元宇宙是虛擬世界和現(xiàn)實(shí)世界界限打破的結(jié)果，是虛擬世界和現(xiàn)實(shí)世界日益融合的未來。在這個(gè)過程中，一系列“連點(diǎn)成線”的科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)聚合，就是打破虛擬和現(xiàn)實(shí)的界限，促進(jìn)虛擬和現(xiàn)實(shí)融合的重要力量。
喬布斯曾提出一個(gè)著名的“項(xiàng)鏈”比喻，iPhone的出現(xiàn)，串聯(lián)了多點(diǎn)觸控屏、iOS、高像素?cái)z像頭、大容量電池等單點(diǎn)技術(shù)，重新定義了手機(jī)，開啟了激蕩十幾年的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代。
現(xiàn)在，隨著算力持續(xù)提升、VR/AR、區(qū)塊鏈、人工智能、數(shù)字孿生等技術(shù)創(chuàng)新逐漸聚合，元宇宙也走向了“iPhone時(shí)刻”。其中，人工智能更是出演關(guān)鍵角色，對元宇宙的發(fā)展具有重要的作用。
人工智能三要素
要理解人工智能對搭建元宇宙的意義所在，還需要從人工智能的三要素開始說起。眾所周知，數(shù)據(jù)、算法和算力是人工智能三大核心要素，數(shù)據(jù)是人工智能發(fā)展的基石和基礎(chǔ)，算法是人工智能發(fā)展的重要引擎和推動(dòng)力，算力則是實(shí)現(xiàn)人工智能技術(shù)的一個(gè)重要保障。
對于數(shù)據(jù)來說，人工智能的實(shí)質(zhì)是對人類智能的模擬，也就是說，人工智能如果要像人類一樣獲取一定的技能，就那必須經(jīng)過不斷地訓(xùn)練才能獲得。只有經(jīng)過大量的訓(xùn)練，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)才能總結(jié)出規(guī)律，應(yīng)用到新的樣本上。如果現(xiàn)實(shí)中出現(xiàn)了訓(xùn)練集中從未有過的場景，則網(wǎng)絡(luò)會(huì)基本處于盲猜狀態(tài)，正確率可想而知。
比如，需要人工智能識(shí)別一把勺子，但在訓(xùn)練集中，勺子總和碗一起出現(xiàn)，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)很可能學(xué)到的，就是碗的特征。再經(jīng)過這樣的訓(xùn)練，如果新的圖片只有碗，沒有勺子，依然很可能被分類為勺子。數(shù)據(jù)對于人工智能的重要性顯而易見，只有數(shù)據(jù)能夠覆蓋各種可能的場景，才能得到一個(gè)表現(xiàn)良好的模型，使人工智能實(shí)現(xiàn)智能。
并且，需要指出的是，在人工智能的發(fā)展過程中，傳統(tǒng)的方法和現(xiàn)在深度學(xué)習(xí)的方法在數(shù)據(jù)運(yùn)用方面也是有差異的。過去傳統(tǒng)的辦法是通過人類來對大數(shù)據(jù)的特征進(jìn)行提煉，形成對機(jī)器可訓(xùn)練的這種特別的數(shù)據(jù)。但是從現(xiàn)在的深度學(xué)習(xí)的角度來看，更多是仿照人腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的特性，自發(fā)地形成一種學(xué)習(xí)的能力，形成對物理世界概念的認(rèn)識(shí)。也就是說，人工智能對于數(shù)據(jù)的需求，還將進(jìn)一步提升，只有大量且精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)，才能使人工智能對數(shù)據(jù)做出正確的運(yùn)用。
就算法而言，算法是一種有限、確定、有效并適合用計(jì)算機(jī)程序來實(shí)現(xiàn)的解決問題的方法，是理論中最純粹的知識(shí)形式。在某種意義上，其可以看作是一種理性的計(jì)算工具。在數(shù)據(jù)和算力的支撐下，算法經(jīng)歷了一個(gè)不斷發(fā)展的過程。
