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类型商汤:元宇宙白皮书系列——元宇宙“破壁人”:做虚实融合世界的赋能者(34页).pdf

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  • 文档编号:59354
  • 上传时间:2022-01-13
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    商汤 宇宙 白皮书 系列 破壁人 虚实 融合 世界 能者 34
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    1、元宇宙“破壁人”做虚实融合世界的赋能者元宇宙白皮书元宇宙白皮书.indd 1元宇宙白皮书.indd 12021/12/29 上午11:482021/12/29 上午11:48元宇宙“破壁人”:做虚实融合世界的赋能者1目录导言:2021 年是元宇宙元年2认知篇:“三张图”读懂元宇宙 第一张图:解构元宇宙 第二张图:三大核心抓手 第三张图:六大核心元素3趋势篇:新变革引领新趋势宙 趋势一:创作升级 趋势二:计算升级 趋势三:智能升级 趋势四:体验升级 趋势五:商业升级 趋势六:治理升级 趋势七:文明升级10生态篇: 元宇宙内容生态拼图 内容创设生态 内容应用生态17能力篇:做融合元宇宙的赋能者 “

    2、造物者”平台创造元宇宙的虚拟数字空间 “连接器”技术打破虚实世界的“次元壁” “共生”生态扩展元宇宙世界的边界和范畴21实践篇:穿破“次元壁”,围绕“人”“物”“场”赋能产业元宇宙 “数字人”破壁:永不“塌房”的超级助手 Avatar“破壁”:穿梭元宇宙的数字“分身” 空间次元化“破壁”:从“千人一面”到“千人万面” 实物次元化“破壁”:从“实物数字化”到“数字资产化”26展望篇:渐进式发展的“大航海时代”32元宇宙白皮书.indd 1元宇宙白皮书.indd 12021/12/29 上午11:482021/12/29 上午11:48商汤科技坚持原创,让 AI 引领人类进步2导言:2021 年是

    3、元宇宙元年2021 年,元宇宙概念风靡全球。以腾讯、字节跳动为首的国内互联网大厂正快马加鞭布局元宇宙赛道。4 月,字节跳动先是斥资 1 亿人民币投资了元宇宙概念公司代码乾坤,仅仅不到五个月,又以 90 亿人民币高价收购PICO,正式入局 VR 硬件领域。同年 7 月,腾讯投资了 PC 和家用机游戏发行公司卓艺工坊,并于 8 月和 9 月又连续投资了数字动漫制作公司魂起网络和 VR 游戏开发商威魔纪元。据企查查数据显示,自 9 月以来,“元宇宙”相关商标被申请近 3000 件,腾讯相继申请“王者元宇宙”、“魔方元宇宙”“QQ 元宇宙”“飞车元宇宙”等商标。截至目前,我国元宇宙商标申请公司已涉及

    4、400 多家。对元宇宙赛道的争夺在国外同样如火如荼。7 月,扎克伯格宣布 Facebook 向“元宇宙”企业转型,同时组建“元宇宙”产品团队(隶属于 VR 小组 Reality Labs 的一部分),并在 3 个月后正式更名为 Meta 以表转型之决心。8 月,微软董事长兼 CEO Satya Nadella 在全球合作伙伴大会Inspire上官宣了 “企业元宇宙” 解决方案, 旨在帮助企业客户实现数字世界与现实世界融为一体。 同期,英伟达也正式推出“工业元宇宙”平台 Omniverse,并被时代揭晓为 2021 年最佳发明之一。Omniverse 平台能够运行具备真实物理属性的虚拟世界,并与

    5、其他数字平台打通成为连接元宇宙世界的入口。据彭博资讯预测,到 2024 年,元宇宙的市场规模将达到 8000 亿美元。普华永道预测,到 2030 年元宇宙的市场规模将达到 1.5 万亿美元。 “元宇宙”这一概念也激发了人类对数字世界的无限想象,加之电影头号玩家视觉化的影视呈现、Facebook(Meta)对元宇宙概念的积极营销, 以及2020年至今的疫情原因也加速了整个虚拟内容端的蓬勃发展, 越来越多线下活动被 “搬到”线上,元宇宙概念也随之走入了大众视野。白皮书将围绕元宇宙认知、趋势、生态、能力、实践和展望六大篇章为大家展现一个正在踏浪而来的新赛博世界。2020 年 4 月,美国歌手 Tra

    6、vis Scott 在堡垒之夜游戏中举办了“Astronomical”虚拟音乐会。虽然音乐会过程只有 10 分钟左右,却吸引了全球超过 1230 万玩家同时在线观看;同年 5 月,加州大学伯克利分校为了不让学生因为疫情错过毕业典礼,在沙盘游戏我的世界里重建了校园,学生以虚拟化身齐聚一堂,举办了一场别开生面的“二次元”毕业典礼。2020 年 7 月,AIAC 在动物之森中举办 AI 作坊,提供 AI 研究人员交流和交互的虚拟空间。在国内,Bilibili 将虚拟乐园引入线下嘉年华,并联合商汤科技共同打造 MR 虚拟体验馆,将玩家带到由 AI+MR 黑科技创造的平行时空的“元宇宙”当中,与备受欢迎

