超級網(wǎng)紅、特斯拉創(chuàng)始人埃隆于2022年剛剛開始·馬斯克還說：2022年，特斯拉將實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)駕駛。
多年來，許多車主因過度信任特斯拉的自動(dòng)駕駛功能而發(fā)生事故。他們不明白，特斯拉目前所謂的自動(dòng)駕駛充其量只能稱為輔助駕駛或有條件的自動(dòng)駕駛，遠(yuǎn)離真正的自動(dòng)駕駛。為了實(shí)現(xiàn)真正的自動(dòng)駕駛，計(jì)算機(jī)軟件、硬件和各種汽車輔助設(shè)施和系統(tǒng)都需要大大的改進(jìn)和改進(jìn)。換句話說，自動(dòng)駕駛的基本問題尚未得到解決。
馬斯克如此自信，也許基于今年的車載計(jì)算能力單元，但特斯拉今年能真正實(shí)現(xiàn)無人駕駛嗎？這仍然是未知的，只能說很難在一年內(nèi)解決如此巨大的基本問題。所有看似簡單的技術(shù)應(yīng)用都需要巨大的基礎(chǔ)設(shè)施，就像高速網(wǎng)絡(luò)、芯片、電池甚至智能手機(jī)背后的玻璃一樣。
去年流行的元宇宙也是如此——作為一個(gè)包含巨大世界觀的概念，元宇宙所需的基礎(chǔ)設(shè)施可能需要整個(gè)科技產(chǎn)業(yè)提供。本文只選擇了幾個(gè)要點(diǎn)。
01、5G、6G，寬帶更快

歸根結(jié)底，元宇宙是一種互聯(lián)網(wǎng)形式，當(dāng)然，互聯(lián)網(wǎng)最基本的設(shè)施是寬帶和網(wǎng)絡(luò)。自20世紀(jì)90年代以來，互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展一直伴隨著網(wǎng)絡(luò)寬帶的擴(kuò)張和加速。今天，元宇宙概念對網(wǎng)絡(luò)和寬帶的需求將進(jìn)一步增加。
網(wǎng)絡(luò)延遲，有時(shí)也被稱為網(wǎng)絡(luò)滯后，是指發(fā)送人向接收人發(fā)送信息和處理信息的時(shí)間。換句話說，在互聯(lián)網(wǎng)上，延遲意味著服務(wù)器處理瀏覽器的請求，然后返回。玩過游戲的人可以意識到，網(wǎng)絡(luò)延遲會導(dǎo)致比其他玩家慢半拍，最終輸?shù)粲螒?。即使我們沒有玩過游戲，我們也會在視頻電話中體驗(yàn)到網(wǎng)絡(luò)延遲帶來的不適。
與前兩代互聯(lián)網(wǎng)相比，以web 3.0為基礎(chǔ)的元宇宙要求網(wǎng)絡(luò)的延遲更低。按照元宇宙概念的愿景，未來我們將生活在元宇宙中，那么我們必然會要求這個(gè)世界盡量像現(xiàn)實(shí)世界一樣所見即所得。未來，網(wǎng)絡(luò)延遲甚至可能會產(chǎn)生致命危害，比如無人駕駛車輛在接收云端數(shù)據(jù)時(shí)，毫秒級延遲可能就會造成車禍。
元宇宙研究公司Ball Metverse Research Partners杰瑞，聯(lián)合創(chuàng)始人·海因茨（Jerry Heinz）認(rèn)為，即使是今天的大量數(shù)據(jù)中心和越來越快的寬帶網(wǎng)絡(luò)也不能滿足元宇宙的需求。他說：我們面臨的最大挑戰(zhàn)是基本的挑戰(zhàn)。你需要一個(gè)高度平行和持久的體驗(yàn)，這是我們以前從未見過的。這在網(wǎng)絡(luò)層面上很有趣，但我們在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)歷史上也面臨著同樣的挑戰(zhàn)，包括如何減少延遲，提高帶寬和可靠性。
在虛擬世界中，每一個(gè)面部動(dòng)作、手勢和嘴唇動(dòng)作都必須實(shí)時(shí)復(fù)制，才能使你的化身看起來栩栩如生。據(jù)海因茨介紹，新的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施、新的協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)需要以足夠快的速度傳輸如此巨大的數(shù)據(jù)以避免延遲。
關(guān)于數(shù)據(jù)、模擬和網(wǎng)絡(luò)，您可以看到微軟飛行模擬器的案例。微軟飛行模擬器是歷史上最現(xiàn)實(shí)、最廣泛的消費(fèi)者模擬。它包括2萬億棵樹、15億棟建筑和世界上幾乎每一條道路、山脈、城市和機(jī)場。微軟對現(xiàn)實(shí)世界事物的高質(zhì)量掃描使模擬器中的事物非?，F(xiàn)實(shí)。