而算法發(fā)展的過程，就一定程度上來說，也可以看成是人工智能不斷進(jìn)步的過程，即實(shí)現(xiàn)機(jī)器學(xué)習(xí)，進(jìn)而進(jìn)入到深度的學(xué)習(xí)。在具體的學(xué)習(xí)過程和算法的過程中，人工智能也經(jīng)歷了從淺層的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展到復(fù)雜的機(jī)器學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)。其中，淺層的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的整個(gè)的輸入和輸出是在一個(gè)比較簡單的網(wǎng)絡(luò)里構(gòu)建的；而進(jìn)入到深度學(xué)習(xí)的網(wǎng)絡(luò)以后，會(huì)產(chǎn)生在網(wǎng)絡(luò)和神經(jīng)元之間的復(fù)雜的機(jī)器學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)。
算力實(shí)際上就是計(jì)算能力，人工智能除了訓(xùn)練需要算力，其運(yùn)行在硬件上也需要算力的支撐。從60年代的大型機(jī)的計(jì)算能力大概是每秒百次的速度，進(jìn)入到個(gè)人電腦時(shí)代，算力進(jìn)入了每秒十億次，大概7G這樣的級(jí)別。進(jìn)入到桌面互聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代后，手機(jī)的算力達(dá)到了每秒百億次。算力構(gòu)筑了人工智能的底層邏輯，其對人和世界的影響已經(jīng)嵌入到社會(huì)生活的各個(gè)方面。
人工智能傳統(tǒng)三要素——數(shù)據(jù)、算法、算力不僅與人工智能的發(fā)展息息相關(guān)，更與元宇宙的未來緊密聯(lián)系著。圍繞數(shù)據(jù)的搜集、加工、分析、挖掘過程中釋放出的數(shù)據(jù)生產(chǎn)力，將成為驅(qū)動(dòng)元宇宙發(fā)展的強(qiáng)大動(dòng)能；具備越來越強(qiáng)的自主學(xué)習(xí)與決策功能的算法，是元宇宙時(shí)代全新的認(rèn)識(shí)和改造這個(gè)世界的方法論；算力則是構(gòu)建元宇宙最重要的基礎(chǔ)設(shè)施，構(gòu)成元宇宙的虛擬內(nèi)容、區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)、人工智能技術(shù)都離不開算力的支撐。
元宇宙發(fā)展的強(qiáng)大動(dòng)能
人工智能所需要的數(shù)據(jù)是驅(qū)動(dòng)元宇宙發(fā)展引擎的燃料。當(dāng)前，數(shù)據(jù)的價(jià)值已經(jīng)得到了社會(huì)的認(rèn)可和重視，數(shù)據(jù)已和其他要素一起，融入了數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代價(jià)值創(chuàng)造體系，成為數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代的基礎(chǔ)性資源、戰(zhàn)略性資源和重要生產(chǎn)力。
數(shù)據(jù)生產(chǎn)力意味著知識(shí)創(chuàng)造者的快速崛起，智能工具的廣泛普及，數(shù)據(jù)要素成為核心要素。其中，數(shù)據(jù)要素融入到勞動(dòng)、資本、技術(shù)等每個(gè)單一要素中，不僅能夠提高單一要素的生產(chǎn)效率，帶來勞動(dòng)、資本、技術(shù)等單一要素的倍增效應(yīng)，更重要的是提高了勞動(dòng)、資本、技術(shù)、土地這些傳統(tǒng)要素之間的資源配置效率。
數(shù)據(jù)要素推動(dòng)傳統(tǒng)生產(chǎn)要素革命性聚變與裂變，成為驅(qū)動(dòng)經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長的關(guān)鍵因素。于是，在數(shù)字生產(chǎn)力時(shí)代，勞動(dòng)者通過使用智能工具，進(jìn)行物質(zhì)和精神產(chǎn)品生產(chǎn)，數(shù)據(jù)賦能的融合要素成為生產(chǎn)要素的核心，整個(gè)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)運(yùn)轉(zhuǎn)被數(shù)字化的信息所支撐。