    7、的虚拟主播们进行跨时空的面对面互动。那么什么是元宇宙?在热络的资本和现象背后,是什么打开了元宇宙的大门?元宇宙的内容生态长什么样子?商汤作为一家人工智能企业,我们在元宇宙内容生态中扮演怎样的角色,又将如何赋能元宇宙产业的可持续发展?元宇宙白皮书.indd 2元宇宙白皮书.indd 22021/12/29 上午11:482021/12/29 上午11:48元宇宙“破壁人”:做虚实融合世界的赋能者3认知篇:“三张图”读懂元宇宙第一张图:解构元宇宙第二张图:三大核心抓手第三张图:六大核心元素元宇宙白皮书.indd 3元宇宙白皮书.indd 32021/12/29 上午11:482021/12/29

    8、上午11:48商汤科技坚持原创,让 AI 引领人类进步4元宇宙这一概念最早出自于尼尔斯蒂芬森 1992 年出版的科幻小说雪崩。小说里的元宇宙是一个脱离于现实世界,却始终在线的平行数字世界,人们能够在其中以虚拟化身自由生活。2018 年上映的电影头号玩家,被认为是对元宇宙最直观的影视呈现。随着 VR、AR、AI、5G 等技术水平不断提升,元宇宙的内涵也在不断拓展。首先,依据与现实世界的关系进行分类。一方面,元宇宙既可以是完全独立于现实的平行虚拟空间(或称为“平行元宇宙”),譬如沉浸式游戏、虚拟社交空间、虚拟培训等;另一方面,元宇宙中的虚拟世界也可以与现实世界发生连接和交互现实世界发生的一切事件都

    9、会同步到虚拟世界中,而人们在虚拟世界的行为和体验也将投射到现实世界中,并对现实世界产生影响。这一类我们可以称之为“融合元宇宙”。其中,数字孪生可被纳为“融合元宇宙”的子集。虽然业内对元宇宙并没有一个统一的定义,但普遍认为元宇宙应同时具备“沉浸感、开放性、随时随地,以及经济系统”四大基础共性。沉浸感:元宇宙世界与真实世界一样是三维立体的,同时在虚拟世界中的体验应逼近与真实世界的感官体验。开放性:开放既指技术的开源又指平台的开放。元宇宙通过制定“标准”和“协议”将代码进行不同程度的封装和模块化,不同需求的用户都可以在元宇宙进行自主创新和创造,构建原创的虚拟世界,不断拓展元宇宙边界。同时,元宇宙的基

    10、础仍是互联网,而互联网的本质是连接和开放。彼此独立、不兼容的虚拟世界,无法带给人们极致的体验。比如,Roblox 在其招股说明书中赋予了元宇宙八个基本特征:身份、朋友、沉浸感、低延迟、多元化、随地、经济系统和文明。按照这些特征来看,元宇宙是一个让用户随时随地进入其中进行自由创作,并具有独立经济系统和逼真沉浸体验的平行虚拟空间。风险投资家马修鲍尔也提出元宇宙的关键特征,认为元宇宙是一个持久、同步和实时的宇宙;必须跨越物理世界和虚拟世界;包含一个完全成熟的经济体;可提供“前所未有的互操作性”。此外, 依据围绕的对象不同, 元宇宙也可以分为以消费者为中心的 “消费元宇宙” , 和以生产者为中心的 “

    11、产业元宇宙” 。这与移动互联网时代与经济的关系比较类似。纵向可分为虚拟经济和“互联网 +”经济,前者强调线上,后者强调线上线下融合;横向根据不同对象分为消费互联网和产业互联网。图:元宇宙内涵不断扩展(来源:商汤智能产业研究院)元宇宙白皮书.indd 4元宇宙白皮书.indd 42021/12/29 上午11:482021/12/29 上午11:48元宇宙“破壁人”:做虚实融合世界的赋能者5第一张图:解构元宇宙图:元宇宙基本构成要件(来源:商汤智能产业研究院)我们将元宇宙的主要功能进行结构化归类。一、元宇宙必须要建立在先进的数字基础设施之上。元宇宙的“沉浸感” “随时随地”特性不仅对网络传输及计

    12、算能力提出很高的要求通过低延时网络连接,以及云边端协同计算,降低对终端硬件的性能要求,从而支撑逼真的感官体验和大规模用户同时在线需求,提升元宇宙的可进入性和沉浸感;人工智能贯穿元宇宙内容生产、分发到应用全过程,加速内容生产、增强内容呈现,以及提升内容分发和终端应用效率;区块链技术支撑元宇宙经济系统的有序运转,保障数字资产和数字身份安全,同时协助系统规则的透明执行。 随时随地:用户可以使用任何设备登录元宇宙,随时随地沉浸其中。同时,元宇宙必须能支持大规模同时在线。经济系统:元宇宙应具有独立的经济系统和运行规则,人们可以在其中拥有属于自己的虚拟身份,并进行内容创造、社交娱乐、价值交换等活动。毫无疑

