览静态页面和通过电子邮件沟通的场所。Web 2.0 为实时互动和参与开辟了道路。

事实上，下一代万维网 Web 3.0 将标志着互联网体验水平的一次飞跃，物理世界和虚拟世界将作为同一现实的镜像进行互动。 这个词已经存在了好几年，但在过去一年才开始受到关注。帮助普及 Web 3.0 的投资者 Packy McCormick 将其定义为“由构建者和用户拥有的互联网，使用代币精心协调”。

彭博社专栏作家 Matt Levine 这样说：“Web3 的一个基本前提是，每件产品同时都是一个投资机会”。

Web 3.0 不会马上到来。这需要许多不同的服务和利益相关者合作并建立新标准。与此同时，许多互联网公司正在试验新领域的构建模块，如区块链、人工智能和扩展现实 (XR)。

这些技术第一个令人兴奋的可能例子是数字孪生。

什么是数字孪生？

数字孪生代表利用物联网数据的物理资产，在与人工智能结合时，可以实现预测性维护等用例。

数字孪生可以成为更大的元宇宙的一部分，用于特定的应用。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。在造价高昂的火箭和飞机上运行模拟是非常昂贵，也是非常危险的。因此航空航天工业几十年来一直在构建这些模拟的数字副本。

小型化、传感器和连接性方面的进步允许在每项资产中安装数千个传感器，例如车辆、工厂或太阳能发电厂。这些传感器不断向云系统传输数据，能够实时显示每项资产的状况、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，可以在不改变物理资产的情况下使用数据模拟不同的场景。

“随着边缘计算和人工智能使整个环境具有可视性，随着越来越多的资产和产品被连接起来，公司正在连接整个环境，打造智能工厂、智能城市、能源生产和分配网络，”Microsoft Azure IoT 公司副总裁 Sam George 表示。“您需要一个能够创建、监控和维护整个环境的数字副本的系统。这就是我们开发 Azure 数字孪生的目的。”

西班牙拥有全球第二大高速铁路网络，拥有超过 4,900 km（3050 英里）的高速铁路线。铁路运营商 Renfe 承诺确保其遍布全国的 AVE (Alta Velocidad) 列车将准时到达。使用数千个传感器、边缘计算和数字孪生，建造和维护大多数列车的 Siemens 可以预测潜在的故障，并确定维护或部件更换的最佳时间。借助这项尖端技术，平均每 150 万公里才会出现 10 分钟以上的技术故障造成的延误。列车 99.94% 的时间都可以正常运行，这是全球最高的平均水平。

Juniper Research 的一项研究显示，数字孪生技术的全球市场并未受到疫情的严重影响。该研究预测，制造业将是数字孪生部署的最重要的行业，占 2021 年总支出的 34%，其次是能源和公用事业，占 18%。

“我认为，在目前的行业中，数字孪生真的是一个香饽饽，非常令人着迷。我相信数字孪生是将整个行业聚集在一起的因素之一。众所周知，静态建筑的生命周期中存在不同的决策者，建筑行业是非常分散。”Siemens 欧洲业务发展经理 Elisa Rönkä 表示。“我真的认为数字孪生是改变整个行业的关键因素之一。”

Juniper Research 的合著者 Nick Maynard 说：“数字孪生的价值取决于进入平台的数据质量。因此，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相结合的供应商，才能成为市场上最成功的供应商”。

现有云数据中心能处理元宇宙吗？

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给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很大压力。

去年，就在 Facebook (Meta) 宣布在 2022 年将其资本支出提高约 66% 的计划，主要是投资元宇宙之后，Nvidia 和 AMD 的股价在四周内分别飙升 30% 和 20%。

Nvidia 可能是数据中心投资激增的最大受益者之一。Nvidia 刚刚宣布了新推出的采用 ARM 的 Grace CPU，旨在用于高性能服务器。这种新的超级芯片设计可容纳多达 144 个 ARM v9 CPU 核心，可移动 900 GB/s 的一致性接口，比 PCIe 第五代快 7 倍。

除了为数据中心设计新的处理器外，Nvidia 还越来越多地转向软件，以推动其技术的更广泛使用。NVIDIA Omniverse™ 平台可为实时创建和协作 3D 资产提供便利。这些 3D 资产可能包括创建“元宇宙”的数字世界、数字孪生等数字复制品，以及自动驾驶模拟。这个被 Nvidia 首席执行官黄仁勋称为“人工智能的操作系统”的平台，可以为该公司打开一个价值 3000 亿美元的新软件市场。

元宇宙所需的所有云基础设施不会在一夜之间出现。新的数据中心需要在计算、存储、通信和可持续电力方面进行大量投资。

5G 为元宇宙做好准备了吗？

在过去三年中，大多数蜂窝服务提供商一直在部署第五代蜂窝连接 (5G)。

5G 承诺实现快速连接、可靠性和超快延迟。它将提供新的功能性和可编程性水平，支持网络切片、关键物联网、毫米波频谱和千兆宽带速度等功能。5G 的全部功能需要时间才能在各地实现。

