2023年11月30日

虚实共生数字智能赋能2023元界创新应用发展报告

作者 admin

国家工业信息安全发展研究中心发布《虚实共生数字智能赋能2023元界创新应用发展报告》。

 

元界技术背景及发展趋势

近年来,随着新一轮科技和产业革命蓬勃兴起,全球经济格局正在发生重大变化和调整。 我国发展环境和发展动力也在发生深刻变化。 云计算、大数据、物联网、人工智能、区块链等新一代信息技术与实体经济加速深度融合创新。 新产品、新业态、新模式、新产业不断涌现,深刻影响着生产方式、服务方式、生活方式、发展模式。 这已经成为未来发展的一大趋势。 党中央、国务院审时度势,高瞻远瞩。 党的二十次全国代表大会对加快建设制造强国、网络强国、数字中国、推动数字经济和实体经济深度融合作出战略部署。 这将有利于我国抢占产业技术竞争制高点,掌握发展主动权。 泉指了路。

作为近年来新一代信息技术重要突破的代表,元宇宙将通过与经济社会发展各领域特别是融合创新,为制造业、商业、文化创意产业、旅游等行业提供服务。与实体经济深度融合。 产生革命性创新成果,培育新增长点。

元宇宙一词最早出现于1992年尼尔·史蒂芬森所著的科幻小说《雪崩》中,但作为新一代信息技术的创新应用,它被世界所熟知并引起轰动。 广泛关注最迟要到2021年10月。当时,Facebook首席执行官马克·扎克伯格认为元宇宙是社交媒体的未来,并宣布Facebook将更名为Meta,全面进军元宇宙行业。

事实上,元宇宙作为新一代信息技术的创新应用,诞生至今还不到三年的时间。 而虚拟现实技术作为元宇宙的重要基础,经历了数十年的发展,已在工业、军事、航空等领域得到应用。 已广泛应用于航空航天、影视、旅游等工业领域。 随着ICT技术的快速发展和广泛需求的不断涌现,虚拟现实技术的软硬件也不断发展和完善。 特别是20世纪90年代中期以后,数字人体建模技术不断发展和成熟。 通过“人在环”的方式,已经可以将人融入虚拟现实世界并实现交互。 随着虚拟现实和混合现实技术的不断成熟,以及全身动作捕捉、数字头盔、数字手套、多通道反馈、力反馈、3D显示等技术在数字人体建模中的深入应用,它不仅为用户提供了更接近现实世界的沉浸感的虚拟世界交互过程,实现虚拟宇宙更加接近现实与虚拟共生的发展目标,也为深度体验提供了可能。虚拟宇宙在许多行业的应用。

2022年以来,随着国内行业对元宇宙关注度持续上升,更多企业投入元宇宙相关技术和应用研究,探索基于物联网、人工智能、区块链等新一代信息技术的元宇宙。 在宇宙应用创新方面,我们在动作捕捉、裸眼3D显示、虚拟人、NFT交易、文创旅游等元宇宙热点领域进行研究和应用推广,涌现了一大批优秀的元宇宙制造商和研究成果已经出现。

元界参考技术架构

元界作为新一代信息技术发展的集大成者,带动了工业、商业、服务、娱乐等面向消费领域的创新应用热潮,让元界技术在典型场景中得到深度应用。不同行业不断创新,快速发展。

元宇宙依托基础设施、模型构建、算法开发、行业应用、人机交互等领域的前沿技术成果,将真实物理系统与虚拟数据世界相融合,分析现实世界中的各种业务环节和流程在虚拟空间中。 全面模拟应用场景,优化业务环节的物理设备、人员和流程,使元宇宙成为推动实体经济数字化升级的新生产力工具。

其中,基础设施层为Metaverse提供了虚实融合所需的数据采集和处理能力、虚实融合所需的计算能力、虚实融合的通信能力等必要的基础部分,包括云计算、边缘计算和GPU协同渲染。 处理海量数据的算力基础。

模型构建层是元宇宙的基础部分,用于更好地呈现数据。 它集成了建模仿真、模型求解等必要的模型开发和数据处理能力,用于构建和展示虚拟世界。

算法开发层是元界将数据转化为模型和知识的部分。 它融合了人工智能、数字人等技术,为元宇宙提升智能水平、更好地实现虚拟与现实的融合提供必要的资源。

行业应用层是元界实现核心能力优化、生产保障能力提升、社会资源协同的应用基础。 集成业务运营管理、优化改进、赋能提升的综合场景解决方案。

人机交互层是元宇宙的一部分,支持人员通过人机交互获得更接近实际生产的交互体验,实现人、机、物的三维一体化。 它是元宇宙中与用户直接接触、交互的部分。 通过集成虚拟现实、增强现实、全息显示等技术,为用户提供更贴近物理世界、更真实的多路显示和反馈渠道,完成物理世界与虚拟世界的交互与融合。