    13、问,经济系统的闭环运行是驱动和保障元宇宙不断变化和发展的动力引擎。尽管如此,对于很多人而言元宇宙概念依然比较模糊。故此,我们需要用一种比较结构化的方式帮助大家认知元宇宙究竟是什么;同时要推动元宇宙浪潮,并实现元宇宙从概念向产业化、规模化发展,我们又需要具备哪些关键性抓手。此外,如果我们要打造一个元宇宙的技术赋能“工具箱”,那么这个“工具箱”里又需要包含哪些基本元素。元宇宙白皮书.indd 5元宇宙白皮书.indd 52021/12/29 上午11:482021/12/29 上午11:48商汤科技坚持原创,让 AI 引领人类进步6第二张图:三大核心抓手图:元宇宙“三大核心抓手”(来源:商汤智能产

    14、业研究院)二、通过构建内容创设生态,为元宇宙内容生产打造高效的生产力工具,重构并激活生产关系。内容创设生态既包括数据层、技术层及工具层的软件系统,这是构建与生成元宇宙数字内容的核心引擎;同时也包括开源开放、社群建设与运营等生态培育体系的搭建,通过创造生态效应进而重构并激活生产关系。三、通过打造内容应用生态,为终端用户创造最大价值。相较传统互联网,元宇宙更强调内容的应用价值,即帮助终端用户解决实际问题,要与用户的真实需求挂上钩,既包括提升用户体验,也包括提高应用侧效率,形成价值闭环。内容应用生态包含两大部分,一是生成的海量内容如何精准触达用户,满足用户需求;二是通过应用场景的感知和交互,形成实时

    15、反馈系统,帮助生产侧提升效率、持续创新和改进,为用户创造最大价值。元宇宙文明的三重属性:安全边界、经济系统与伦理观念。元宇宙文明发展的基础是树立安全边界元宇宙文明将重塑数字空间的安全观,所涉及的范畴包括不限于虚拟数字空间的数据安全、网络安全与个人信息安全,甚至广义上的赛博空间的安全都在其范畴内;一方面需要规则规制和行政监管,另一方面针对海量、高并发的数字内容生成和迭代,更需要结合技术手段来提升安全管理效率。人工智能在此将起到重要作用。运转有序的经济系统运转有序的经济系统可以促进数字内容的价值交换(做大蛋糕)和高效分配(分好蛋糕),形成内容生产侧到应用侧的价值“飞轮”,从而推动元宇宙产业规模的发

    16、展壮大。符合人类文明发展需要的伦理观念符合人类文明发展需要的伦理观念不仅为元宇宙技术发展划定伦理的边界,也是元宇宙可持续发展的前提。元宇宙白皮书.indd 6元宇宙白皮书.indd 62021/12/29 上午11:482021/12/29 上午11:48元宇宙“破壁人”:做虚实融合世界的赋能者7元宇宙起源于概念,要想实现从概念向产业转化,推动元宇宙产业的规模化发展,除政策引导、关键技术攻关、人才培育等宏观要素外,还须紧握三大核心抓手。应用抓手:反哺实体经济发展是目标技术抓手:AI 驱动是关键元宇宙不只是独立且平行的虚拟世界,它的意义和价值还在于与真实世界的连接和交互,并赋能实体经济的发展,提

    17、高人们的生活体验。不是要让经济脱实向虚,而是要虚实结合,去盘活经济的存量价值,创造经济的增量价值,让我们的生活变得更充实、更美好,这才是我们发展元宇宙产业的最终目标。否则它的意义只是一款游戏,或者说只是一个 APP。信息、能源和物流是生产力革命的三个关键领域。能源提升“做功”的力度,信息和物流本质上是为了让生产要素产生协同来提升“做功”的速度,前者的主体是数据生产要素,后者的主体则是物理生产要素。人们通过“做功”力度和速度的提升,进而追求生产效率的极致。未来学家杰里米里夫金提出,判断技术变革究竟是一次技术升级还是一场将要引发颠覆性革命的浪潮,就是要看这三大关键领域是否会为经济社会带来深刻的影响

    18、和变化。首先,人工智能是元宇宙内容生成的强赋能者。人工智能能够大幅提高内容创作效率。一方面,利用 AI 自动化生成内容或进行内容增强。譬如,从简单的随机物体摆放,到全自动生成场景、建筑、物品、外形等,或是通过 AI 算法增强内容呈现质量,扩展人们的视觉边界。另一方面,AI 辅助内容创作。譬如,一种基于生成式对抗性网络(GAN)的智能画笔,可以将只有一些轮廓和颜色的草图,转化为照片精度的图片。用户只需要画出一些线条、颜色,然后指定特定部分为内容元素,譬如“天空”“水”“岩石”等,AI就可以自动 “脑补” 进行细节填充。 此外, 还有AI配音、 2D快转3D或由AI代替人类测试员对元宇宙世界进行安