可以看見，數(shù)據(jù)生產(chǎn)力創(chuàng)造價(jià)值的基本邏輯，是圍繞數(shù)據(jù)的搜集、加工、分析、挖掘，并在這個(gè)過程中，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)樾畔ⅲ畔⑥D(zhuǎn)變?yōu)橹R(shí)，知識(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)闆Q策。數(shù)據(jù)要素的價(jià)值不在于數(shù)據(jù)本身，在于數(shù)據(jù)要素與其它要素融合創(chuàng)造的價(jià)值，這種賦能的激發(fā)效應(yīng)是指數(shù)級(jí)的。對于元宇宙來說，數(shù)據(jù)還將成為強(qiáng)大動(dòng)能，驅(qū)動(dòng)元宇宙快速發(fā)展。
歸根到底，元宇宙是虛擬現(xiàn)實(shí)的融合，而這離不開數(shù)據(jù)的連接。虛擬與現(xiàn)實(shí)相結(jié)合的技術(shù)不同于傳統(tǒng)技術(shù)，它以大數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，使得人工智能結(jié)合更加密切，真實(shí)感更加強(qiáng)烈。元宇宙需要充分發(fā)揮互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)的優(yōu)勢，將物聯(lián)網(wǎng)的傳感器視為眼睛和鼻子，讓用戶體驗(yàn)到交流的感覺，不僅是簡單圖像和場景的疊加，更是互動(dòng)的增強(qiáng)。
一方面，圍繞海量數(shù)據(jù)分析處理需求而產(chǎn)生的分布式計(jì)算、高性能計(jì)算、云計(jì)算、霧計(jì)算、圖計(jì)算、智能計(jì)算、邊緣計(jì)算、量子計(jì)算等“算力”體系將成為云宇宙發(fā)展的重要引擎。
人工智能、深度學(xué)習(xí)等“算法”為云宇宙提供智能化支撐，而以5G、NB-IoT、TSN為代表的現(xiàn)代通訊網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)、算力與算法緊密地連接在一起，實(shí)現(xiàn)了協(xié)同作業(yè)和價(jià)值挖掘。而對大數(shù)據(jù)的充分挖掘而形成的智慧支撐系統(tǒng)，將成為未來云宇宙高質(zhì)量發(fā)展的強(qiáng)大動(dòng)力。
另一方面，數(shù)據(jù)要素作為驅(qū)動(dòng)云宇宙創(chuàng)新發(fā)展的核心動(dòng)能，不僅作用于未來云宇宙產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，還包括產(chǎn)業(yè)云宇宙的發(fā)展，即數(shù)據(jù)要素對云宇宙各部門帶來的輻射帶動(dòng)效應(yīng)。
目前，大數(shù)據(jù)已經(jīng)廣泛應(yīng)于生產(chǎn)制造、零售、交通、能源、教育、醫(yī)療、政府管理、公共事務(wù)等多個(gè)領(lǐng)域。以制造業(yè)為例，數(shù)字化推動(dòng)了大規(guī)模的柔性、定制化、分散化生產(chǎn)，縮短了研發(fā)生產(chǎn)周期，降低了生產(chǎn)成本，增強(qiáng)了決策支撐能力。而映射到虛擬世界中，大數(shù)據(jù)具有相同的作用，也將帶動(dòng)云宇宙的各個(gè)產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展。
云宇宙的方法論
一般來說，算法是為解決特定問題而對一定數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、計(jì)算和求解的操作程序。算法，最初僅用來分析簡單的、范圍較小的問題，輸入輸出、通用性、可行性、確定性和有窮性等是算法的基本特征。算法存在的前提就是數(shù)據(jù)信息，而算法的本質(zhì)則是對數(shù)據(jù)信息的獲取、占有和處理，在此基礎(chǔ)上產(chǎn)生新的數(shù)據(jù)和信息。簡言之，算法是對數(shù)據(jù)信息或獲取的所有知識(shí)進(jìn)行改造和再生產(chǎn)。