现阶段,元宇宙的一些应用案例已经接近数字孪生技术的应用。 数字孪生是现实世界在虚拟空间中的真实映射。 无论是数字孪生工厂、数字孪生城市甚至​​是数字孪生地球,它们都是通过虚拟世界中的模拟和模拟来还原和影响现实世界。 数字孪生强调数字孪生与现实世界中的事物在虚拟世界中的映射、模拟和迭代。 与数字孪生不同,元界深度融合数字人体建模、虚拟现实、增强现实、混合现实、“人在环”等增强用户沉浸式体验的相关技术,更有效增强现实世界与虚拟世界的融合world进一步增强元宇宙系统的赋能能力。 尤其是在工业元宇宙的应用中,工业数字孪生是工业元宇宙虚实融合的基础,实现虚拟世界和现实世界与现实世界的1:1映射。 工业互联网作为工业元宇宙的网络基础和数据源,实现人、机器、材料、方法、环境、测量等领域的全面连接和数据整合与融合。

同时,元宇宙和数字孪生之间也存在着密切的联系。 首先,两者的支撑技术基本相同。 因此,数字孪生是虚拟宇宙中与现实世界对称存在的数字基础设施,可以极大地提高虚拟宇宙的构建效率和真实感。 元宇宙的兴起也进一步推动和带动了数字孪生的发展壮大。 两者之间存在包含与被包含、共生与共存的关系。

元宇宙产业政策动向

随着元界社会关注度不断提升,元界技术与实体经济融合不断深入,其对人们生产生活方式乃至经济社会发展方式的改变和影响不容忽视。 因此,出台元宇宙相关产业政策,引导元宇宙产业前瞻性布局和健康发展成为政策制定者关注的焦点。

1、从国际上看,各国政府普遍对推动元宇宙产业发展持积极态度。

尽管欧盟尚未出台促进Yuanverse产业发展的政策,主要领导人也未表示支持,但近年来陆续出台《数字服务法》和《数字市场法》,表明欧盟监管机构将继续推进虚拟世界监管。 保持欧盟市场的竞争和活力。 目前,美国尚未出台专门支持元宇宙发展的产业政策,但一些官方文件中提到了推动相关产业的发展。 例如,总统令“确保数字资产的负责任发展”要求各机构对加密货币和数字资产等技术进行研究。 开展创新和监管政策研究,强调需要加强美国在全球金融体系和数字资产中的领导地位。

日本经济产业省发布《虚拟空间产业未来可能性及问题调查报告》,认为政府应重点预防和解决“虚拟空间”的法律问题,完善适用法律对跨国、跨平台业务进行规定,制定行业标准。 和指导方针,并将此类规范输出到全球。 韩国政府在《沉浸式经济发展战略》中提出,2025年韩国沉浸式经济产业规模将达到30万亿韩元,使韩国成为全球五个领先的XR国家之一。

2、国内各地政府正在加速元宇宙产业布局

自2021年12月国务院发布《数字经济发展“十四五”规划》以来,中央网络安全和信息化委员会、工业和信息化部、文化和旅游部、国家新闻出版总署近期,人民银行等部门紧密围绕数字经济发展、推动新型基础设施建设等出台了多项元界相关政策方案,要求元界产业在监管下有序发展。 要积极支持元界场景应用和技术探索,审慎监管元界概念炒作。 及相关风险。

与此同时,各地政府制定并印发了元宇宙相关产业发展规划,积极谋划元宇宙产业布局。 据国家工业信息安全发展研究中心不完全统计,截至2023年3月,全国24个省(区、市)已出台元界相关政策65项。 其中,元宇宙专项计划有33个,占比近50%。 可见,各地政府已经认识到元界在新技术创新和产业转型中发挥的重要作用,积极创建元界应用示范区,推动元界产业集群化发展。 但目前负责落实的县(区)级政策约占20%,部分省(区、市)尚未制定省、市元宇宙专项产业规划。 因此,元宇宙规划和政策的具体实施措施还比较滞后,需要进一步加强。

