人工智能与元宇宙连接虚拟与现实的数字世界

　　元宇宙已成为今日最热门的技术和社会经济话题之一。许多公司通过尝试结合AR/VR、3D动画、区块链等不同技术，致力于为数字世界提供更好的服务。甚至科技巨头Facebook已经更名为Meta。扎克伯格和他的伙伴们显然认为元宇宙的真正顶点是成为下一个时代的主导框架。
　　在技术上，元宇宙被定义为一个广阔的虚拟空间，用户可以在其中以模仿现实世界的复杂方式与彼此的3D数字对象和3D虚拟人物进行交互，并提供游戏、社交等等一系列功能和服务。而将元宇宙与人工智能（artificial intelligence，AI）技术结合是元宇宙技术和社区近些年重点的发展方向。本文将从AI如何影响元宇宙的构建，AI如何具体地驱动元宇宙和他们的发展前景三个方面，详细介绍AI与元宇宙的关系。
　　元宇宙的价值链与AI
　　在新的数字世界时代，元宇宙将更多地由AI驱动并提供内容和支持。AI将驱动元宇宙的所有七个技术层：为空间计算提供动力，为创作者提供框架，提供新的复杂的讲故事形式。如图所示即为元宇宙的七层结构，我们将从最底层也就是基础设施层讲起。
　　基础设施层 包括支持元宇宙的设备、将它们连接到网络并提供内容的技术，比如5G和本地的计算芯片。5G网络将显着提高带宽，同时减少延迟。下一代移动设备、智能眼镜和可穿戴设备也需要性能更强、体积更小的硬件：3nm及以上工艺的半导体芯片；支持微型传感器的微机电系统（MEMS）以及更紧凑、更持久的电池。
　　而人工智能将有助于优化制造、网络路由、安全、材料科学以及构建未来所需的众多其他领域。谷歌的科学家们在探索芯片设计的新方法时，开发出了一种基于机器学习模型的芯片设计辅助算法。现有的芯片基线需要人类专家参与并耗时数周才能生成，而他们的机器学习算法可以在不到6小时内生成优于或等同于手动设计的基线。
　　人机界面 是人机交互发生的空间。这种交互的目标是允许从人端有效地操作和控制机器，同时从机器获得反馈。
　　在信息技术爆发的今天，人工智能为人机交互提供了无数的新选项。通过人工智能算法的加持，计算机在手势识别方面做得越来越好，使用户能够更自然地与计算机进行手势交互。眼球追踪是虚拟现实沉浸式界面的另一个重要途径。VR设备会在眼睛最关注的地方呈现最佳信息，而AI则被用来预测眼睛接下来会看哪里，甚至通过AI预测眨眼来帮助提前准备最佳的渲染画面。
　　终极接口则是神经接口或脑机接口。每个人的大脑都是不同的，而人工智能的作用就是学习和适应每个人的独特性。研究人员已经在猴子大脑中的植入芯片，并借助人工智能来学习和解释从硬件接收到的数据，最后训练Neuralink设备来读取猴子的思想。未来无创的脑机接口获得进一步应用的前景十分广阔。
　　去中心化层 最简单的示例是域名系统(DNS)，它将单个IP地址映射到名称，从而使用户不必在每次想上网时都输入数字地址。而分布式计算和微服务模式为开发人员提供了一个可扩展的生态系统——他们可以充分利用在线功能，构建从商业系统到专业人工智能再到各种游戏系统的一切，而无需专注于构建或集成后端功能。
　　空间计算层 实现了混合现实/虚拟的计算和渲染，消除了物理世界和理想世界之间的障碍。空间计算已经发展成为一大类技术，使用户能够进入和操纵3D空间，并通过更多的信息和体验来增强现实世界。而很多时候，借助人工智能算法可以大大提高计算的效率。著名显卡公司英伟达（NVDIA）就提出了基于其显卡产品的人工智能算法，最终使得3D效果渲染、人物/物体识别、数据集成以及其他的计算效率大大提高。这无疑帮助降低了元宇宙的硬件门槛，大大提高了元宇宙的可及性。
　　创作者经济层 包含着创作者每天使用的所有技术，以打造受欢迎的数字世界体验。设计师和创作者不希望编码瓶颈拖慢他们的速度，他们宁愿将他们的能力发挥到各个项目最独特的地方。而创作者获得新的由人工智能辅助的工具、模板和内容市场，将开发从自下而上、以代码为中心的过程重新定位为自上而下、以创造性为中心的过程。
　　今天，创作者们无需了解任何一行代码就可以在几分钟内从Shopify中创建一个电子商务网站。这个网站可以在Wix或Squarespace中进行维护。3D图形体验可以在Unity和Unreal等游戏引擎中制作。这些都离不开人工智能技术的驱动。
　　发现层 是关于向人们介绍新体验的地方。这是一个庞大的生态系统，也是企业最有利可图的生态系统。从广义上讲，大多数发现层可以分为入站（用户正在积极寻找有关体验的信息）与出站（用户没有明确的需求，即使他们最终做出了选择）。互联网的早期阶段是由社交媒体围绕少数单一供应商的＂粘性＂定义的，而分散的身份生态系统可能会将权力转移到社交群体本身，使他们能够在集体体验中无摩擦地移动。这事，讲故事的能力就尤为重要，而这恰恰又是AI最擅长的。
　　由社区驱动内容比大多数营销形式更具成本效益。当人们真正关心他们参与的内容或活动时，他们会主动地进行传播。随着内容本身在元宇宙环境中变得更容易交换、交易和共享，内容本身也将成为一种营销资产。人工智能很好的利用了这一点并准确发掘出人们真正关心的东西再强化其传播途径，最终使得内容的可达性转换成为实际的收益。
