什么是元宇宙，有哪些核心技术？

一、元宇宙的6大核心技术
分类：
（1）基建：物联网技术、网络通信及算力技术、数字孪生技术
（2）底层：区块链技术、人工智能技术
（3）前端：交互技术（全息影象技术、脑机交互技术、传感技术）
1、区块链技术
对于元宇宙，区块链技术极其重要，是元宇宙的重要底层技术，元宇宙的最基础保障,同样一个文件很难区分谁是复制品，区块链技术完美的解决了这一点利用防赏改和可追溯性使得区块链天生具备了“防复制”的特点，区块链还为元宇宙带来去中心化的支撑，为元宇宙提供数据去中心化、存储-计算-网络传输去中心化、规则公开、资产等支持。
2、交互技术
交互技术为元宇宙提供了沉浸式虚拟现实验阶梯，例知VR、AF、MR全息影象技术、脑机交互技术及传感技术等。在这个世界里，内容可以由用户自己输入，带来了无限可能。
3、网络通信及算力技术（5G\6G、云计算、边缘计算）
元宇宙的续用会产生巨大的数据吞吐，为了同时满足高吞吐和低延时的要求,就必须使用高性能通信技术。“5G”具有“高网速、低延迟、高可靠、低功率、海量连接”等特性。“5G”时代的到来，将提供元宇宙的通讯技术支撑。此外，正处于起步阶段的元宇宙，若想实现沉浸式、低延迟、高分辨率等功能，提供用户易于访问、零宕机的良好的用户体验，离不开现实世界中数字基础设施的支撑，包括计算能力、3D视觉效果、虚拟现实技术、互联网连接和其他技术支撑，云计算是其中的重要组成部分之一。元宇宙的发展需要大规模的计算和存储，需要大量的数据交互。真实世界的计算、存储能力直接决定了元宇宙的规模和完整性。
4、物联网技术
物联网是新一代信息技术的重要组成部分，IT行业又叫：泛互联，意指物物相连，万物万联。由此，“物联网就是物物相连的互联网”。这有两层意思：第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信。因此，物联网的定义是通过射频识别、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络 。感官是真实世界与虚拟“元宇宙”的链接，是元宇宙升沉浸感体验的关键所在。物联网的首要条件是设备能够接入互联网实现信息的交互，无线模组是实现设备联网的关键环节。
5、数字孪生技术（游戏引擎、3D建模、实时渲染）
数字孪生是充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据，集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程，在虚拟空间中完成映射，从而反映相对应的实体装备的全生命周期过程。数字孪生是一种超越现实的概念，可以被视为一个或多个重要的、彼此依赖的装备系统的数字映射系统。
6、人工智能技术
人工智能技术是使计算机来模拟人的某些思维过程和智能行为（如学习、推理、思考、规划等）主要包括计算机实现智能的原理、制造类似于人脑智能的计算机，使计算机能实现更高层次的应用。元宇宙中主要用到其中的计算机视觉、机器学习、自然语音学习、自然语音处理、智能语音等技术支撑。

扩展资料：

搭建元宇宙，目前有哪些技术难题有待突破？
1、新型显示技术
沉浸式的体验必然要求沉浸式的显示技术，目前在AR/VR显示领域，无论是显示器件还是图像处理与渲染算法，尚不能完全满足元宇宙应用的技术指标要求。市面上主流的AR/VR显示器件（主要是光学波导片）大多存在着重量大，功耗大，解析度差，色偏严重，常伴有眩晕感等问题，要获得一款又轻又好的显示模组，需要材料学与光学的重大突破。
2、算力约束
从计算架构角度看，元宇宙必然是一种“云-边-端”协同的模式。然而，目前无论是云端还是终端，主流芯片的算力储备远远满足不了元宇宙应用的要求。特别是端侧算力瓶颈巨大，这是因为端侧不仅承担了部分智能感知算法，且更重要的是承担了最核心的虚实融合的真实感图像渲染算法，这类算法算力要求巨大且要求超低功耗，目前主流的端侧计算芯片均不满足如此严苛的技术指标。
3、低时延通讯
元宇宙的核心在于无处不在、无时不在的交互，这些交互了产生天量的实时数据通讯需求。目前5G技术是否能够完全满足如此高带宽、高并发的实时通讯，依然是一个未知数，也许我们要等到6G甚至7G时代的到来才能圆满解决这些问题。
4、新型传感器技术
元宇宙应用对于用户态势感知的需求是前所未有的，对于用户全维度的信息感知（例如外观、位置、姿态、运动、各种生命体征、甚至心情、意图等）需要轻便而高可靠的全系列新型可穿戴传感器。
元宇宙将给我们带来无限的可能，大众可以准备拥抱它所带来的生活和工作方式的改变，期待生活更加美好，人生更加精彩。
而对于相关的企业与投资机构，笔者在这里想说的是，与其热衷于概念炒作，不如沉下心来积极投入到元宇宙相关支撑技术的研发投入中来。毕竟，如果能突破芯片、显示器件、传感器、计算架构等“卡脖子”的关键核心技术，未来才真正无可限量。