    19、全、Bug 等漏洞检测等,都是 AI 赋能内容生成的具体表现。领域是否会为经济社会带来深刻的影响和变化。其次,人工智能是虚实世界间的“破壁人”。正如上文所述,我们所创造的元宇宙既可以是独立的,也可以是与现实融合的。为了建立与现实世界的联系,人工智能在其中扮演着“破壁人”的角色它可以打通现实与虚拟世界间的连接,将现实世界中的信息“引入”到元宇宙中,在虚拟世界中真实的反映现实世界的运行状态,并进一步辅助人们进行决策,从而影响现实世界的运行。从第三次工业革命后,也就是我们所熟知的信息革命,人们关注的重点不仅是考虑如何用物理方式(新能源、高铁等)在现实世界降本增效,而是通过把物理世界的可虚拟部分映射到

    20、数字世界,在数字世界进行关联,分析,模拟,优化,从而再一次突破产业降本增效的天花板,并为产业的快速聚合和创新带来巨大的可能性。元宇宙作为信息革命的新发展阶段,它的使命便是在此:利用信息技术的升级和融合,不断拓展物理世界向虚拟世界映射的广度和深度,促进数据生产要素协同,提升实体经济的“做功”效率,改善人们的生活体验。通常来说,建立与现实世界的联系分为三大步骤:第一步是通过对物理世界的三维建模创建现实世界的“虚拟副本”;第二步也是 “破壁” 的关键数据的结构化及映射, 即是结合AI感知智能将真实世界中不同物联网设备输入的原始 (非结构化)数据转化为机器能读懂的结构化数据,并将处理后的数据精准映射到

    21、“虚拟副本”中,以建立现实与虚拟世元宇宙白皮书.indd 7元宇宙白皮书.indd 72021/12/29 上午11:482021/12/29 上午11:48商汤科技坚持原创,让 AI 引领人类进步8模式抓手:平台赋能是基础第三,人工智能提升人机交互体验。人工智能为元宇宙中的 “原住民们” 植入 “AI大脑” , 使它们拥有独立的沟通和决策能力, 可以通过判断人类意图和需求,适时准确地给予回应,使得人机交互更加智能,并可以通过不断学习和自我强化,升级成为数字世界的 AI 代理人,为人们提供各类咨询和服务。未来,这些 AI 代理人或成为人们在元宇宙中获取服务和信息的超级 AI 助手。正如上文所述

    22、,随着现实世界加速向虚拟世界“搬迁”,对人工智能应用的规模、多样性和个性化需求急剧增加,因此需要大量的 AI 模型。然而,AI 模型从研发到生产的周期长且成本高昂,流程碎片化且不同领域之间缺乏标准化。由于每种模型的生产都需要大量的算力和人力投入, 因此会呈现出人力投入增加和资源密集的趋势, 无法快速响应现实需求。算力支撑着元宇宙的内容创作与应用体验。构成元宇宙的图像内容、区块链网络、算法生产都离不开算力的支撑。据OpenAI 测算,全球的算力需求每 3.5 个月就会翻一倍。算力的几何增长将为元宇宙创作和应用带来极大的成本负担。换句话说,算力是元宇宙的基础,没有普惠的算力,就不会有元宇宙的发展。

    23、随着越来越多的用户接入,对原创、个性化的内容需求将变得极为庞杂。超低门槛的 UGC 创作为元宇宙提供了多样性可能,与 AIGC 一起共同支撑起一个极大规模、永续发展的元宇宙世界。因此,我们需要通过集中化建设和投入,充分发挥基础设施的规模效应和溢出价值,实现技术与资源的规模化、集约化量产, 并通过开放共享的平台模式对外赋能, 以低成本、 低门槛、 高效率的优势快速响应, 满足大量的、 细分的市场需求。无论是 AI 模型生产、智能计算、网络连接等基础设施建设,还是元宇宙相关技术研发和攻关都需要投入大量的资金和人力资源,通过集中式建设、平台化赋能能够大幅降低使用者的边际成本,提高元宇宙生产效率。界的

    24、相互连接。第三步是流程自动化。将虚拟副本及结构化数据与现实业务流程相结合,在此基础上,进一步实现 AI赋能的决策、流程自动化,帮助提升现实世界的运营效率。其中,数据结构化是连接两端的关键,也是需要大规模 AI赋能的环节。尤其在具体实践中,80% 以上的结构化应用都属于低频、长尾,对 AI 算法的个性化、多样化也提出了更高的要求。元宇宙白皮书.indd 8元宇宙白皮书.indd 82021/12/29 上午11:482021/12/29 上午11:48元宇宙“破壁人”:做虚实融合世界的赋能者9元宇宙的六大核心元素,包括三大基本元素“人”、 “物”、 “场”,以及三大关系元素“创造”、 “连接”和