　　体验层 是关于物理空间、距离和物体的非物质化层。当物理空间被非物质化时，以前稀缺的经验可能会变得非常容易获取。游戏已经向我们展示了前进的道路：在游戏中，用户可以梦想成为摇滚明星、绝地武士、赛车手或任何能想象到的事物。曾经的客户只是内容的消费者，而现在在元宇宙的框架下，他们也是内容的创造者和放大器。过去，当提到博客评论或上传视频等普通功能时，会有＂用户生成内容＂的概念。现在，内容不仅仅是由人产生的，更可以由AI直接生成，从用户的互动和反馈到他们社区内对话的实质内容，都将由AI算法反馈出来并以此生成新的内容。
　　元宇宙中的AI用例
　　更准确的头像创建
　　用户是元宇宙的中心，用户头像的准确性将决定用户和其他参与者的体验质量。AI引擎可以分析2D用户图像或3D扫描，以提供高度逼真的模拟再现。AI可以绘制出各种面部表情、情绪、发型、衰老带来的特征等，使头像更有活力。像Ready Player Me这样的公司已经在使用AI来帮助构建虚拟世界的化身，而Meta也在开发对应的技术。
　　数字人类
　　数字人类是存在于虚拟世界中的聊天机器人的3D版本。它们不是另一个人的复制品。相反，它们更像是视频游戏中支持AI的非游戏角色(NPC)，可以对用户在VR世界中的行为做出反应和反应。
　　数字人类完全使用人工智能技术构建，对于虚拟世界的景观至关重要。从游戏中的NPC到VR工作场所中的自动化助手，数字人类的应用层出不穷。Unreal Engine和Soul Machines等公司已经在这个方向进行了投资。元宇宙也讲从各式各样各具特征的数字人类中获得更大的丰富性。
　　多语言的可访问性
　　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像英语这样的自然语言，将其转换为机器可读的格式、执行分析、得出响应，最终将结果转换回英语并将其发送给用户。整个过程只需要几分之一秒——就像真正的对话一样。这使得数字人类真正具有在元宇宙中实用的可能与意义。
　　VR世界的规模花扩张
　　当AI引擎导入历史数据时，它会从以前的输出中学习并尝试提出自己的输出。随着新的输入、人工反馈以及机器学习的强化，人工智能的输出每次都会变得更好。最终，人工智能将能够执行任务并提供几乎与人类一样的输出。英伟达这正在训练人工智能来创建更加复杂的虚拟世界。
　　这一突破将有助于推动元宇宙的可扩展性，使其可以在没有人类干预的情况下添加新世界。
　　人机接口
　　人工智能还可以协助人机交互体验。当用户戴上一个复杂的、支持人工智能的VR设备时，它的传感器将能够读取和预测用户的生物电信号和肌肉运动模式，从而准确地知道用户想如何在虚拟世界中移动。人工智能甚至可以帮助在VR中重现真实的触觉。它还可以帮助支持语音导航，使得用户可以与虚拟对象进行交互，而无需使用手动控制器。
　　人工智能作为创意合作伙伴
　　最新的自然语言处理(NLP)模型为使用AI作为创意合作伙伴打开了大门。NLP模型可以根据用户的输入生成创意写作。
　　同时，人工智能远不止于辅助写作，其甚至还可以从文本描述甚至非常简单的绘图中生成逼真的图像。OpenAI的DALL-E或NVIDIA的GauGAN2等技术已经部分实现了这个目标。而创意合作伙伴无疑将是分布式世界中所有创作者的重要助力。
　　AI在元宇宙中的未来
　　前景
　　未来，元宇宙将提供逼真的景象、声音甚至气味，使得用户可以在家中游览古希腊，乃至于访问星巴克总部的咖啡馆。元宇宙的界面将配备全频谱的VR耳机、智能服装和触觉响应式手套。
　　用户甚至不必是他们自身。元宇宙的成员可以像美洲虎一样在巴西热带雨林中徘徊，或者像勒布朗·詹姆斯一样在麦迪逊广场花园上场比赛。唯一的限制就是用户的想象力。通过人工智能算法对物理和行为进行生物识别、对个体进行情绪识别与分析和队个人数据加以整合，元宇宙将能够为每个人创建定制和增强的现实。
　　挑战与担忧
　　AI创作内容的所有权问题：谁拥有AI创作的内容和VR世界的版权并可以从中获利？
　　如何规范合理地使用AI：用户能否合法地将AI技术应用于元宇宙交互？例如，他们可以使用AI代码来赢得比赛吗？
　　法律意义上的各种问题：虚拟世界中的婚姻是否合法？或者如果有人在虚拟世界中受到攻击，罪犯将如何受到惩罚？随着虚拟世界的发展趋势，一定会存在虚假身份或身份盗用的巨大漏洞。因此，识别合适的人及其实际地址将是所有国家及其立法和犯罪部门的关注重点。
　　结语
　　在大流行的推动下，虚拟世界行业正在快速增长。将人工智能更广泛地应用于增强现实和虚拟现实以构建更智能的沉浸式世界只是时间问题。由于人工智能可以以极高的速度解析大量数据，人们可以利用这一特点，用增强和虚拟现实(AR/VR)结合人工智能和区块链来创建可扩展且准确的虚拟世界。如果没有人工智能，那创造出引人入胜、真实且可扩展的虚拟世界体验将会变得非常复杂且昂贵。