毕娅娜：支撑元宇宙发展的关键要素和信息基础设施初探

毕娅娜 单位：中国移动研究院邮箱：biyana@chinamobile.com 中国特色元宇宙的实践预示着元宇宙正在从概念走向落地 我国积极探索工业、文娱、生态等领域的全沉浸式、虚实互促的数字化形态。目前国内元宇宙实践以2B/2G的数字孪生复刻与增强为主，2C场景围绕数字人商业模式初步显现，整体产生了实效 元宇宙信息技术最综合的应用，越来越被产业界认为是未来人类生产、生活的重要愿景 元宇宙是“数字中国”“文化自信”“生态文明”的重要载体 二十大报告中，提到“要建设现代化产业体系，坚持把发展经济的着力点放在实体经济上，推进新型工业化，加快建设制造强国、质量强国、航天强国、交通强国、网络强国、数字中国。”“推进文化自信自强。。。增强中华文明传播力影响力，坚守中华文化立场，讲好中国故事、传播好中国声音，展现可信、可爱、可敬的中国形象，推动中华文化更好走向世界。” 元宇宙是建设“数字中国”，传播“文化自信”，构建“生态文明”，讲好中国故事的重要载体www.islide.cc3 元宇宙发展的关键四要素 元宇宙具有学科跨度大、融合创新门槛高、产业支撑体系庞大、治理体系变革深等特点，全社会对元宇宙新技术、新产品、新业态的广泛探索，亟需在政策的指导下形成聚力效应。因此元宇宙发展不单是公司级行为，更要与国家政策、产业发展紧密联动，识别研发布局的关键点，参与国家整体标准体系的搭建，并以生态互补方式递进式发展 •国家政策：是决定顶层设计和产业各方角色的基础，目标是基于新型举国体制构建可信、安全、开放、可治的中国特色元宇宙 •攻关重点：结合国家政策与顶设“以终为始”布局卡位的关键点，目标是牵引建立元宇宙软硬新型信息服务基础设施 •生态构建：通过元宇宙子链+协同创新基地元宇宙实验室，加强产学研用深度结合，促进新业态发展 一、国家政策：产业发展的核心基础 元宇宙正逐步进入务实发展的新阶段，我国政策和产业规划与执行力强，对于全国一盘棋打造区域互通、企业融通的元宇宙空间有着天然的优势。这次《行动计划》出台，就是发挥有为政府和有效市场的合力，统筹发展和安全，系统性谋划和推进元宇宙产业落地，可谓正当其时、意义深远 二、基础设施：产业发展的基石 新业态新发展带来新挑战新机遇网 元宇宙 VR/AR 云游戏 元宇宙点云：5-100Gbps全息：5-50Gbps双向时延：趋向极限 高清/4K 8K@30fps VR视频：150Mbps双向时延(<20ms) 4K@60fps：55Mbps双向时延（<20ms） 4K@60fps：55Mbps时延（~1s） •超低时延，超大带宽•虚实间超强同步•超实时交互•随时随地接入•…… 大带宽 CDNCDN边缘能力下沉切片…… 元宇宙与移动通信网络发展进程互相匹配牵引、螺旋上升 通信网络的发展极大的提升了元宇宙的沉浸感体验，同时元宇宙对技术的高要求也牵引通信网络的发展 6G性能 5G-A性能 5G性能 下行峰值10Gbps上行峰值1Gbps下行体验1Gps上行体验百Mbps千亿物联超越联接稳定时延十倍能效 峰值速率：Tbps通感算融合太赫兹全频段组网 峰值下行3G+bps大上行750Mbps平均下行800M+bps超低时延6-7ms 标准引领、规模试验 技术策源、全面发力 技术先进、全球最大 •R18立项数居全球运营商首位•开展R17关键技术试验•构建全球首批5G-A产业数字化样板 •承担国家重大专项任务•主导ITU、IMT-2030、NGMN等行业组织的6G研究 •牵头5G国际标准项目210多个•多频协同、集约高效覆盖•累计开通5G基站达176.1万 算 元宇宙新业态对算力网络基础设施提出更高要求 元宇宙存在大量实时内容生成、画面渲染、XR和数字人等综合应用到AI、渲染技术的业务，其对分布式渲染、多集群协同调度和专用算力设施有极大需求，要求算力基础设施提供大型异构算力的集中化制作、渲染、AI训练生产能力。 •在国际电信联盟ITU-T大会中，研究院牵头的基于云边多媒体平台的数字人服务需求及架构项目（Requirements and Architectures of Cloud-edge BasedMultimedia Platform for Digital Human Services）在ITU-T SG16立项成功，提出云边多媒体平台架构，是元宇宙数字人应用与云边计算平台结合的全新探索 元宇宙之基：从算网融合基础设施走向一体服务 算力服务的提供离不开算力网络的支撑，算力网络新型基础设施需从算网融合迈向一体服务，利用边侧资源，端边协同一体化方案助力元宇宙灵活多样的端到端业务体验，降低元宇宙建设门槛 算网融合1.0构建算网融合服务 10用户只需要提出任务的具体需求（如输出60帧1080P视频）无需关注底层复杂的算网环境 元宇宙之智：AI赋能元宇宙 人工智能是元宇宙的基础使能技术，可赋能元宇宙数字内容的生产与治理。