超過2個(gè)微軟飛行模擬器.5PB的空間來存儲這些數(shù)據(jù)，而在未來的元宇宙中，如果想要更真實(shí)體驗(yàn)，數(shù)據(jù)量將比微軟飛行模擬器更大。與此同時(shí)，更多同時(shí)在線的用戶數(shù)量，將對網(wǎng)絡(luò)帶寬提出更大的挑戰(zhàn)。
微軟對真實(shí)世界事物的高質(zhì)量掃描，使模擬器中的事物非常逼真。
近幾年開始崛起的5G，它是一種速度更快、帶寬更寬的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，全球城市之間的交付延遲中位數(shù)為100至200毫秒，而5G端到端延遲可控制在10毫秒。
但受基站數(shù)量限制，5G根據(jù)日韓關(guān)于6的設(shè)計(jì)要求，實(shí)際傳輸速率或難以滿足其設(shè)計(jì)要求G預(yù)計(jì)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)展望6G延遲將減少到5G十分之一的傳輸速率將達(dá)到5G50倍，有望真正實(shí)現(xiàn)元宇宙低延遲的關(guān)鍵特征。
02、計(jì)算機(jī)硬件：芯片、傳感器、腦機(jī)接口
事實(shí)上，馬斯克表示，特斯拉今年將實(shí)現(xiàn)真正的無人駕駛，這在很大程度上源于2022年無人駕駛計(jì)算能力的提高。一些公開數(shù)據(jù)顯示，芯片計(jì)算能力普遍提高到2022年即將推出的新型無人駕駛車型的500TOPS威來的車將超過1萬輛TOPS，特斯拉的新車也將達(dá)到144TOPS。2021年，行業(yè)主流計(jì)算能力水平不足10TOPS。也就是說，2022年無人駕駛芯片計(jì)算能力水平比2021年提高了10倍。
馬斯克說特斯拉將在2022年實(shí)現(xiàn)真正的無人駕駛
提高計(jì)算能力的核心是芯片技術(shù)的進(jìn)步。在手機(jī)領(lǐng)域，我們每年都可以看到蘋果和高通等制造商發(fā)布新一代芯片，芯片的計(jì)算能力每年都會提高。同樣，英特爾，英偉達(dá)，AMD芯片制造商也將在各自的領(lǐng)域提高芯片性能。在元宇宙領(lǐng)域，可能需要更多的支持VR、AR視覺渲染芯片等設(shè)備。
早在2018年，高通就發(fā)布了一款針對性的產(chǎn)品VR、AR產(chǎn)品設(shè)計(jì)的芯片XR 1GTC會議發(fā)布了業(yè)務(wù)更新公告——英偉達(dá)將為元宇宙提供芯片等基本技術(shù)。就在同一天，AMD宣布Meta（即Facebook更名后的公司)成為其業(yè)務(wù)伙伴，未來Meta將會采購AMD芯片滿足了從社交媒體到元宇宙公司的巨大需求。

Facebook改名為Meta
傳感器是比AR、VR柔性傳感器是實(shí)現(xiàn)觸覺和制造電子皮膚的基石。因?yàn)閭鞲衅魅绱酥匾?，F(xiàn)acebook——改名Meta立即宣布基于柔性傳感器開發(fā)電子皮膚。利用柔性傳感器和導(dǎo)電體，科學(xué)家可以將外部力或加熱轉(zhuǎn)換為電信號，傳遞給機(jī)器人計(jì)算機(jī)進(jìn)行信號處理，使電子皮膚透明、靈活、延展、自由彎曲折疊、可穿戴，實(shí)時(shí)準(zhǔn)確監(jiān)測人體指標(biāo)。
根據(jù)其用途分類，柔性傳感器包括柔性壓力傳感器、柔性氣體傳感器、柔性濕度傳感器、柔性溫度傳感器、柔性應(yīng)變傳感器、柔性磁阻抗傳感器和柔性熱流傳感器。根據(jù)感知機(jī)制，柔性傳感器包括柔性電阻傳感器、柔性電容傳感器、柔性壓磁傳感器和柔性電感傳感器。利用各種傳感器，我們可以在元宇宙中模擬現(xiàn)實(shí)世界的各種感覺。
還有一種特殊微流控芯片的特殊芯片，是一種專門用于傳感器精確控制和控制微尺度流體的技術(shù)，是生物、化學(xué)、醫(yī)學(xué)分析過程樣品制備、反應(yīng)、分離、檢測等基本操作單元，自動(dòng)完成整個(gè)分析過程。
元宇宙的終極模式可能是腦后插管，正如電影《黑客帝國》所示，通過數(shù)據(jù)線將意識連接到計(jì)算機(jī)上，真正在虛擬世界中生存。腦接口是這個(gè)終極版本的硬件基礎(chǔ)，也是目前流行的技術(shù)領(lǐng)域。
元宇宙的終極模式可能是腦后插管，如電影《黑客帝國》中顯示的，通過數(shù)據(jù)線將意識連接到計(jì)算機(jī)上，真正在虛擬世界中生存。
