一、什么是元宇宙
（一）元宇宙的定义
现阶段的一个共识：元宇宙是基于“通信网络、算力、人工智能、扩展现实、数字孪生、区块链等”多种科技取得较大发展后组合形成的虚实融合的新型智能互联网，包括在社交系统、生产系统、经济系统上均发挥重要影响。
（二）元宇宙的形成
元宇宙概念自20世纪90年代创造，在21世纪经历20年快速塑形，最终在2021年进入元年，元宇宙概念爆发，受到高度关注。
（三）元宇宙六大核心特征
1、沉浸式体验
参与和沉浸感是目前元宇宙最明显的特征之一，也是近期元宇宙发展的主要突破口。XR（AR\VR\MR）扩展现实技术与脑机接口技术的不断发展帮助元宇宙实现无处不在的沉浸感，替代手机成为无处不在的入口。
2、组织和治理
组织监管：去中心化的组织离不开国家主权与监管，逐步形成政府协作联合治理的体制，以及创建符合元宇宙特征的法律：“代码既法律 - 法律既代码”新的治理需求：中心化+去中心化结合，去中心化自治组织（DAO）在这一过程中将扮演重要角色。
3、虚拟生命
全域身份认证：元宇宙会促进全域身份认证的诞生，需要为个人、资产和组织提供跨平台移植且值得信任的数字身份。虚拟AI分身：运用虚拟分身（结合人+AI）进行社交、消费、娱乐和生产。元宇宙中的虚拟身份未来会成为新的消费主体，逐步成为虚拟世界的生命概念。
4、虚实互动
数字孪生等技术通过模拟和复制物理世界，将数字世界的边界延伸，并反作用于物理世界，借助技术升级，元宇宙将重构生产方式，将从自然人作为生产主体，逐渐转换为人类+机器人+AI结合的形式，极大加强生产力。
5、新的经济形态
基于区块链的数字货币、非同质化代币（NFT）与各领域打通可能会形成支撑诸多元宇宙的新经济基础。数字资产成为不可或缺的基础，Fi+的不断尝试（DeFi\GameFi\SocialFi等），引领新经济模式的创新的发展。
6、维度升级
元宇宙是对信息承载与展现的一次维度升级，2D世界信息承载有限，体验有限，3D世界发生了巨大的升级所有也有人说元宇宙就是三维互联网。
二、元宇宙应用场景
（一）元宇宙市场庞大
2021年10月，福布斯消息，摩根士丹利在分析报告中称元宇宙有望成为一个8万亿美元的庞大市场。权威机构Gartner的预测，在2026年25%的人将至少元宇宙中工作、购物、社交或者娱乐一小时。到了2026年全球将有30%以上的企业机构将拥有自己的元宇宙产品和服务。根据摩根士丹利的最新研报，中国的元宇宙市场将高达52万亿人民币。Meta委托国际经济咨询公司编写的元宇宙白皮书显示：元宇宙市场可超过80万亿美元。
（二）元宇宙与现实产业融合
1、第一产业融合
农业∶农场管家、数字化种植及流通溯源问题。
林业∶资源监控保护、林权流转确权等问题。
2、第二产业融合
建筑业∶提升设计效率及新的消费体验。
制造业∶通过数字孪生提升产品研发和生产效率的提升、虚拟工人作业操作等。
3、第三产业融合
医疗业∶覆盖医疗教学、远程医疗、远程病人护理和监控等潜在应用。
教育业∶提供虚拟课堂、AI教师、各类展览场景等。
娱乐业∶影视、演出活动、游戏等与元宇宙结合带来的想象空间。
（三）元宇宙工业场景
元宇宙可以推动工业尤其是制造业的智慧化程度，通过构建与真实世界等比例的工业数字孪生体，收集产品研发、生产制造或商业推广等数据并进行分析，并将结果反哺倒现实生产中以达到最优运行状态或最优规划。
英伟达（NVIDIA）公司于2020年12月发布了可以创建数字孪生与虚拟世界的 Omniverse平台，依靠物理仿真引擎和RTX光线追踪技术，为企业和创作者提供多人虚拟协助和物理级准确的实时环境渲染和模拟等服务。
宝马集团利用该平台为其全球31座工厂建立全比例数字化虚拟工厂，通过工业数字孪生模拟其真实运转环境和效率，其负责人曾表示有望将宝马的生产规划效率提高30%。
（四）元宇宙教育场景
使用元宇宙基于全景、3D沉浸式的交互教学模式，结合新一代的教育认证机制，促进教育事业蓬勃发展。
元宇宙应用于教育的内容：
1、教育资源智能化
知识丰富的AI教师、智能分析教研提升、根据知识图谱个性化教育匹配、自定义教学场景构建。
2、透明公正的教育环境
公正可靠的教学评价机制，学生作品及证书去中心化存储，NFT模式颁发，学生过程成绩基于区块链存储不可篡改。
3、实境远程教育
提供3D互动的平台和内容，可以在VR\AR\MR等各种新型设备上使用，以提供沉浸式3D交互体验，每个用户都有3D的身份和形象。
三、元宇宙技术路线
元宇宙核心技术
1、通信和网络技术
只有5G、WiFi6乃至更新一代的通讯技术，“更高网速、低延时高可靠低功率海量连接”等特性才能满足 “元宇宙”所需要。
基于当前的4G/WIFI技术，元宇宙沉浸式交互当前能实现一定意义上的部分沉浸，算力依赖中心云和边缘云。未来5G/6G/WIFI6、交互方式、端边云融合等技术突破将加速沉浸式交互解决方案的升级，实现更优的交互体验。
2、算力
