Day21元宇宙的实践构想07—— 元宇宙和人工智能

0.0 写在前面

“元宇宙”在2021年成为时髦的概念。元宇宙到底是什么？元宇宙是否是互联网技术的下一次革命？未来人类是否可以实现元宇宙？元宇宙由谁来主导建立？元宇宙是未来的技术方向还是只是一个暂时的热点？在新的时代如何考虑技术对人类社会的正面或者负面影响呢？？？想知道嘛，从第一篇开始追起来叭👉👉👉Day12【元宇宙的实践构想01】—— 元宇宙概念和发展历程

部分资料参考文献: 成生辉教授的《元宇宙：概念、技术及生态》

1. 前言

随着Web 3.0时代的到来，ChatGPT的火爆出圈，人工智能领域正迅猛发展，一个新的时代即将到来。可能有小伙伴会问：具体什么是人工智能呢？一个相对标准的定义是：关于智能主体的研究与设计的学问，其中智能主体就是一个可以观察周遭环境并做出行动以实现某个目标的系统。简单讲，就是能够让机器学习数据，并利用学习经验来执行各种任务。而新兴的元宇宙主要特征之一就是将会产生海量的更为复杂的数据，这为人工智能的进一步发展提供了机会，人工智能被用来在增强现实与虚拟中创造更智能、更让人身临其境的世界只是时间问题。

• 人工智能可以以极快的速度读取并解析大量数据。用户可以使用AI进行决策（就像大多数企业应用程序一样），也可以将AI与自动化相结合。元宇宙将结合虚拟现实（AR或VR）技术与人工智能技术，创建出可扩展且更接近现实世界的虚拟世界。

2. 构建虚拟环境

人工智能技术的发展对于构建元宇宙世界是至关重要的，它不仅可以用于训练出具备更高算力的芯片，还可以帮助提升参与者在元宇宙世界中的体验感。通过和AR/VR等技术的结合来优化虚拟体验，可以让参与者在虚拟世界中获得更强的沉浸感。且人工智能强大的深度学习算法，可以把人从构建元宇宙时的重复工作中解放出来，自动扩展元宇宙世界的边界。

2.1 虚拟体验优化

• 人工智能可以协助人机交互（HCI）。当你戴上一个复杂的、支持AI的VR耳机时，它的传感器将读取和预测你的肌肉模式，以准确地知道你想要如何在虚拟世界中移动。AI可以帮助你在VR中重现真实的触觉。另外，计算机在手势识别方面做得越来越好，这将使我们能够更自然地与计算机交互，AI技术可以使计算机更加准确地理解人类的情绪和肢体语言。
• 眼动追踪是虚拟现实沉浸式界面的另一个重要方面：人类眼睛中的光感受器在中央凹的区域最为密集，中央的光感受器可以让人类感知最高分辨率，其他区域则是周边视觉。虚拟现实需要在人类眼睛聚焦的地方呈现最佳信息。AI被用于预测人的眼睛接下来会看哪里，以帮助提前准备最佳渲染。这对于提供最身临其境的体验很重要。
• 每个人的大脑都不一样，所以AI的作用就是学习和适应每个人的独特性。研究人员已经训练Neuralink设备（见图2.12）读取猴子的思想，这是通过使用人工智能来学习和解释从猴子大脑中植入的硬件接收到的数据来完成的。
• 2021年，语言模型开始应用到视觉世界。文字本身就可以表达关于世界的大量信息，但它是不完整的，因为我们也需要视觉来获得信息。下一代AI语言模型将能够根据文本输入编辑和生成图像，同时，视觉空间包含复杂的信息，可以创建合适的文字叙述方式，这将提高机器理解的准确度。
  

2.2 大规模扩展虚拟世界

• 当给定历史数据时，人工智能引擎会从之前的结果中学习并尝试生成自己的结果。随着新的输入、人类反馈和机器学习强化，人工智能的输出将得到改善。最终，人工智能将执行任务并产生与人类几乎一样好的结果。像NVIDIA这样的公司正在训练人工智能来创建整个虚拟世界。这一突破对于确保元宇宙的可扩展性至关重要，因为这可以实现在没有人工干预的情况下让机器自动拓宽元宇宙世界的边界。

