元宇宙和数字孪生、物联网、混合现实之间是什么关系?

作者:彭昭(物联网智库创始人&云和资本合伙人)

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导  读

元宇宙(metaverse)这一关键词,近段时间正光速般占领着人们的注意力,在各个圈层掀起了探索、讨论与投资热潮。那么,什么是元宇宙?元宇宙和我们常说的数字孪生、物联网、混合现实之间是什么关系?元宇宙在企业中如何应用?元宇宙这个概念离现实有多远,是否值得布局?本文将为你一一解读。

“凡人能想象到的事物,必定有人能将它实现。”

Anything one man can imagine, other men can make real．

这句话来自被誉为科幻小说之父的Jules Verne。

这周,一年一度的微软开发者盛会Build 2021顺利举办,会上微软带来了一系列惊喜,尤其当我看到微软展示“元宇宙”的成功案例时,上面的句子映入脑海。

元宇宙(metaverse)这一关键词,近段时间正光速般占领着人们的注意力,在各个圈层掀起了探索、讨论与投资热潮。

原本我认为这是一个仅与游戏或互联网相关的概念,只对应于虚拟空间。但这次微软通过实际应用,将元宇宙带入了全球最大的啤酒企业之一:百威英博,引发了我对元宇宙的极大好奇,也让我更深的领悟到了元宇宙的魅力。

那么,什么是元宇宙?

从字面上看,元宇宙(metaverse)中的meta在计算机领域表示“元”,如metadata元数据,verse则是“宇宙”universe的缩写。

元宇宙缘起于科幻作家尼尔·斯蒂芬森在1992年发表的畅想:

通过各种智能设备,人类进入由计算机模拟的虚拟三维现实空间,现实世界的所有事物都被数字化复制到这个新空间,人们通过数字分身在虚拟世界中生活,这些行为轨迹还会反过来影响现实世界。

看到这里,相信你已经产生了很多疑问:

元宇宙和我们常说的数字孪生、物联网、混合现实之间是什么关系?

元宇宙在企业中如何应用?

·元宇宙这个概念离现实有多远,是否值得布局?

01

元宇宙的应用案例

先说微软和百威英博是如何应用元宇宙的。

百威英博是全球最大的啤酒企业之一,共拥有200多家啤酒厂,15万名员工。自1995年进入中国以来,百威英博已经在中国布局了50多家工厂和5000多家渠道分销商。

这家企业还是各种新理念的积极实践者,他们尝鲜了各种新技术和新应用。

在微软和百威英博共同构建的“元宇宙”中,融合了物理世界和数字世界中的多种元素,创造了一系列的变革性解决方案。

在其中我们可以看到数字孪生、机器学习、混合现实、低代码、精准定位…多种技术的叠加,以及由这些技术和系统构建的组合应用,在交织领域开启的全新想象力和创造力。

在生产过程中,百威英博与微软一起,为啤酒厂和供应链创建了一个完整的数字孪生。这套数字模型可以实时同步的反应物理环境的变化,映射出各种天然成分和酿造过程之间的复杂关系。