    25、“共生”。 “人”、“物”、“场”是构成元宇宙生态的基本元素,由“创造”元素所定义,由“连接”元素所驱动,由“共生”元素所重塑,换言之:第三张图:六大核心元素图:元宇宙“三大核心抓手”(来源:商汤智能产业研究院) “创造” 元素通过代码的方式定义元宇宙中 “人” 、 “物” 、 “场” 的基本形态, 创造出一个平行于真实世界的虚拟数字空间,并通过 VR/AR 等交互技术呈现在人们眼前。通过关系元素的相互作用,从而逐步演化出元宇宙生态系统的全貌。总体来说,我们认为具有“人”、“物”、“场”的创造和连接能力,通过共生方式构建元宇宙开放生态,同时以 AI 驱动为技术抓手,以平台化模式赋能经济高质量发

    26、展、提升人民生活美好生活体验,将是元宇宙产业发展之关键。 “连接”元素通过算法的方式不仅可以激活“人”、“物”、“场”之间的关系,驱动元宇宙智能化发展,同时还可打破真实世界与虚拟世界的“次元壁”,进一步扩展元宇宙的内涵,从独立平行的娱乐元宇宙向虚实融合的产业元宇宙、城市元宇宙方向拓展。 “共生”元素通过生态的方式扩张了元宇宙世界的边界。“创造”与“连接”形成的元宇宙世界是一个庞大的、复杂的巨型系统,不由一家企业所垄断,而是由无数的创作主体和关联组织协同创作的结晶。与传统的链式价值传递不同,在元宇宙世界中,不同主体之间以共创、共享、共生的方式紧密协同,从而形成开放的、有机的生态系统。元宇宙白皮书

    27、.indd 9元宇宙白皮书.indd 92021/12/29 上午11:482021/12/29 上午11:48商汤科技坚持原创,让 AI 引领人类进步10趋势篇:新变革引领新趋势趋势一:创作升级趋势二:计算升级趋势三:智能升级趋势四:体验升级趋势五:商业升级趋势六:治理升级趋势七:文明升级元宇宙白皮书.indd 10元宇宙白皮书.indd 102021/12/29 上午11:482021/12/29 上午11:48元宇宙“破壁人”:做虚实融合世界的赋能者11元宇宙是个跨越许多公司甚至整个科技行业的愿景,你可以把它看作是移动互联网的继任者。扎克伯格,Facebook 创始人兼 CEO支撑元宇宙

    28、发展的底层技术正在逐步的走向完善和成熟。我们从互联网发展历史看,计算与存储设施、通信网络及交互媒介为代表的底层技术的每一次迭代都会引发一轮互联网革命。譬如,从 PC 互联网到移动互联网,背后是 4G 通信网络和智能手机的普及以及云计算的发展,继而推动了移动互联网业态的爆发。今天,随着 5G 通信网络、VR/AR 为代表的终端计算设备,以及边缘计算和智能计算中心的建设和发展,也必将会带来新一轮的互联网变革。新一轮互联网变革主要有两大特点:一是信息维度的升级从二维平面视图升级为三维全景视界,信息层次更加丰富,信息的总量也将会呈现指数级增长。据 IDC 预测,截至 2025 年全球数据规模将达到 1

    29、75ZB。此外,相对于 VR 设备,可移动的 AR 设备对现实世界的增强与叠加将为用户带来进一步的移动便利,从而产生巨大的时空价值(这与从 PC 到智能手机的迭代非常类似);二是用户体验的沉浸感更强,人机交互更加自然,产业生态会更加开放多元。在元宇宙浪潮之下,我们认为将会形成七大产业发展趋势。首先,在内容的生产侧将有三大可见趋势:一是创作升级,二是计算升级,三是智能升级。图:底层技术迭代引发互联网变革(来源:商汤智能产业研究院)元宇宙白皮书.indd 11元宇宙白皮书.indd 112021/12/29 上午11:482021/12/29 上午11:48商汤科技坚持原创,让 AI 引领人类进步

    30、12趋势一:创作升级随着人工智能的发展,数字内容创作智能化水平将会不断提升。AIGC (AI Generated Content) , 即由人工智能创作或生成内容, 将会成为产业未来主要生产力之一。 低代码、 零代码、自动化生成内容将是主要趋势,将大幅降低创作门槛及创作成本。原来只有行业专家才能使用的创作工具,未来每个人都能轻松使用,创作市场将从利基走向大众。譬如,现在国内外很多影视公司开始利用 AI 来自动解析场景内容,编写摘要和电影角色;新闻媒体业开始大量使用 AI机器人记者进行新闻写作等等。很多重复性高、标准化程度高的工作已经交给了人工智能来完成,这大大降低了人们的工作强度,将更多的时间

    31、和精力投入到更有价值、更有难度的创意性工作上。这就好像今天我们习以为常的手机直播,十年前只有电视台或专业机构才能制作视频内容,今天人人都能成为 Up 主。未来,元宇宙的内容创作权利也将回归大众,而这背后是技术发展和普及的结果。图:内容创作从利基走向大众市场(来源:商汤智能产业研究院)元宇宙白皮书.indd 12元宇宙白皮书.indd 122021/12/29 上午11:482021/12/29 上午11:48元宇宙“破壁人”:做虚实融合世界的赋能者13趋势二:计算升级算力是元宇宙发展的基石。元宇宙通过人工智能、AR/VR、物联网、区块链等核心技术的融合赋能产业、治理、科研三大板块,促进智能经济