3、从政策布局看,推动产融结合和生态建设是重点

从各地下发的元界专项政策规划部署重点任务来看,超过46%的政策规划(30项)重点关注加强产业融合与应用,约37%的政策规划(24项)提出加强元界生态系统建设。 在元宇宙生态建设方面,提出了加强核心技术研发、优化产业布局、提供资金保障和支持、注重企业和人才的引进和培养、加强交流合作等多项任务。 。 具体来说,有17项政策加强核心技术研发,包括数字孪生、人机交互、脑机接口、增强现实/虚拟现实/混合现实等核心技术; 优化产业布局的政策有17条,约占政策总数的17%。 占总数的27%; 财政保障支持、企业和人才引进培训各11项,约占政策总数的33%。

4、从实施路径看,培育重点产业、重点场景是重要手段

从各地推动元石发展的政策规划提出的路径来看,重点培育和发展优势产业元石应用是各地政府的普遍举措。 重点产业包括文化和旅游、工业、医疗健康、教育、商业等。例如,《北京城市副中心元宇宙创新发展行动计划(2022-2024年)》明确提出,通过三年努力,城市副中心将建设成为以文旅内容为特色的元宇宙应用示范区。 技术创新与应用能力显着提升,培育引进元界生态链企业100余家,落地“元界+”典型应用场景项目30余个; 《上海市培育新“元宇宙”赛道行动计划(2022年—“2025年”)》提出,到2025年,元宇宙相关产业规模达到3500亿元,带动全市软件和信息服务业规模超过1.5万亿元,电子信息制造业规模突破5500亿元; 厦门市提出依托鼓浪屿、沙坡作为厦门首个地标,支持科研院所和企业打造元素鲜明的元宇宙应用场景; 重庆渝北区提出,支持依托不同地标载体开放元界商业应用场景、元界文体旅游应用场景、元界汽车智能等。 应用场景和元界行业应用场景。

元宇宙产业创新发展现状

随着Yuanverse行业的热度不断上升,越来越多的公司开始投资这一新赛道。 通过与大数据、人工智能、Web3.0、工业互联网等技术相结合,更多的创新应用不断涌现。

通过采集全国元界(数字技术)创新应用成果,对国内元界产业发展进行研究,收集元界在经济社会各行业创新应用的最新成果。 这些成果在一定程度上可以反映我国元宇宙产业发展的最新动态。

1、从地域分布来看,元宇宙企业具有明显的集聚性。

从企业所在地来看,元氏企业具有明显的城市群特征。 过半企业集中在北京、上海、广东,其中北京企业占比最高,达41.4%; 广东省企业占比14.1%,排名第二; 8.1%的企业位于上海; 山东和江苏企业均占6.1%,紧随其后。 广东省67%的元宇宙公司集中在深圳,其余集中在广州; 江苏省企业主要集中在南京; 而浙江省的元诗公司则集中在杭州。

因此,如何夯实当地元宇宙相关企业的发展基础,充分发挥其对其他产业的积极带动作用,激发集聚发展的规模效益,创造先发优势,将成为各地政府考虑的重要问题。产业规划和政策制定。 。

2、从企业规模和性质看,民营中小企业已成为骨干力量。

从企业性质看,私营企业占77%,国有企业占17%,合资、港澳台、外商独资企业分别占5%和3%。 从数量上看,私营企业占绝大多数。

从企业规模来看,62%的企业员工人数不足100人,84%的企业员工人数不足300人。 元宇宙相关企业中,民营中小企业占绝对多数,成为发展元宇宙相关业务的重要力量。

因此,在推动元界相关产业发展的过程中,应充分考虑元界行业企业的特点,充分激发各类市场主体的积极性,实现大中小融合发展。规模企业要加快发展。

3、从成果所属领域来看,大部分成果聚焦于生态建设。

从企业上报的业绩类型来看,绝大多数企业(81%)的上报业绩属于元界生态建设领域。 详细分析生态建设内容可知,应用生态成果最多,占生态建设成果的58%; 二是平台生态成果,占生态建设成果的46%; 内容生态成果最少,仅占生态建设成果的21%。 从以上数据可以看出,更多企业将Yuanverse的发展重点放在推广应用和搭建应用平台上,因此这两个领域的竞争也很激烈。