酿酒师们可以更为精准的把握酿造过程,并且及时调整工艺。来自一线的操作员也可以根据这套系统,实时了解产品质量和状态参数,保证设备的正常运行并进行预测性维护。

在实际操作中,百威英博利用深度学习,帮助包装流水线的工程师,检测和修复在生产过程中的各种瓶颈问题。

维修过程中,百威英博在数字孪生的基础上,叠加了混合现实应用,鼓励各种远程协作。员工在任何位置启用共享体验,促进了跨区域的有效知识共享。

每个百威英博的员工都可以使用低代码方案,扩展系统中的数据,跟踪产品的生产历史以及预测未来状态。

在运输过程中,百威英博通过位置追踪和实时定位,减少供应链的碳排放。

在零售端,百威英博通过在线服务,为杂货店提供定制化推荐。个性化产品的点击率提升近100%,订单转化率也提高了67%。

元宇宙,让整个世界变成了百威英博的创意画布。

除了在啤酒行业的应用,由微软推出的这套元宇宙方案,在零售、能源、地产、医疗等领域,都有或多或少的案例和涉足。

02

如何理解元宇宙

理解元宇宙,需要一些想象力。

元宇宙不是任何一个独立事件,不是一个单独的场景,不是一个庞大的游戏,也不是存在于《机器人总动员》和《第二人生》中的科幻镜头。

元宇宙创造了一个始终在线的、不断被刷新的实时数字世界,里面拥有无限量的人、物、事。参与其中,人们不仅可以自由生活,还可以自由创造。

根据各种研究机构、分析师和投资人对它的解读,元宇宙不仅是针对物理实体在虚拟世界中1:1重建的一个“数字孪生体”,还包括由我们的想象力创造的各种虚拟事物。

元宇宙拥有完整的经济逻辑,数据、物体、内容以及IP都可以在元宇宙中存在,而且元宇宙不仅包含虚拟和现实的万事万物,还包含他们之间的各种关系和连接。任何个人和企业都可以参与建设元宇宙,使之不断完善和更加繁荣。

元宇宙的核心在于永续性、实时性、多终端、经济功能、可连接性和可创造性。

如今我们讨论元宇宙,如同1990年代的人们讨论互联网一样,需要有能够看到未来的超前视野。

数字孪生、混合现实、物联网、5G…都是我们建设元宇宙的手段和工具。

理解元宇宙,需要了解“梅迪奇效应”。

这个名词源自15世纪的意大利,当时在佛罗伦萨经营银行业的梅迪奇家族,时常赞助艺术家并将其作品展示在佛罗伦萨的教堂和广场中。如此良好的氛围使得各地艺术家都因此趋之若鹜,其中甚至包括了达芬奇、米开朗基罗、波提切利等大师。这些艺术大师也让小城佛罗伦萨的文化大幅进步,更导致了欧洲文艺复兴时代的开启。

此后人们将经由跨领域知识碰撞所产出的创新,称为“梅迪奇效应”。

梅迪奇效应说明,当许多不同的文化、专长和知识能够在一个地方交叉融合,就很容易引爆突破性的发展,典型的比如当今的硅谷。

元宇宙不仅包含人工智能、大数据分析、混合现实、区块链、物联网等最新技术和应用,还包括对于经济、人性、社群、心智、共识的深层次理解,是梅迪奇效应的集中体现。

元宇宙将是包含许多独立工具、平台和基础设施,由标准和协议支撑的物理世界和虚拟世界不断融合的结果。

理解元宇宙,需要对它的规模有所预期。

由于很难界定元宇宙的边界,也很难将其量化,保守估计元宇宙的规模也在兆亿美元以上。

就像我们很难评估互联网的市场规模,唯一可以知道的是元宇宙正在逐步诞生和扩大。

没有任何一家独立的公司可以拥有元宇宙,反而是元宇宙可能孕育多家独角兽企业,或者新型巨头公司。

元宇宙不会一夜之间出现。“元宇宙前”和“元宇宙后”不会是两个独立的纪元,没有泾渭分明的界限。

元宇宙是一种自然而然的演进,我们的分身将同时存在于真实世界和数字世界,我们的心智可以在两个世界中无缝穿梭,我们的日常生活将由元宇宙的逐步扩张,在方方面面发生潜移默化的转变。

03

元宇宙的7个层次

元宇宙的诞生所造成的影响,不亚于当年的万维网。当然,元宇宙能否实现还得打个问号。

如何构建元宇宙?

元宇宙的传输协议是什么?操作系统在哪里?浏览器怎么设计?

科技公司Beamable的创始人Jon Radoff首先提出了元宇宙的7层架构。

他将元宇宙划分为基础设施层、人机交互层、去中心化层、空间计算层、创造者经济层、探索与发现层,以及体验层。

第1层:基础设施层

基础设施层包括5G、WiFi等通信技术,云计算、新材料、芯片设计等软硬件技术。这些技术使得我们的硬件性能越来越强,将各种设备接入网络并提供必要的支撑。

第2层:人机交互层

计算设备离我们的生活和工作越来越近,人机交互更加顺畅和无缝。

智能手机不再是手机,它们是高度便携式、始终连接、强大的计算机。融入时尚服装的3D打印可穿戴设备,可以贴合于皮肤之上的微型生物传感器,各种AR智能眼镜,甚至脑机接口,它们将承载元宇宙里越来越多的应用和体验。

第3层:去中心化层

区块链技术解决了金融资产集中控制和管理的问题。在去中心化金融中,我们已经看到了连接金融模块形成新应用程序的案例。

边缘智能使得计算能力不再集中于云端,而是像电力一样,输送到千家万户和各个工业现场。

第4层:空间计算层

空间计算提出了真实与虚拟的混合计算,它模糊了物理世界和理想世界之间的界限。空间计算已经发展成为一大类技术,使我们能够进入并操纵3D空间,并以更多的信息和体验来增强现实世界。