    32、的高质量发展,而这些技术的应用将成为未来算力发展的核心驱动力,不仅带动对计算资源的巨大需求据 IDC 预测,预计到 2030 年,人工智能、AR/VR,物联网、区块链对算力的需求分别将为 16000 EFLOPS,3,900 EFLOPS,8,500 EFLOPS 及 5,500EFLOPS,总算力需求将为当前规模的百倍以上,大算力时代到来;同时,也将带来计算部署方式的结构性变革一是,基于产业、治理、科研中所产生的超高并发的海量非结构化数据的实时处理和分析, 传统以CPU为核心的计算架构将无法满足需求 ; 二是, 在算力需求不断增长的大背景下,受限于网络技术发展及网络带宽成本,边缘端的算力部署

    33、将成为必然的演进方向,来填补算力需求的错配。因此,围绕智能(异构)计算(简称 AIDC)的 “云 - 边 - 端”协同模式将成为元宇宙计算升级的主要趋势。图:元宇宙大需求带来大算力(来源:IDC 分析,商汤智能产业研究院)图:围绕 AIDC 的云边端协同计算架构(来源:商汤智能产业研究院)411341709162067619615958512134048939282.511.9316.75506.5201820202025E2030E算力需求(单位:EFLOPS)人工智能物联网AR/VR区块链元宇宙白皮书.indd 13元宇宙白皮书.indd 132021/12/29 上午11:482021/

    34、12/29 上午11:48商汤科技坚持原创,让 AI 引领人类进步14趋势三:智能升级趋势四:体验升级元宇宙将是一个复杂巨系统,不仅表现为超高并发的数据体量,由于信息维度的升级,信息复杂度也将呈现指数级上升,远远超出人脑计算极限。 如何高效的处理高并发且复杂度极高的信息资源,并使得处理的结果能够进一步指导产业、治理和科研的发展需要,快速响应需求变化,将成为元宇宙智能技术发展的关键驱动力 一是要不断提升 AI 的“感知”能力,能快速“看懂”、 “听懂”海量输入的非结构化数据,从而提升复杂环境下的操作效率,二是要增强 AI 的“认知”能力、拓展知识图谱,在“决策、计划、执行、调整”的全周期上进一步

    35、提升自动化水平,从而全面提高复杂巨系统的决策智能。传媒大师麦克卢汉曾经说过:媒介是人类感官的延伸。 随着信息技术的迭代,我们的五感(视觉、听觉、触觉、味觉、感觉)将被逐一的数字化,信息的维度也在逐步增加,使得数字内容不断的逼近现实的感官体验,更具有真实沉浸感;同时,人机交互也从间接交互(主要通过按钮、鼠标键盘等控制机器),到 AR/VR 媒介时代,我们可以通过手势、声音、体感(包括肢体运动、眼球动作和面部表情等)与机器进行更自然的直接交互;随着脑机接口技术的成熟,我们甚至可以直接用脑电波控制机器。总体而言,我们的体验会越来越好,也会越来越趋近真实。 “基模型(Foundation Model)

    36、”被认为是解决复杂巨系统问题的重要途径之一。斯坦福大学教授李飞飞教授等 AI 专家表示,基模型的意义一是在于“突现”,通过基模型的隐含知识和推纳,可以推动科学创新的灵感涌现;二是在于“均质”,基模型通过海量数据的集中化训练,具有非常强大的通用智能,可以为解决诸多复杂问题,尤其是巨量存在的长尾问题提供统一而强大的算法支撑。同时,针对基模型的任何一点改进,都将进一步提高所有覆盖场景的算法优化,形成感知和决策智能的规模经济。其次,在应用侧也可以归纳为四大可见趋势体验升级、商业升级、治理升级和文明进化。数字化广度和深度带来了复杂度的几何增加,各国在基模型上都投入了大量的资金和研发力量,BERT、DAL

    37、L-E、GPT-3 等基模型相继出现,AI 科研正在经历一场范式改变,基模型竞争时代到来。譬如 OpenAI 提出的 GPT-3 模型具有 1750 亿参数,旨在解决自然语言交互问题;而作为国内 AI 领军企业,商汤所设计和训练的计算机视觉基模型,目前有高达 300 亿个参数,据沙利文报告,这是目前基于公开信息全球 CV 领域最大的参数模型,可为元宇宙视觉智能力加速。图:媒介迭代将增强感官和交互体验(来源:商汤智能产业研究院)元宇宙白皮书.indd 14元宇宙白皮书.indd 142021/12/29 上午11:482021/12/29 上午11:48元宇宙“破壁人”:做虚实融合世界的赋能者1