當(dāng)前，隨著越來越多的數(shù)據(jù)產(chǎn)生，算法逐漸從過去單一的數(shù)學(xué)分析工具轉(zhuǎn)變?yōu)槟軌驅(qū)ι鐣?huì)產(chǎn)生重要影響的力量。建立在大數(shù)據(jù)和機(jī)器深度學(xué)習(xí)基礎(chǔ)上的算法，具備越來越強(qiáng)的自主學(xué)習(xí)與決策功能，為元宇宙時(shí)代全新的認(rèn)識(shí)和改造元宇宙世界提供了方法論。
首先，算法已經(jīng)深度影響著個(gè)體的決策和行為。進(jìn)入互聯(lián)網(wǎng)3.0時(shí)代后，網(wǎng)絡(luò)設(shè)施成為水電氣一樣的基礎(chǔ)設(shè)施，網(wǎng)絡(luò)成為人們獲取知識(shí)、日常消費(fèi)乃至規(guī)劃出行的重要途徑，各類搜索引擎、應(yīng)用App充斥于現(xiàn)代人的生活。而這些應(yīng)用程序均建立在大數(shù)據(jù)和算法之上，人們的每一次點(diǎn)擊、每一次搜索都成為算法進(jìn)行下一步計(jì)算的依據(jù)，我們的生活也同時(shí)受到算法的影響甚至支配。
隱含在各種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)中的算法，決定了人們每天閱讀哪些新聞、購買什么商品、經(jīng)過哪條街道，光顧哪家餐廳等。社會(huì)化的“算法”本質(zhì)上已經(jīng)不再是單純的計(jì)算程式，它已經(jīng)與社會(huì)化的知識(shí)、利益甚至權(quán)力深深嵌合在一起，深度影響著個(gè)人的行為選擇。
其次，算法和數(shù)據(jù)相結(jié)合逐漸成為市場競爭的決定性因素。數(shù)據(jù)作為新時(shí)代的石油，在不同算法下以不同的方式轉(zhuǎn)化、合并、回收，在此基礎(chǔ)上匹配不同的商業(yè)模式，創(chuàng)造出巨大的商業(yè)價(jià)值。企業(yè)可以通過算法調(diào)整、引導(dǎo)消費(fèi)者的行為，或者定向投入依據(jù)算法預(yù)測出的暢銷商品，從而獲得高額利潤。
算法還可以精準(zhǔn)預(yù)測消費(fèi)者的消費(fèi)習(xí)慣和消費(fèi)能力，從而匹配精準(zhǔn)廣告投放，甚至為消費(fèi)者定身量制其可接受的價(jià)格，實(shí)現(xiàn)差異化（歧視性）定價(jià)。
最后，算法還日漸成為影響公共行政、福利和司法體系的重要依據(jù)。算法程序嵌入具體行政行為執(zhí)行、審批系統(tǒng)等，極大地提高了行政效率，人工操作逐漸被算法自動(dòng)執(zhí)行所取代。算法開始在法律事實(shí)認(rèn)定和法律適用層面發(fā)揮重要作用，對視頻監(jiān)控、DNA數(shù)據(jù)等信息的分析，使算法程序能夠快捷高效地協(xié)助認(rèn)定案件事實(shí)。
算法的強(qiáng)作用力也將體現(xiàn)在元宇宙世界中，一是助力虛擬對象智能化。元宇宙高度融合了虛擬與現(xiàn)實(shí)世界，在元宇宙中，虛擬對象是重要的存在，正如2013的奧斯卡獲獎(jiǎng)電影《她》所展示的一樣。
電影中，一次偶然機(jī)會(huì)，主人公接觸到最新的人工智能系統(tǒng)OS1，它的化身Samantha擁有迷人的聲線，溫柔體貼而又幽默風(fēng)趣。人機(jī)之間存在的雙向需求與欲望，讓主人公沉浸在由聲音構(gòu)筑的虛擬現(xiàn)實(shí)中，最后愛上了這個(gè)人工智能系統(tǒng)。未來，虛擬對象和人的智能行為將更多地出現(xiàn)在各種虛擬環(huán)境和虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中，但這個(gè)前提是——虛擬對象足夠智能。
二是交互方式智能化，算法的日益精進(jìn)將大大提升智能交互體驗(yàn)，將綜合視覺、聽覺、嗅覺等感知通道，帶來全新的交互體驗(yàn)，讓虛擬現(xiàn)實(shí)真正“化虛為實(shí)”。并且，對于虛擬現(xiàn)實(shí)內(nèi)容研發(fā)來說，算法的進(jìn)步也將帶來內(nèi)容生產(chǎn)的智能化，人工智能將提升虛擬現(xiàn)實(shí)制作工具、開發(fā)平臺(tái)的智能化及自動(dòng)化水平，提升建模效率，提升虛擬現(xiàn)實(shí)內(nèi)容生產(chǎn)力。
元宇宙的基礎(chǔ)設(shè)施