然而，5G 还不足以实现完整的移动元宇宙。即使即将到来的 5G 高级版可能会在 2024 年出现，网络也无法提供虚拟世界连接所需的延迟而没有明显的滞后。

许多组织已经在对下一代蜂窝网络进行深入研究。6G 有望为现在看起来比较科幻的事物提供必要的结构，例如手机通话和无线会议的完全沉浸式的 3D 虚拟现实。

“真正的”元宇宙要求几乎零延迟、大规模带宽和处理能力。当今的移动设备，包括支持 5G 的设备，交换和处理信息的速度都不够快。此外，我们需要新的处理器和材料来降低功耗，否则如今的电池只能续航几分钟而不是几小时。

谁来保护用户？

由于元宇宙可能会造就一个几乎永远连接的世界，因此保护用户隐私和确保应用程序安全将是开发者、设备制造商和政府面临的巨大挑战。

组织和政府正在采取措施监管这些平台，给予用户更多的控制权，并阻止企业利用数据收集和算法来影响人们的决定和信念。

元宇宙需要坚实的把关人和监管。虚拟世界中的监控可能会成倍增加。

多年来，欧洲一直是遏制互联网公司权力和保护用户的新法规的先锋。2018 年起生效的《一般数据保护条例》(GDPR) 和即将出台的《数字服务法案》等立法为服务提供商和更出色的用户保护提供了框架。如今，GDPR 已经成为包括美国在内的不同市场的许多其他立法的蓝本。

一些供应商正在跟进。Apple 决定将应用程序的数据收集控制权交给用户，而 Google 今年也在效仿这一做法，这已经让社交网络和在线广告公司的利润受到影响。

《华尔街日报》科技专栏作家 Christopher Mims 写道：“如果元宇宙真的是继移动通信之后的下一次革命，那么在我们都在大脑中植入设备并与我们的技术完全融合之前，控制元宇宙的要么是世界上某家价值甚至超万亿美元的科技公司，或者是颠覆它们的新巨头。至于我们其他人，即这个元宇宙的低级用户，我们都将按照他们的规则生活。”

企业如何投资元宇宙？

所有大型互联网公司都在以这样或那样的方式投资元宇宙的潜力。Microsoft 最近宣布以 687 亿美元收购 Activision Blizzard，就是目前对游戏和虚拟现实投资的一个明显例子。

例如，投资公司 Grayscale 估计，到 2025 年，仅虚拟游戏的全球收入就可能从现在的 1800 亿美元突破 4000 亿美元，增长 122%。“元宇宙仍在形成，但 Web 3.0 开放式虚拟世界加密网络让人们得以一瞥互联网的未来，”Grayscale 的研究主管 David Grider 说。“让元宇宙成为现实的市场机会可能带来价值超过 1 万亿美元的年收入，并可能与当今价值约 15 万亿美元的 Web 2.0 公司竞争。”

Nvidia 正在与设计师、游戏开发者、工程师和不同行业合作，以实现“全能宇宙”的真实使用案例。例如，他们的 Omniverse Avatar 针对不同的市场，包括汽车行业。Nvidia 首席执行官黄仁勋的设想是未来 3D 虚拟代理将在汽车中普及，且零售店和仓库中还有更多的机会。

“在过去几年里，围绕 Omniverse 的工作光速开展，因为我们需要它。我们不是进入实验室研究我们的机器人，或者走到街上测试我们的汽车，而是必须在虚拟世界中测试，采用数字孪生的形式。”黄仁勋在上个月的一次新闻发布会上说，“我们发现，我们可以在数字孪生中同样迭代我们的软件，甚至更好。我们可以拥有数百万辆数字孪生汽车，而不仅仅是 100 辆。”

每家公司都试图根据自己的优势和战略来塑造元宇宙，每家公司都用同一个词来表达不同的愿景。Meta、Amazon、Google、Microsoft 等大型互联网公司正在致力于元宇宙的初步开发。所有这些公司都在开发和资本支出方面投入了数十亿美元，他们希望从投资中获得可观的回报，也就不足为奇了。

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，元宇宙可能无法发挥其作为全球社区的全部潜力。

“我们已经从台式机桌面发展到网络到手机，从文本到照片到视频，但这并不是这条路径的终点，”扎克伯格在公布他对 Meta 的愿景时说。“下一个平台和媒介将是更加身临其境、更加具象化的互联网，您将置身于这种体验之中，而不仅仅是在旁边观看。[…]在接下来的十年里，这些新的平台将开始解锁我在创办 Facebook 之前就一直想创造的各种体验。"