    38、5趋势五:商业升级趋势六:治理升级元宇宙本质上仍是互联网形式,只是内容呈现更加接近现实形态。我们知道人与人、人与信息、人与商品 / 服务的连接与交互是互联网商业化的基础。过去从 PC 互联网到移动互联网,随着信息入口发生改变,人与人、人与信息、人与商品 / 服务的连接关系也将发生改变,我们称之为“场景革命”。当这些关系或场景发生变化,承载在这些连接之上的商业形态也将爆发新一轮的颠覆式创新。那么,今天元宇宙的发展趋势下,我们的社交、我们的商务,我们的信息获取方式,以及内容生产和消费都将会涌现出全新的创新模式。图:元宇宙大需求带来大算力(来源:IDC 分析,商汤智能产业研究院)假设一:“数字人助手

    39、”或将代替 APP 成为人们获取信息和服务的超级入口。每个人都需要 1 个以上的数字人助手,通过自然交互,他们可以为用户提供和推荐个性化服务。围绕数字人助手的价值链逐渐形成制作(训练)、分发和服务,购买和订阅服务将成为新的商业形式。假设二:场景化社交将成为元宇宙社交的主要形态,并在其上衍生出巨大的商业价值。人们可以使用不同的虚拟化身,基于自己的兴趣图谱或推荐,体验多样的沉浸式社交场景,建立志同道合的社交关系。而社交场景所蕴含的时空稀缺性将创造巨大的商业价值基于社交场景,可以衍生出门票价值、广告价值、场景中数字商品 / 服务的商务价值、娱乐价值等。譬如,某场虚拟生日会的场景“门票”,生日会相关的

    40、商品 / 服务,内容版权等都是虚拟社交流量变现的重要途径。假设三:沉浸式商业将是 meta-commerce 的主要形态。所谓沉浸式,既包括人的感官体验,又包括人的认知体验。沉浸式商业即是围绕“人、货、场”来打造真实生动的感官体验以吸引消费者关注,并通过增强认知体验来引导最终的决策转化。举例来说,线下商业地产结合混合现实技术可以丰富商场空间内容,营造美轮美奂的购物氛围让消费者在商场内可以驻留更长的时间,然后再通过 AR 广告、AR红包等趣味性互动活动让消费者认知品牌,达成最终的交易落单。依托元宇宙技术内涵构建城市治理新范式,将改变城市规划、建设、管理和服务的底层逻辑,为城市治理注入新活力。通过

    41、打通并融合包括 CIM、各大公共服务系统,城市物联感知等多源数据,打造城市数字复刻体,实现全域感知、精准映射、虚实交互和全局洞察。元宇宙白皮书.indd 15元宇宙白皮书.indd 152021/12/29 上午11:482021/12/29 上午11:48商汤科技坚持原创,让 AI 引领人类进步16趋势七:文明升级技术的发展是文明进化的动力。我们正处于从工业文明迈入数字文明的重要关口, 新基建的广泛部署推动了信息技术的快速发展、 数据要素的深度融合。这一进程不仅带来数字经济的蓬勃发展,也将推动人类文明迈向新台阶。因此,从技术角度看,元宇宙文明将是人类文明新的发展形态。技术的发展也要坚守伦理道

    42、德的底线。习近平指出,“顺应信息化、数字化、网络化、智能化发展趋势,抓住机遇,应对挑战。”“让数字文明造福各国人民,推动构建人类命运共同体。”在新的文明发展阶段,我们要提出新的技术伦理,探索技术、个人、社会三者之间的平衡。不仅要做到技术本身的可用、可靠、可知、可控,让人们可以去信任它、使用它;同时还应做到技术的应用能为社会带来进步,为人类发展谋求福祉。它所创造的文明应是多样的、平等的、开放的和包容兼备的,符合人类命运共同体的价值理念。正如商汤科技副总裁、商汤伦理委员会主席杨帆表示“给岁月以文明,给技术以人文精神,才能让技术走得更远更好。”例如,数字人技术通过与用户的自然交互,帮助人们解决各类问

    43、题,可以大幅降低了老年群体获取虚拟服务的门槛,帮助老年群体积极融入美好的智慧生活。虚拟医院让人们足不出户便能享受最好的医疗资源,每个家庭都能拥有一个数字家庭医生。虚拟学校 / 课堂让更多的偏远地区儿童能够像城市的孩子一样身临其境的享受学校资源,与老师面对面的交流学习,促进体、美、德教育的普及和社会主义精神文明建设发展。1:1 在数字世界里修复还原历史文物建筑,并让人们在虚拟世界里与历史人物面对面交流,让人类璀璨的文化万世传承,成为宇宙中永不泯灭的文明。一是三维可视化可以直观展现城市资源的空间布局和变化、要素流动情况、城市治理活动等,还能结合 AI、仿真等技术对全要素数据进行综合分析,模拟城市事

    44、件,深入挖掘城市运行规律,预测城市发展趋势,为城市建设、城市管理提供有益指导。二是基于丰富多源的数据基础,有利于改善公共服务内容,优化公共服务供给模式,帮助包括政府、企业等在内的公共服务供给方精准感知公众需求,准确设计和灵活调整服务的内容、方式,从而提高公共服务的质量和效率。三是通过打造虚拟服务场景,包括虚拟行政大厅、虚拟文博馆、虚拟学校、虚拟医院等,为公众提供立体式、沉浸式、交互式的虚拟服务,增强公众的服务体验和感受。例如,韩国首尔正在打造面向市民公共服务的“元宇宙平台”,旨在借助平台来克服时空、语言等限制来提供公共服务,并将其适用范围扩大到市政府所有业务领域,提高公务员工作效率。据了解,该

