元宇宙背后的需求究竟是什么?

这一天,奥兰多经济合作组织(OEP)总裁蒂姆·朱利亚尼(Tim Giuliani)在办公室向潜在投资者们展示,在元宇宙里奥兰多将如何成长为科技中心。而呈现在投资者们面前的,是奥兰多未来城市的数字化3D模型,一个和游戏公司Unity合作开发的令人身临其境的虚拟世界。

元宇宙的数字孪生(Digital Twin)技术不仅应用于虚拟旅游和招商引资,也在改变城市的规划方式。

它可以预设不同的交通场景,模拟可能的人流增长;可以预览不同的解决方案,了解建筑环境如何影响居民生活,如何降低新基础设施的运营成本,如何避免在项目完成后进行昂贵的改造。元宇宙也可以预测城市高温和碳排放,测试应对海平面上升的各种措施。

在全球范围内,新加坡、赫尔辛基、迪拜等各大城市都在尝试这项元宇宙技术。

据彭博社估计,到2030年,数字孪生技术的应用可以为城市规划节省约2800亿美元,更容易推动净零(即碳中和)气候目标。元宇宙技术正在创建各种新的场景,推动新的场景化创新,由此掀起一场新革命。

尽管元宇宙技术尚处在初始阶段,但全球各家高科技公司都在迅速投入,这主要是因为传统场景化创新与数字化应用之间存在三道鸿沟,而元宇宙的出现,正好弥合了这三道鸿沟,创造出巨大的技术价值。

一、三道鸿沟 应用障碍

1. 从场景化需求到数字技术可供性的设计迭代,需要研发周期与成本

数字技术的可供性能够使数字技术与具体场景相结合,帮助用户完成特定场景下想要完成的任务,从而为用户创造出新的场景价值。

例如,字节跳动把AI(人工智能)技术应用到移动互联网的场景之中,开发出今日头条、抖音、西瓜视频、悟空问答等不同App,以满足不同场景下的用户需求。

为了实现这些场景化创新,字节跳动的底层数字中台需要对用户的各种操作做各种参验、A/B试错,从而提高数字可供性。换言之,尽管数字技术的可供性使得场景化创新成为可能,但是,要实现场景化创新,需要一定的研发周期和成本。

尤其是,把数字技术与现实场景相结合,开展数字医疗、数字制造、数字矿山、数字交通等行业的场景化创新时,需要的研发周期更长,花费的研发成本更高。这构成了场景化创新与数字化应用之间的第一道鸿沟。

2. 从单一场景到多元场景和全场景的产品开发,需要底层数字化基础

用户的场景化需求不是单一的,而是随着场景的变化呈现出多元化。因此,企业在进行场景化产品开发时,需要从单一场景的产品开发拓展到多元场景的产品开发,以适应用户多样化的场景需求。

例如,美的智能家居围绕客厅、卧室、厨房、卫浴、阳台五大生活场景,运用AI、物联网、大数据、云计算等数字技术进行场景化产品开发。

在第一代产品开发中,美的打造了28个场景化产品,到了第二代,开发了59个场景化产品,以满足用户更多的场景化需求。

从美的的经验看,从单一场景到多场景、全场景乃至跨场景的产品开发,除了需要企业具备很强的场景洞察力之外,还需要云计算、大数据、AI、VR/AR(虚拟现实/增强现实)等底层数字化基础的支撑,从而赋能企业更加高效地进行多元场景的识别和产品开发。

而目前的数字化基础设施尚难很好地起到这一支撑作用,这构成了场景化创新与数字化应用之间的第二道鸿沟。

3. 从基于场景的产品开发到建构全新的场景,需要认知和技术的突破

数字技术的发展大大赋能了场景化产品创新,当前的场景化产品创新主要建立在现实场景的基础之上。

一种方式是将数字技术与现实场景相结合进行场景化创新,比如青岛港集装箱码头借助5G网络和远程控制系统,实现了通过无线网络抓取和运输集装箱,大大提升了装载速度。

另一种方式是纯数字化的场景创新,比如我们使用的各类App广义上讲就是基于某种现实场景需求开发的纯数字化产品。

但是,在进一步的场景化创新中,面对的场景可能都是我们从未体验过的,就像开篇提到的一些城市如何应对气候变化,减少碳排放。对于这种全新场景的建构,尚存在认知和技术上的鸿沟,需要我们去突破和弥合。

二、虚拟体验 孪生生成

目前元宇宙还没有公认的定义,我们根据业界的诸多讨论, 把元宇宙定义为“一个大规模且可互操作的实时渲染3D虚拟世界网络,无限数量的用户可以在里面同步和持续地体验,具有个人存在感和数据连续性”。它也是由区块链、AI、交互传感技术等集成类技术赋能的一个实时在线网络,是数字和物理世界相互作用下形成的有机生态体系,将对生活、工作、商业、经济带来深远影响。