算力是数字化时代最重要的生产力，元宇宙世界能源。人工智能算法为元宇宙自主运行提供了可行性基础。
基于物联网数据，通过人工智能和大数据分析建立现实物体与环境的全面信息感知，建立物理世界和虚拟世界之间的实时、动态、全面联系，最终愿景是对整个星球的智慧感知与动态拟真。
数字孪生空间建设工程：培育城市数字空间运营商，整合公共地理空间数据采集、运营、管理，逐步完成城市基础设施数字孪生工程。鼓励社会力量通过市场化运作，开展场景级、部件级城市数字空间运营。聚焦城市观光、医疗协作、教育共享、交通运输等领域，推动长三角区域合作开发跨空间、沉浸式应用。探索形成统一开放的数据接口、底层平台和连接标准，推动各类物联感知数据实时接入。
4、感知交互技术
（1）目前对交互设备有两种比较主流的思路
第一种是扩展现实技术，通过可穿戴设备如XR头盔、智能手环等设备采集人体活动信号，同时通过头显设备做输出显示，完成交互；第二种是脑机接口思路，通过体内植入或头部外接的形式， 直接采集脑电波或电信号，再经计算、编译等步骤，完成人机交互。
（2）VR+触感技术
美国卡内基梅隆大学人机交互研究所（未来界面小组）研究人员开发了一种全新触觉反馈设备。该设备基于超声波传感器以模拟口腔真实触觉，从而实现更真实VR体验。视频演示了包括从喝热咖啡、刷牙、吸烟、甚至遭受巨型蜘蛛攻击时的模拟感受。
（3）感知交互-人机交互
A、眼控交互
眼控交互开发的原理就是在开发引擎中，将视线范围设置为一条射线状或圆锥状物体，和VR/AR中的各种物体进行碰撞检测，当程序一旦检测到碰撞，则视为用户的视线落到了这个物体上，由此进行眼控交互。相比于其它交互技术来说，眼控交互门槛低，无需复杂外设，几乎适用于任何应用场景。
B、手势交互
借助能够感知深度信息的摄像头，手机可以更好地读懂用户的手势语言，诸如滑动、切换、截屏、选择、确认、取消、删除等。VR应用目前还需要手柄设备进行控制交互。但是，就像触屏手机取代按键手机一样，VR 手势交互取代手柄按键交互将成为未来趋势。
C、语音交互
语音交互作为更趋近于人与人之间最自然的交流方式，近年来有许多发展的突破点。在虚拟世界发展主线上，语音交互趋向更自然、更人性化、更个性化。从GUI（Graphical User Interface，图像交互）到VUI（Voice User Interface，语音交互）再到 DUI Dialogue User Interface，对话交互）。
D、脑机交互
在有机生命形式的脑或神经系统与具有计算或处理能力的机器之间，创建用于信息交换的连接通路，实现信息交换及控制。在人脑中，有着大约一千亿个神经元，这些神经元组合在一起构成了复杂的神经网络。人体的所有体验和感觉都可以归结为神经元电信号。
（4）感知交互-脑机接口
脑机接口是在人脑与计算机或其他电子设备之间建立直接交流和控制通路，用户可通过大脑直接表达想法或操纵设备，无需借助语言、 手势或其他工具。
未来沉浸式元宇宙的关键技术
侵入式 / 非侵入式：现阶段以非侵入式为主，体外感知设备，可以提供视觉、
听觉以及部分触觉感受，随着技术的发展未来还能实现味觉与嗅觉的 感知，
各种技术的不断发展会使交互体验更加完善。
7月20日，马斯克声称已将自己的大脑上传云端，并和虚拟版自己交谈。马斯克创立了一家名为“Neuralink”的神经技术公司，致力于开发一种脑机接口——将允许计算机将一个人的想法转化为行动，通过思考就能完成肢体动作。据称已获得美国食品和药物管理局的批准，准备于今年开始在人脑中植入计算机芯片。
5、算法
6、区块链
四、Web3行业解析
（一）关于Web3.0
Web 3.0 一词是由万维网的创建者蒂姆·伯纳斯·李 （Tim Berners-Lee） 在2006年首先使用的，他将其作为对Web 2.0 之外的下一阶段网络的展望，他认为“语义网”将成为这一演变的核心，但结果并没有如他展望地那样发展。
（二）Web发展历程
Web3属于早期摸索阶段，但势头很猛。
Web3.0 是结合了去中心化和代币（Token）经济学等概念，基于区块链技术的全新的互联网迭代方向。
（三）Web不同时期的核心演化
核心点是区块链技术带来的N中心效应，用户对ID、内容、数据拥有自主权。
Web3.0的出现打破了Web2.0时代互联网生态的诸多边界，从互联网的定位、中心模式、内容传输形态、ID数字身份管理模式、用户角色定位、数据形态等方面进行了全面重塑。
（四）Web3.0概念词云
（五）Web3.0基础设施：区块链
区块链的国内应用
当前区块链已经形成了链上价值转移、链上协作、链上存证三种典型应用模式，在不同行业领域匹配刚需场景，成功实现应用。
2021年，中国发改委、工信部、网信办、民政部等多个国家部委推动实施区块链技术相关项目，根据公开资料统计，中国区块链服务备案中应用主要集中在金融和供应链领域。
（六）Web3.0身份系统
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