2.3 虚拟身份

我们正在使用人工智能技术来模仿和取代人类行为。人工智能通过分析用户在元界中的文字、信息等行为模式预测用户的性格、智力水平和经济水平。元宇宙使用人工智能来创建类似人类的声音和独特的内容。通过使用人工智能技术和元宇宙所需的大量数据，可以创建模仿人类行为的大量模式性的内容。

① 精准虚拟头像制作

• 用户是元宇宙的核心，而头像及虚拟身份将决定参与者的体验质量。人工智能技术可以分析二维用户图像或进行三维扫描，以创建高度逼真的模拟头像。为了让头像更有活力，它可以绘制各种面部表情来表达情绪，还可以表现老化引起的诸如皱纹和老年斑等面部特征。人工智能已经被Ready Player Me等公司用于帮助用户创建在元宇宙中的化身，而Facebook（Meta）也正在开发制作虚拟头像的技术。

② 数字时代的人类

• 在元宇宙中，数字人类是聊天机器人的三维版本。它们不是其他人的精确复制品，而是视频游戏中启用AI的非玩家角色（NPC），对用户在虚拟现实世界中的行为做出反应。数字人类完全是用人工智能技术创造的，从游戏中的NPC到虚拟工作场所中的自动化助手，很多科技公司已经在这个方向上进行了投资。
• Epic Game的MetaHumans项目于2021年4月刚刚进入抢先体验阶段，旨在将创建逼真角色的时间从几个月缩短到几分钟。除了角色的形状外，它还通过逼真的动作和表演使其看起来栩栩如生。下图展示了使用Epic Game的MetaHuman Creator制作出的虚拟人类。
  

③ 多种语言的转换

• 数字人类使用人工智能的主要方式之一是语言处理。人工智能可以帮助分解自然语言，将其转换为机器可读的格式，执行分析，得出结果，然后将结果转换为人类语言并将其发送给用户。整个过程只需要零点几秒，就像现实世界中的人类对话一样。并且，取决于人工智能的训练程度，对话可以转换成任何语言，以便来自世界各地的用户可以在元宇宙中无障碍地沟通。
• 今天，我们已经看到人工智能如何协助人类进行日常工作，如协助检查、测试、编码，甚至自动生成整个故事片段。随着越来越多的人成为数字内容创作者，我们希望AI扮演创意助手的角色，在人类创作者旁边工作，将创作过程中枯燥、重复或困难的任务自动化。AI系统将从元宇宙中先前的示例和模式中学习，并使用学到的信息来协助新的创作过程。
• 然后可以使用这些预测来定制和调整玩家在个人层面上最具吸引力的内容和互动的体验。你可以想象拥有一个AI系统，可以组合甚至生成专为用户量身定制的内容和体验。
• 从提升元宇宙世界中处理庞大数据的算力到生成数字环境、塑造更逼真的AI角色，人工智能的潜在应用几乎是无限的。至于元宇宙，无论最终的形式如何，人工智能技术都无疑是构建元宇宙的极为重要的技术之一。

2.4 数字孪生

• 数字孪生能够使元宇宙和现实世界相互影响。其中任何一方的变化都会导致另一个世界产生相应的变化。第3章将会结合虚拟现实技术，对数字孪生进行更具体的介绍，在此，我们先讨论人工智能技术在数字孪生中的应用。
• 数字孪生是对物理实体或系统具有高度完整性的数字克隆，并能够与物理世界实现实时交互。想要实现数字孪生对物理世界的所有功能，则需要大量地读取数据、处理数据及分析数据，在这个过程中，人为的操作无疑是低效的。因此，有必要将这个过程自动化，而深度学习技术可以训练机器自动从大量复杂的数据中提取有效信息，并进行分析处理。
• 深度学习在促进数字孪生的实施方面具有巨大潜力。有研究提出了一个通用的可应用于数字孪生的深度学习算法。在训练阶段，来自元宇宙和物理世界的历史数据融合在一起，用于深度学习训练和测试。如果测试结果符合要求，那么将实施自动化系统。在实施阶段，来自元宇宙和物理世界的实时数据将被融合以进行模型的推理。
  

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