复星集团联合创始人梁信军认为,元宇宙可以从三个层次来理解。

  1. 从基础角度看,元宇宙就是下一代互联网,可以理解为物联网+区块链+AI+高速移动互联网+VR/AR。
  2. 从进阶角度看,元宇宙是人类社会形态的一种进化,是人类物理生存和数字生存实时混合的一种生存状态。
  3. 从高阶角度看,元宇宙是人类协作的新阶段,其核心是通过整个地球甚至地球之外的人类之间价值与信息高速自由流通,让没有信任、没有社交关系的人和物能够低成本地、远程地、实时地互联协作。

从技术层面看,清华大学新闻学院沈阳教授认为,元宇宙涉及非常多的技术,包括AI、数字孪生、区块链、云计算、拓展现实、机器人、脑机接口、5G等,元宇宙的生态版图中有底层技术支撑、前端设备平台和场景内容入口。

在此,我们着重介绍数字孪生和生成式AI(Generative AI)。

数字孪生是构成元宇宙的基础技术之一,它可以通过对现实世界和物体的多维度、大规模、实时的数据测量和仿真模拟,让物理世界的信息在数字世界重构呈现,同时将数字世界的边界延伸,并反作用于物理世界,两者的边界逐渐融合,从而使物理世界和虚拟世界之间实现无缝交互。

生成式AI作为人工智能领域的新技术,近年来逐渐成为元宇宙的底层数字技术。生成式AI是指计算机通过机器学习从现有数据中学习一个对象(物品、产品或任务)的要素,进而生成一个全新的、原创的、真实的、与原来内容相似的对象。应用生成式AI来开发的模型,可以随着时间的推移而动态变化,从而生成旨在解决特定问题的、自我进化的全新模型。

我们认为,元宇宙及构成元宇宙的核心技术为跨越场景化创新与数字技术应用之间的三道鸿沟提供了重要的解决思路。

三、放飞想象 跨越鸿沟

我们曾撰文探讨场景数字化的设计过程,它主要分为三个阶段:初始化阶段、参验阶段和再创/生成阶段。在初始化阶段,企业需要洞察用户的场景化需求,然后根据需求构建基础技术模块,再通过基础模块构建初始的场景化产品。

在参验阶段,企业基于大量测试与评估,选择性能更优的模块,对初始产品和场景进行改进,初步实现场景化产品的开发。

在再创/生成阶段,企业基于新的场景化需求对基础模块进行重构,拓展产品的应用场景,从而实现多元化的场景创新。

元宇宙的兴起和应用可以加速场景数字化的上述过程,从而推动场景化革命。

1. 在初始化阶段,元宇宙能够简化从需求洞察到技术可供性的设计迭代过程

元宇宙可以在场景化需求洞察、场景化产品开发中发挥巨大的应用价值,从而加速场景数字化设计的初始化阶段的进程。

在初始化阶段,数字孪生技术可以对特定时间、地点、情感、关系等元素所构成的场景进行仿真模拟,让场景设计师能够身临其境,从而更方便、更高效地洞察和把握消费者的场景化需求,为场景化创新提供决策依据。

同时,元宇宙可以将场景和产品设计过程进行数字化复制,在虚拟的空间中进行基础模块设计,从而实现初始化阶段更高效的用户需求洞察和数字化基础模块构建。

数字孪生技术创造的元宇宙虚拟世界,还可以为企业提供大量的测试场景和测试评估数据,基于这些数据,企业可以准确预测产品和场景应用的效果,从而能够大幅降低产品的试错成本。

可见,以数字孪生技术为基础的元宇宙,可以有效简化从场景化需求洞察到技术可供性的设计迭代过程,帮助企业缩短产品开发周期,降低产品开发成本,设计制造出更好的产品。

元宇宙的数字孪生技术已经得到成熟应用。宝马公司(BMW)利用英伟达公司(Nvidia)开发的Omniverse平台,在虚拟世界中构建还原了研发实验室、生产工厂等真实场景。

在数字孪生工厂里,来自全球的研发人员、设计人员可以直接进行合作交流,对产品的设计、生产等复杂精密的工作进行数字模拟,将场景化需求在元宇宙中实现落地转化,从而快速设计开发出更符合用户需求的产品,大大缩减研发与试错成本。