    45、平台将分三个阶段建设元宇宙生态系统,涉及包括经济、文化、旅游、教育和市民投诉在内的市政管理服务,将逐步实现市民和企业服务虚拟化。例如,政府可利用元宇宙平台来举办虚拟跨年仪式、设立虚拟市长办公室以及提供金融技术、投资和“大学城”项目等虚拟服务。到 2023 年,该元宇宙平台将建成综合行政大厅“元宇宙 120 中心”,市民在其中可以同市政官员的虚拟化身进行会谈、办理民事投诉和咨询等业务。元宇宙白皮书.indd 16元宇宙白皮书.indd 162021/12/29 上午11:482021/12/29 上午11:48元宇宙“破壁人”:做虚实融合世界的赋能者17生态篇:元宇宙内容生态拼图内容创设生态内容

    46、应用生态元宇宙白皮书.indd 17元宇宙白皮书.indd 172021/12/29 上午11:482021/12/29 上午11:48商汤科技坚持原创,让 AI 引领人类进步18图:元宇宙内容生态架构(来源:商汤智能产业研究院、商汤国香资本等)基于底层基础能力而搭建的元宇宙内容生态主要分成两大部分:内容创设生态和内容应用生态。内容创设生态在元宇宙的内容生态中,关联深度信息的三维模型是内容创设和应用的基础。其核心在于多源数据融合(包括静态数据融合和动态数据实时加载),并通过三维立体形式呈现业务相关信息,相较二维平面视图更加直观。当元宇宙脱虚向实,面向产业赋能时,异构数据的融合能力将变得愈来愈重

    47、要。例如,Unity 作为一款游戏引擎,当进军工业、建筑领域时,通过收购 PiXYZ(一家法国的 3D 数据处理软件公司),以及与 Autodesk 等专业软件公司合作来解决不同数据格式之间的融合问题;而英伟达推出“工业元宇宙平台”Omniverse,为了进入更多的产业领域,与更多的软件做连接,所以它一开始就是基于统一开放标准(PIXAR 的USD)来做的,可以解决不同软件数据的融合问题。静态数据主要包括 GIS 数据、BIM/CAD 建筑模型数据、城市街景数据、倾斜摄影数据等时空数据,以及面向不同行业领域的专题数据,譬如电力行业的设备设施型号、医疗行业的器材规格等,这些多源异构数据经过处理和

    48、融合,并与现实映射的三维模型对象进行紧密关联, 从而形成携带丰富知识图谱的静态模型资源库, 构成元宇宙虚实交互的 “骨架” 。在此基础之上,对包括物联网感知数据、业务流程数据、市场信息等动态数据进行快速加载、融合和实时呈现,即可实现对现实世界在时空上的动态连续映射。在价值实现上,具有深度信息的三维模型不仅是内容创设的基础,通过接口开放并与现实世界的价值链上下游打通,可元宇宙白皮书.indd 18元宇宙白皮书.indd 182021/12/29 上午11:482021/12/29 上午11:48元宇宙“破壁人”:做虚实融合世界的赋能者19以实现虚拟世界到现实世界的价值闭环。譬如在进行厂区设计时,

    49、可以直接与供应商平台打通。阿里的设计家平台,就是将家具模型库里的素材与淘宝卖家直接打通,实现设计到采购的直接转化。仿真引擎让元宇宙的感官体验更接近于真实。其中包括图像渲染、物理模拟、姿态模拟等主要技术模块。譬如英伟达 Omniverse 平台结合 RTX 技术在三维渲染上有独特的优势,可以实时实现电影级渲染效果;Havok、PhysX 引擎可以逼真模拟真实世界的物理撞击,被广泛地应用于游戏、软件和电影当中。Unity、Unreal Engine 等游戏引擎在游戏制作的仿真、渲染方面备受游戏厂商的拥趸,也在不断向影视、工业等其他领域积极拓展能力辐射范围。交互引擎支持人们在虚拟世界中沉浸式体验,并

    50、可将虚拟世界带入现实,并帮助实现虚拟世界与现实世界的精准叠加和虚实交互。例如,基于 Niantic 的高级增强现实引擎平台 “Real World Platform”制作的Pokmon GO游戏曾经风靡世界,可以实现多人、跨平台的 AR 游戏体验。其他还有谷歌的 ARCore, 苹果的 ARKit, 以及商汤 SenseMARS 都是旨在打造无缝融合虚拟世界和物理世界的全新增强现实体验。低代码的开发环境是实现 UGC 创作的前提。将上述仿真、交互技术能力进行模块化封装,降低开发者内容创作门槛,并通过社区运营、开放开源等方式建立并运营创作者生态,为应用端输出更多元、更丰富的 UGC 内容。例如

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