4、从成果类型来看,元宇宙的基础设施和关键技术仍属于蓝海。

与生态建设相比,致力于元宇宙基础设施和关键技术的公司较少,仅占所有公司的22%左右。 其中,元界基础设施领域的公司占比11%,包括元界相关建模技术、身份验证技术、区块链底层技术平台等; 智能硬件领域的公司占比11%,包括智能三维摄影、无媒体全息、显示、交互设备等。总体来看,元宇宙基础设施和关键技术成果领域相对分散。 同一领域从事同类产品的企业不多,尚未形成激烈的竞争。 因此,作为元宇宙发展的重点领域,未来元宇宙的基础设施和关键技术仍有发展空间。 有基础的企业可以在这些领域进行布局,开展关键技术研究。

虚拟宇宙发展面临的问题与挑战

经过一段时间的快速发展,元宇宙在技术、应用、生态等方面已经具备了一定的基础,并形成了良好的发展态势。 但从新一代信息技术与实体经济融合发展的需求来看,还存在较大差距,元宇宙仍面临一系列亟待解决的问题和挑战。

1、核心技术体系有待加强

元宇宙相关产业的核心基础技术研究力度仍需加强。 基础硬件和基础开发工具相对薄弱,在空间计算、AIGC、脑机接口等新兴前沿技术领域布局仍有限。

2、产业生态仍需优化

尽管元界受到了广泛关注,并在技术和应用上取得了突破,但元界的典型应用场景还不够清晰。 元界厂商仍缺乏产业生态支撑,商业模式和盈利模式仍需进一步探索和实施,产业生态也需进一步优化和完善。 尤其是工业元宇宙在技术、应用场景、商业模式等方面与商业、服务业元宇宙有较大差异,需要深入研究和探索。

三、产业支撑体系有待完善

元宇宙产业发展仍缺乏标准体系规范和指导,相关基础标准、产品和质量要求、服务和实施指导、安全防护等方面还存在差距。 支持元宇宙产业发展的公共服务资源、人才队伍等机制仍需进一步完善。

4、构建安全可信的元宇宙保障体系任重而道远。

随着元界应用的不断深入,元界的网络安全、数据安全、平台安全体系变得越来越重要。 元界从基础设施到服务安全的多层次安全体系亟待完善。 同时,迫切需要建立健全元界监管治理策略,如元界人工智能伦理、社会影响评估等领域的行业自律和监督管理体制机制。

关于元宇宙发展的建议

为促进元宇宙产业健康快速发展,深化与实体经济的融合创新,建议在以下方面进一步努力。

1、加快技术创新,夯实元宇宙基础

一是精准布局核心技术,加快5G、大数据中心等新型基础设施建设,加强物联网、三维建模、人工智能、人机交互等基础技术研究,加大基础信息技术研发投入,重点培育安全可控关键基础技术和产品,超前布局,构筑技术优势。 二是鼓励和支持产学研协同创新,打造产学研联合创新载体。 采取统筹规划、分步实施、重点突破、效益驱动的模式,持续推进工业智能化和数字孪生应用。 三是加强人才队伍培养,有针对性地引进一流元界人才。 把握世界科技人才中心向亚太地区转移趋势,聚焦元宇宙重点领域,加快绘制全球高端人才版图,打造元宇宙高端人才集聚区。

2、加强应用引导,推动元界落地

一是以价值为导向,深入挖掘用户需求,探索丰富的应用场景。 加强元宇宙标准体系建设,吸引产业链相关主体协同发展。 依托相关标准化组织,将形成成熟的路径来指导元界应用的落地。 二是引导稳步推进企业分阶段实施元宇宙应用,充分发挥行业龙头企业和“专、特、新”企业的示范带动作用,形成领导引领、梯次协作、协同发展的集群。优势互补。 三是鼓励地方试点遴选孵化元界典型案例。 将结合当地优势和特点,制定差异化的促进元界发展的政策体系,多措并举,促进元界产业健康快速发展。

3、加快建立健全治理机制,保障元宇宙健康发展

一是将加强元宇宙产业治理机制的顶层设计与摸着石头过河结合起来,坚持包容与监管并存,不断探索和完善元宇宙产业发展路径规划。 强化底线思维,持续提升风险防范能力,完善行业规范和元宇宙建设激励约束机制,有序推进科技创新。 二是建立健全监管法律法规,防止资本无序扩张和数据垄断。 完善数据安全和知识产权保护方面的法律和技术手段,有效保护用户隐私、财产和信息安全。 三是构建科学协同治理体系,构建政府主导、产学研多方协作的元宇宙产业治理模式。