算力是構(gòu)建元宇宙最重要的基礎(chǔ)設(shè)施。構(gòu)成元宇宙的虛擬內(nèi)容、區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)、人工智能技術(shù)都離不開算力的支撐。
虛擬世界的圖形顯示離不開算力的支持。計(jì)算機(jī)繪圖是將模型數(shù)據(jù)按照相應(yīng)流程，渲染到整個(gè)畫面里面的每一個(gè)像素，因此所需的計(jì)算量巨大。當(dāng)前用戶設(shè)備里顯示出來的3D的畫面通常是通過多邊形組合出來的，無論是應(yīng)用場景的互動(dòng)，玩家的各種游戲，還是精細(xì)的3D模型，里面的模型大部分都是通過多邊形建模（Polygon Modeling）創(chuàng)建出來的。
這些人物在畫面里面的移動(dòng)、動(dòng)作，乃至根據(jù)光線發(fā)生的變化，則是通過計(jì)算機(jī)根據(jù)圖形學(xué)的各種計(jì)算，實(shí)時(shí)渲染出來的。這個(gè)渲染過程需要經(jīng)過頂點(diǎn)處理、圖元處理、柵格化、片段處理以及像素操作這5個(gè)步驟，而每一個(gè)步驟都離不開算力的支持。
算力支撐著元宇宙虛擬內(nèi)容的創(chuàng)作與體驗(yàn)，更加真實(shí)的建模與交互需要更強(qiáng)的算力作為前提。游戲創(chuàng)作與顯卡發(fā)展的飛輪效應(yīng)，為元宇宙構(gòu)成了軟硬件基礎(chǔ)。從游戲產(chǎn)業(yè)來看，每一次重大的飛躍，都源于計(jì)算能力和視頻處理技術(shù)的更新與進(jìn)步。
游戲3A大作往往以高質(zhì)量的畫面作為核心賣點(diǎn)，充分利用甚至壓榨顯卡的性能，形成“顯卡危機(jī)”的游戲高質(zhì)量畫面。游戲消費(fèi)者在追求高畫質(zhì)高體驗(yàn)的同時(shí)，也會(huì)追求強(qiáng)算力的設(shè)備，從而形成游戲與顯卡發(fā)展的飛輪效應(yīng)，這在極品飛車等大作中已有出現(xiàn)。
以算力為支撐的人工智能技術(shù)將輔助用戶創(chuàng)作，生成更加豐富真實(shí)的內(nèi)容。構(gòu)建元宇宙最大的挑戰(zhàn)之一是如何創(chuàng)建足夠的高質(zhì)量內(nèi)容，專業(yè)創(chuàng)作的成本高的驚人。3A大作往往需要幾百人的團(tuán)隊(duì)數(shù)年的投入，而UGC平臺(tái)也會(huì)面臨質(zhì)量難以保證的困難。為此，內(nèi)容創(chuàng)作的下一個(gè)重大發(fā)展將是轉(zhuǎn)向人工智能輔助人類創(chuàng)作。
雖然今天只有少數(shù)人可以成為創(chuàng)作者，但這種人工智能補(bǔ)充模型將使內(nèi)容創(chuàng)作完全民主化。在人工智能的幫助下，每個(gè)人都可以成為創(chuàng)作者，這些工具可以將高級(jí)指令轉(zhuǎn)換為生產(chǎn)結(jié)果，完成眾所周知的編碼、繪圖、動(dòng)畫等繁重工作。除創(chuàng)作階段外，在元宇宙內(nèi)部也會(huì)有NPC參與社交活動(dòng)。這些NPC會(huì)有自己的溝通決策能力，從而進(jìn)一步豐富數(shù)字世界。
依靠算力的POW則是目前區(qū)塊鏈?zhǔn)褂米顝V泛的共識(shí)機(jī)制，去中心化的價(jià)值網(wǎng)絡(luò)需要算力保障。POW機(jī)制是工作量證明機(jī)制，即記賬權(quán)爭奪（也是通證經(jīng)濟(jì)激勵(lì)的爭奪）是通過算力付出的競爭來決定勝負(fù)準(zhǔn)則。從經(jīng)濟(jì)角度看，這也是浪費(fèi)最小的情況。為了維護(hù)網(wǎng)絡(luò)的可信與安全，需要監(jiān)管和懲戒作惡節(jié)點(diǎn)、防止51%攻擊等等，這些都是在POW共識(shí)機(jī)制的約束下進(jìn)行。
在元宇宙的世界里，人類將不再受到物理世界的限制。人與人的交互也將不再停留在文字音視頻的社交，實(shí)時(shí)互動(dòng)、交錯(cuò)時(shí)空的互動(dòng)都可以實(shí)現(xiàn)，這必然會(huì)誕生新的生活方式。但在奔向“元宇宙”前，就必須打造出實(shí)現(xiàn)虛實(shí)結(jié)合的基礎(chǔ)設(shè)施——顯然，人工智能就是那把連接虛擬世界與現(xiàn)實(shí)世界的“鑰匙”。