核心技术大概包括：
1) 感知：传感器技术（精度、功耗等）；
2) 传输：无线传输技术（低功耗、自适应、时延、广域、接入量等）；
3) 应用：数据处理（云计算、数据挖掘、多标准接口等）、信息安全
难题主要是：
1) 技术成熟度不够，例如电池、RFID、通讯等，虽然发展比较快，但仍然有或多或少的缺陷；
2) 缺乏统一规范，大家都在做，但是没有统一规范导致互相很难兼容，所以难以大规模铺开；
3) 相关产品还不够多，现在虽然概念比较火，不过具体到产品上仍然缺乏能够普遍使用的。

（一）加快技术研发，突破产业瓶颈。以掌握原理实现突破性技术创新为目标，把握技术发展方向，围绕应用和产业急需，明确发展重点，加强低成本、低功耗、高精度、高可靠、智能化传感器的研发与产业化，着力突破物联网核心芯片、软件、仪器仪表等基础共性技术，加快传感器网络、智能终端、大数据处理、智能分析、服务集成等关键技术研发创新，推进物联网与新一代移动通信、云计算、下一代互联网、卫星通信等技术的融合发展。充分利用和整合现有创新资源，形成一批物联网技术研发实验室、工程中心、企业技术中心，促进应用单位与相关技术、产品和服务提供商的合作，加强协同攻关，突破产业发展瓶颈。
（二）推动应用示范，促进经济发展。对工业、农业、商贸流通、节能环保、安全生产等重要领域和交通、能源、水利等重要基础设施，围绕生产制造、商贸流通、物流配送和经营管理流程，推动物联网技术的集成应用，抓好一批效果突出、带动性强、关联度高的典型应用示范工程。积极利用物联网技术改造传统产业，推进精细化管理和科学决策，提升生产和运行效率，推进节能减排，保障安全生产，创新发展模式，促进产业升级。
（三）改善社会管理，提升公共服务。在公共安全、社会保障、医疗卫生、城市管理、民生服务等领域，围绕管理模式和服务模式创新，实施物联网典型应用示范工程，构建更加便捷高效和安全可靠的智能化社会管理和公共服务体系。发挥物联网技术优势，促进社会管理和公共服务信息化，扩展和延伸服务范围，提升管理和服务水平，提高人民生活质量。
（四）突出区域特色，科学有序发展。引导和督促地方根据自身条件合理确定物联网发展定位，结合科研能力、应用基础、产业园区等特点和优势，科学谋划，因地制宜，有序推进物联网发展，信息化和信息产业基础较好的地区要强化物联网技术研发、产业化及示范应用，信息化和信息产业基础较弱的地区侧重推广成熟的物联网应用。加快推进无锡国家传感网创新示范区建设。应用物联网等新一代信息技术建设智慧城市，要加强统筹、注重效果、突出特色。
（五）加强总体设计，完善标准体系。强化统筹协作，依托跨部门、跨行业的标准化协作机制，协调推进物联网标准体系建设。按照急用先立、共性先立原则，加快编码标识、接口、数据、信息安全等基础共性标准、关键技术标准和重点应用标准的研究制定。推动军民融合标准化工作，开展军民通用标准研制。鼓励和支持国内机构积极参与国际标准化工作，提升自主技术标准的国际话语权。
（六）壮大核心产业，提高支撑能力。加快物联网关键核心产业发展，提升感知识别制造产业发展水平，构建完善的物联网通信网络制造及服务产业链，发展物联网应用及软件等相关产业。大力培育具有国际竞争力的物联网骨干企业，积极发展创新型中小企业，建设特色产业基地和产业园区，不断完善产业公共服务体系，形成具有较强竞争力的物联网产业集群。强化产业培育与应用示范的结合，鼓励和支持设备制造、软件开发、服务集成等企业及科研单位参与应用示范工程建设。
（七）创新商业模式，培育新兴业态。积极探索物联网产业链上下游协作共赢的新型商业模式。大力支持企业发展有利于扩大市场需求的物联网专业服务和增值服务，推进应用服务的市场化，带动服务外包产业发展，培育新兴服务产业。鼓励和支持电信运营、信息服务、系统集成等企业参与物联网应用示范工程的运营和推广。
（八）加强防护管理，保障信息安全。提高物联网信息安全管理与数据保护水平，加强信息安全技术的研发，推进信息安全保障体系建设，建立健全监督、检查和安全评估机制，有效保障物联网信息采集、传输、处理、应用等各环节的安全可控。涉及国家公共安全和基础设施的重要物联网应用，其系统解决方案、核心设备以及运营服务必须立足于安全可控。
（九）强化资源整合，促进协同共享。充分利用现有公共通信和网络基础设施开展物联网应用。促进信息系统间的互联互通、资源共享和业务协同，避免形成新的信息孤岛。重视信息资源的智能分析和综合利用，避免重数据采集、轻数据处理和综合应用。加强对物联网建设项目的投资效益分析和风险评估，避免重复建设和不合理投资。