2. 在参验阶段,元宇宙能够对全场景的产品开发进行赋能

得益于人工智能技术的发展,生成式AI构成了元宇宙的重要底层技术。以生成式AI为支撑的元宇宙,能够以虚拟构建的单个场景为基础,智能演化出更多元的应用和训练场景,甚至构建出全场景。

一方面,在生成式AI加持下的数字孪生元宇宙里,企业可以通过对现有的场景化需求进行识别,构建出产品使用过程中企业与用户交互的虚拟场景。

同时,企业利用元宇宙让机器对场景进行训练学习,可以生成更多元的交互场景,模拟更多样的产品场景应用,从而为企业提供更多的场景化创新思路。

另一方面,生成式AI还可以帮助企业更高效地实现多元场景下的产品构建,赋能产品的设计开发。

企业通过数字化模块的构建,实现了单一场景的数字可供性,在这个基础上,通过利用元宇宙进行场景训练,可以对现有的基础模块进行重组优化,甚至衍生出新的基础模块。

接着,通过与新场景进行匹配,不同的基础模块组合可以创造出多元场景所需的技术可供性,从而实现更多的场景化产品创新。

腾讯就利用生成式AI技术,开发了基于元宇宙的自动驾驶虚拟仿真系统TAD Sim,可以赋能从单一场景到多元场景的自动驾驶开发应用。

该系统可以在虚拟世界中实现数据采集、场景建模等过程,让自动驾驶在元宇宙中进行道路训练和场景学习。

同时,借助生成式AI,该系统还可以自动生成更多的新场景来训练自动驾驶,以及进行模块重组构建,从而应对消费场景中多元化的应用。

3、在再创/生成阶段, 元宇宙能够规划多种3D互联网新生态,催生各种新场景

元宇宙所加持的场景化革命不只发生在生产制造端,在消费者端、企业端、政府端等更多领域,同样存在革命性的场景化创新的机会。

消费者端,元宇宙可以应用于娱乐、教育、旅游、社交等领域。

借助元宇宙,可以实现多人的实时在线沉浸式互动和娱乐,可以让用户沉浸式体验现场演出,甚至在虚拟世界中参与演唱会。

元宇宙也可以赋能教学,让学生置身于高度还原的海底、太空等场景,并进行互动,从而获得沉浸式的学习体验。

企业端,除了赋能研发和智能制造,元宇宙还可以应用于医疗、远程办公、企业运营等场景。

例如,利用数字孪生技术,实现药物临床测试、手术预演等医疗场景;借助元宇宙进行医疗培训,让医生更有代入感,获得更直观的学习体验。

元宇宙还可以实现远程会议、办公场景的沉浸式虚拟,打造空间临场感,让参会人员、办公人员以三维形式现身。

此外,企业可以借助数字技术直接生成用户在不同场景中的数据,然后依据时间、空间、关系、情感等多个维度,在元宇宙中构建出全新的虚拟用户场景。

政府端,元宇宙可以在城市治理、智慧交通等方面得到应用。

政府部门可以通过传感器采集多维、动态的实体城市信息,然后在元宇宙里建立该城市的数字孪生体——元城市,从而实现元治理。

微软公司(Microsoft)就做过类似的尝试。它与奥地利初创公司Blackshark.ai合作,基于卫星、城市传感器等所采集的数据,在《微软模拟飞行2020》游戏中构建了城市的3D数字孪生体,从而为玩家提供了一个结合地理空间数据和3D模拟环境的游戏平台。

我们与元宇宙的距离

四、技术破局 物我两忘

元宇宙作为一种破局性的底层基础设施,给创新管理者带来了哪些启发?

在场景数字化的设计过程中,我们要更好地运用设计思维,将元宇宙这个数字基础设施和企业或政府的数字战略结合起来。同时,我们也要关注元宇宙催生的崭新商业模式,并将其引入到我们管理的各种场景中。

当然,我们还要注意的是,元宇宙作为一种去中心化的虚拟网络,可能会引发新的技术风险、隐私、安全等问题。

最后,要真正领悟元宇宙对于场景化创新的意义,不妨回味一下《齐物论》中庄周梦蝶的故事:

庄周在梦中变成了一只蝴蝶,翩然而飞,随性而为,十分适意,全然不知自己叫庄周了。醒来以后,庄周惊讶地发现原来自己另一个身份是庄周。究竟是庄周在梦中变成了蝴蝶,还是蝴蝶在梦中变成了庄周?庄周与蝴蝶又有什么差别呢?

用这个故事去理解元宇宙的价值创造,我们就会发现,人类总有一天能实现各种变化同为一体,打破物我的界限,进入物我两忘的新场景。而当我们能够摆脱各种现实的束缚,进入元宇宙无所挂碍的自由之境,创新的革命还会远吗?

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