人工智能的机器视觉、智能语音、智能人机交互等技术，可用于数智人生成，并进一步赋予数智人听、说、看的基本能力 虚拟人生成、面部特点提取、表情迁移、唇音同步 Ø技术特点：基于先进的图像对抗生成、多模态融合等底层技术，通过面部人体关键点提取、表情迁移和唇音同步等模型来驱动虚拟数字人的面部和肢体活动，轻松一键生成栩栩如生的数字人视频 语音识别、语音合成、声纹识别、声源定位与分离能力 Ø技术特点：语音合成MOS得分达3.9；在线语音识别性能1核1.25路延时小于500ms；离线语音识别同步版1GPU卡可支持100路并发，RTF<0.1Ø能力场景：数智人播报 智能交互数智人 Ø技术特点：基于知识图谱、智能搜索、任务式对话、文档问答等NLP技术，实现从多元异构数据（表格、文档、图谱、问答对）到交互机器人的一键生成；智能搜索准确率：93.5%；图谱问答响应速度：46ms；知识图谱构建量：亿级 元宇宙之智：中国移动“九天“人工智能平台 自主构建的商用级“九天”人工智能平台可作为元宇宙的基础使能平台，目前已汇聚智能语音、机器视觉、自然语言理解、智能推荐等核心能力117个，服务104家内外部客户，日调用量100亿+，赋能价值31亿+ AIGC驱动数字原生内容创造，将极大推动元宇宙发展 AIGC将有望塑造数字内容生产和交互的新范式，成为数字内容生产基础设施，未来元宇宙中大量的数字原生内容将基于AIGC创作；chatGPT作为AIGC领域近期重大突破之一，大幅超越过去的AI问答系统，将极大的赋能数字人，提升智力水平对话水平 作为典型的文本生成式AIGC，chatGPT可以看作是GPT3.5版本，使用了人类反馈强化学习（RLHF）技术，能持续学习人类对回答的建议和评价，超更加正确的方向前进，用不到GPT3的1%的参数，从量变到质变，实现了极佳的对话效果，大幅超越过去的AI问答系统。 AIGC（AI Generated Content）是由AI生成的内容，其特点是自动化生产、高效。随着自然语言生成技术NLG和AI模型的成熟，AIGC逐渐受到大家的关注，目前已经可以自动生成文字、图片、音频、视频，甚至3D模型和代码。 •ChatGPT赋能数字人，将成为数字人的重要技术基础：chatGPT可以作为大型语言模型集成到各种数字人中，围绕NLP能力文本驱动，通过ASR-NLP-TTS进行感知-决策-表达的闭环驱动数字人交互，实现数字人高度逼真的语言对话能力，执行智能的复杂任务。目前国内多家数字人企业已经宣布集成chatGPT技术，Meta也提出了相应的智能助手创建计划。 •AIGC为构建沉浸式的元宇宙空间环境提供核心基础设施技术，将成为元宇宙的生产力工具，极大的提高构建质量和速度；•红杉资本在最近的研究报告中也指出，到2030年文本、代码、图像、视频、3D、游戏都可以通过AIGC生成，并且达到专业开发人员和设计师的水平。 •元宇宙中的数字人需要有更加自然、逼真的对话体验，ChatGPT可以为数字人提供这样的能力。同时，元宇宙和数字人的发展也可以为ChatGPT提供更加广泛、深入的应用场景，从而推动ChatGPT技术的进步。 •除chatGPT外，AIGC也会大大提升数字人的制作效能，实现数字人形象的快速生成、渲染和互动能力。 规 以分布式数字身份为基础，构建元宇宙信任体系 区块链构建的信任身份体系是元宇宙经济系统的基础，承载“数字人”身份及资产数据、信用数据等身份数据的集合，在元宇宙世界里用户真正拥有并控制自己的个人数据和资产，可实现跨体系、跨领域去中心化身份数据共享能力，实现数字世界中社交、生产、交易、创作等数字经济活动，元宇宙身份信任基础支撑元宇宙的经济系统搭建和运行 三、标准体系：技术储备和标准化布局 积极开展研究储备和标准化布局，在ITU，3GPP，CCSA等标准组织积极牵头立项和输入文稿，引导产业技术发展方向，以元宇宙算网增强、数字人、身份体系、沉浸式编解码等为撬动点，构建我司元宇宙技术领域技术引领优势 四、生态构建：面向中远期创新孵化 中国移动建设产业协同创新基地，包括5G/6G，算力网络，室内、室外、跨地域试验环境，并建设元宇宙实验室，汇聚“算、网、智、链、桥、魂、境”等要素，通过联合开发、演示、试点等手段，推动元宇宙关键能力成熟，培育元宇宙创新生态，并开展相关国际交流与合作 元宇宙实验室 四、技术生态：面向中远期创新孵化 由于元宇宙业务处于萌芽阶段，业务形式新，对业网算的需求复杂且多技术融合，需要内部多实验室和产业生态内多伙伴合作，建议前期收敛业务入口，通过统一的内部接口，对新业务进行业务测评和业务模型提取，实现多实验室的协同，沉淀开放共享的能力 产业合作生态 虚拟现实创新中心 咪咕 紫金创新研究院 中央美院 咪咕数智人 5G+VR教育 沉浸式艺术展 数字藏品发行 拓展5G+VR教育应用，智慧教室、远程教培等领域创新。 基于信息网络实现远程创作、远程传播及播放控制等技术 咪咕超写实数字人高精度模型、实时动态扫描、人脸拟合等。 基于区块链技术实现数字藏品发行能力（紫鲸） 云上内容创作 云渲染+泛在调度 大场景孪生建模引擎 数藏元宇宙展馆实现元宇宙空间下的数字藏品的展示展览。 面向城市级大场景，实现开放可用的孪生建模工具引擎，提升场景建模效率。 泛算调度平台赋能离线云渲染业务的达到资源快速扩缩，快速渲染的效果。 探索面向创作者经济的数字媒体商业模式。基于数字版权保护的新媒体技术 元宇宙新业务评测、业务模型提取-内部实验室接口