挑战有以下方面的:
1．物联网的政策和法规。
物联网不是一个小产品，也不是只是一个小企业可以做出来，做起来，它不仅需要技术，它更是牵涉到各个行业，各个产业，需要多种力量的整合。这就需要国家的产业政策和立法上要走在前面，要制定出适合这个行业发展的政策和法规，保证行业的正常发展。
2．技术标准的统一与协调。
物联网发展过程中，传感、传输、应用各个层面会有大量的技术出现，可能会采用不同的技术方案。如果各行其是，那结果是灾难的，大量的小而破的专用网，相互无法连通，不能进行联网，不能形成规模经济，不能形成整合的商业模式，也不能降低研发成本。因此，尽快统一技术标准，形成一个管理机制，这是物联网马上就要面对问题，开始时，这个问题解决得好，以后就很容易，开始解决不好，积重难返，那么以后问题就很难解决。
3．管理平台的形成。
物联网的价值在什么地方？在于网，而不在于物。传感是容易的，但是感知的信息，如果没有一个庞大的网络体系，不能进行管理和整合，那这个网络就没有意义。因此，建立一个全国性的，庞大的，综合的业务管理平台，把各种传感信息进行收集，进行分门别类的管理，进行有指向性的传输，这就是一个大问题。一个小企业甚至都可以开发出传感技术，开发出传感应用。但是一个小企业没有办法建立起一个全国性高效率的网络。没有这个平台，各自为政的结果一定是效率低，成本高，很难发展起来，也很难起到效果。
4．安全体系的建立与形成。
物联网目前的传感技术主要是RFID，植入这个芯片的产品，是有可能被任何人进行感知的，它对于产品的主人而言，有这样的一个体系，可以方便的进行管理。但是，它也存在着一个巨大的问题，其他人也能进行感知，比如产品的竞争对手，那么如何做到在感知、传输、应用过程中，这些有价值的信息可以为我所用，却不被别人所用，尤其不被竞争对手所用。这就需要在安全上下功夫，形成一套强大的安全体系。现在应该说，会有哪些安全问题出现，如何应对这些安全问题，怎么进行屏蔽都是一些非常复杂的问题，甚至是不清晰的。但是这些问题一定值得注意，尤其是这个管理平台的提供者。安全问题解决不好，有一天可能有价值的物联网会成为给竞争对手提供信息方便的平台，那么它的价值就会大大的打折扣，也不会有企业愿意和敢于去使用。
5．应用的开发。
物联网的价值不是一个可传感的网络，而是必须各个行业参与进来进行应用，不同行业，会有不同的应用，也会有各自不同的要求，这些必须根据行业的特点，进行深入的研究和有价值的开发。这些应用开发不能依靠运营商，也不能仅仅依靠所谓物联网企业，因为运营商和技术企业都无法理解行业的要求和这个行业具体的特点。很大程度上，这是非常难的一步，也是需要时间来等待。需要一个物联网的体系基本形成，需要一些应用形成示范，更多的传统行业感受到物联网的价值，这样才能有更多企业看清楚物联网的意义，看清楚物联网有可能带来的商业价值，也会把自己的应用与业务与物联网结合起来。
6 商业模式。
物联网商用模式有待完善，要发展成熟的商业模式，必须打破行业壁垒、充分完善政策环境，并进行共赢模式的探索，要改变改造成本高的现状。

---