第5层:创造者经济层

不仅元宇宙里的体验会变的更有沉浸感、社交性和实时性,打造这些体验的创作者数量也会爆发式增长。

过去,消费者只是内容的消费者,现在,他们既是内容的创造者,又是内容的“放大器”。即便不会编程,用户也可以提供创意和想象力,参与元宇宙的创作过程。各种低代码方案和社交工具,让用户可以随时输出内容,实时参与创造。

第6层:探索与发现层

这一层是指向人们介绍新体验的信息提取和推送,对于很多企业来说,这一层最容易形成商业闭环。一般来说,探索与发现层中的信息流,可以分为提取流和推送流。

提取流中,用户积极主动寻找相关体验的信息,开设商店或者购买商品。推送流中,用户被动收到各种信息,参与好友的邀请,或者接受全新角色。

第7层:体验层

元宇宙不必须是3D空间,它可以不是2D或者3D形式,甚至不一定以图形的方式存在,它更多的是由内容、时间和社交互动构建的,虚拟与现实相结合的飞轮。

当我们谈到未来的沉浸感时,我们所说的不仅是图形空间或者故事世界中的沉浸,还包括社交沉浸以及它引发互动和推动内容的方式。

在微软所构建的元宇宙技术堆栈中,同样将其划分为7个层次,由下到上分别是:

1． 物理世界层

2． 实时映射层

3． 数字建模层

4． 监控层

5． 跟踪分析层

6． 模拟自治层

7． 互动层

针对这7个层次,微软提供不同的数字化产品,包括Azure IoT物联网解决方案、Azure数字孪生、Microsoft Power Platform、Microsoft Mesh、HoloLens等。

----写在最后----

人类对于元宇宙的探索,起始于metaverse概念诞生之前。

在这段历程中,有很多值得记住的年份和名字。

1926年,尼古拉·特斯拉构思了一个无线连接的世界。在他的设想中,地球将转化为巨大的大脑,而实现这一目标的设备将比电话更加简单,体积也足够小,可以轻松放入口袋。

1945年,范内瓦尔·布什描述了Memex,这是一个基于微缩胶卷存储的“个人图书馆”,可以存储各种书籍和文献,并且相互索引。20年后,“超文本”这个概念诞生。

1964年,马歇尔·麦克卢汉提出将互联城市作为一个完整的信息系统。

1966年,卡尔·斯坦布赫预言计算机将被融入到几乎全部的工业机器与产品中。

1992年,尼尔·斯蒂芬森在科幻小说《雪崩》中,构建了一个新世界,叫做metaverse。一个脱胎于现实世界、又与现实世界平行、且始终在线的新世界在迭代中正慢慢显露出来。

1999年,凯文·阿斯顿创造了“物联网”一词,用来描述射频识别技术在供应链中的应用。

……

2021年,戴夫·巴斯祖克创建的Roblox公司作为元宇宙概念股上市,这家此前名不见经传的公司,上市当日市值就逼近400亿美元。

2021年,可能将被回忆为元宇宙走进现实的元年。

参考资料:

·metaverse元宇宙深度报告:创造独立于现实世界的虚拟数字世界,作者:天风证券,冯翠婷、文浩

· Roblox: Building The metaverse, But For Whom,作者:Louis Stevens,来源:seeking alpha

· The metaverse: What It Is, Where to Find it, Who Will Build It, and Fortnite,作者:Matthew Ball

·From the IoT to metaverse,作者:Bruce Grove

·The metaverse is coming - it just needed 5G,作者:Adaora Udoji

·Converging the physical and digital with digital twins, mixed reality, and metaverse apps,作者:Sam George,来源:微软

· The magic behind the metaverse: In conversation with Polystream and 4J Studios,作者:Bruce Grove, Chris van der Kuyl,来源:venture beat

· CEO Satya Nadella’s 12 Boldest Remarks At Microsoft Build 2021,来源:CRN

· 万亿美元级新市场:解析metaverse的7层价值链

·通往未来之路:下一代互联网与 metaverse,作者:陈军宏,来源:甲子光年

·你抄不出Roblox,也做不出metaverse,作者:托马斯之颅,来源:游戏葡萄