“腦-機(jī)接口”（Brain-Computer Interface，BCI）它是指在大腦和外部設(shè)備之間建立直接的通信和控制通道，以恢復(fù)和增強(qiáng)人體功能。在這一領(lǐng)域，埃隆·馬斯克取得了一定的成就，他Neuralink公司可以讓猴子通過腦接口控制鼠標(biāo)。只要猴子把光標(biāo)移到發(fā)光區(qū)，就可以得到一點(diǎn)香蕉奶昔作為獎(jiǎng)勵(lì)。
當(dāng)然，腦接口技術(shù)仍然非常不成熟，許多人對這一領(lǐng)域保持警惕。他們擔(dān)心未來的人類會完全沉浸在虛擬世界中——或者元宇宙無法自拔，放棄現(xiàn)實(shí)世界的星海。如果人類通過腦接口像黑客帝國一樣被機(jī)器奴役和控制，那將是一個(gè)更可怕的未來。這也是人們對元宇宙的終極擔(dān)憂。
03、云計(jì)算也是元宇宙的基礎(chǔ)設(shè)施
亞馬遜云年12月，亞馬遜云科技re:Invent會議發(fā)布了計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、5G、許多新的服務(wù)和功能，如無服務(wù)器數(shù)據(jù)分析、大機(jī)遷移和機(jī)器學(xué)習(xí)。元宇宙企業(yè)改名不久Meta亞馬遜云技術(shù)被選為長期戰(zhàn)略云服務(wù)提供商。
亞馬遜云科技大中華區(qū)產(chǎn)品部總經(jīng)理顧凡說：元宇宙融合了大量眾所周知的技術(shù)，這些技術(shù)背后是云計(jì)算。無論是在數(shù)字世界中建模還是與之互動(dòng)，都離不開機(jī)器學(xué)習(xí)背后的支持。同時(shí)，元宇宙的世界必然會產(chǎn)生超大的數(shù)據(jù)量，這與底層平臺是分不開的，云必須是最好的平臺。
中國在云計(jì)算領(lǐng)域很有競爭力。
科技界普遍認(rèn)為，云計(jì)算和計(jì)算機(jī)硬件一樣，是元宇宙的基礎(chǔ)設(shè)施。特別是分布式云計(jì)算可以通過將計(jì)算節(jié)點(diǎn)分散到世界各地。計(jì)算、存儲、分析等需求響應(yīng)通常在物理位置附近完成，而無需集中傳輸?shù)竭b遠(yuǎn)的數(shù)據(jù)中心。這種附近的處理方法耗時(shí)較短，能耗較低，是未來人人互動(dòng)的重要基礎(chǔ)技術(shù)支撐。
元宇宙必須建立在先進(jìn)的數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施上。元宇宙的沉浸感、低延遲、隨地等特征不僅適用于VR、AR硬件技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)也取決于高性能的云計(jì)算能力和流媒體技術(shù)?？梢哉f，如果沒有強(qiáng)大的云計(jì)算和大數(shù)據(jù)能力，就很難在元宇宙的競爭中領(lǐng)先。
國際研究機(jī)構(gòu)Gartner2021年4月發(fā)布的研究報(bào)告還顯示，云計(jì)算IaaS市場保持快速增長，全球市場規(guī)模達(dá)到643.9億美元。2020年，華為云全球IaaS市場占比4.2%排名世界第五，阿里云占9%.5%，世界第三，中國第一。也就是說，中國在云計(jì)算領(lǐng)域仍然很有競爭力，這也為我們贏得元宇宙未來的競爭奠定了一定的基礎(chǔ)。
在未來，我們將生活在元宇宙中，所以我們必須要求世界盡可能像現(xiàn)實(shí)世界一樣看到。
除了易于理解的網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)硬件和云計(jì)算外，元宇宙還需要一些基礎(chǔ)相同但普通人不容易理解的設(shè)施，如算法和數(shù)字雙胞胎。算法也很容易理解，這可以被認(rèn)為是軟件層面的技術(shù)基礎(chǔ)。什么是數(shù)字雙胞胎？
數(shù)字雙胞胎是通過數(shù)字軟件模擬物理過程，觀察和數(shù)據(jù)分析，優(yōu)化、轉(zhuǎn)換或發(fā)現(xiàn)問題，然后模擬預(yù)測，以選擇最佳方案。所謂的數(shù)字雙胞胎地球是借助一系列智能傳感技術(shù)和信息傳輸技術(shù)，準(zhǔn)確構(gòu)建數(shù)字雙胞胎地球，或簡單地理解為物理實(shí)體地球的數(shù)字鏡像地球，或與物理實(shí)體地球同步的數(shù)字虛擬地球。在數(shù)字雙胞胎的幫助下，元宇宙可以建立起來。這個(gè)概念將不再開始。
應(yīng)該說，元宇宙的基礎(chǔ)還不牢固，甚至很多基礎(chǔ)設(shè)施都很初級。正因?yàn)槿绱?，我們離想象中的元宇宙還有很長的路要走。

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