元宇宙技术发展对国防工业的启示建议

刘凌旗 杨晨星/文

元宇宙是以智慧互联、智能交互等先进信息技术手段，通过增强客观物理空间、融合数字虚拟世界，创造形成的虚实共生的新型社会形态。国家“十四五”规划提出要打造数字经济新优势，充分发挥海量数据和丰富应用场景优势，促进数字技术与实体经济深度融合，赋能传统产业转型升级，催生新产业新业态新模式。近期，科技界、学术界纷纷入局元宇宙概念，再度推动世界主要国家对数字化技术的集中审视，我国防工业领域也须高度重视相关概念演进及其带来的潜在影响。

元宇宙引发国内外广泛关注概念阐释不断丰富

元宇宙发端较早，近期从产业界蔓延至政府和军工领域。美国科幻作家尼尔·斯蒂芬森于1992年《雪崩》一书提出元宇宙概念，描述了平行于现实世界、始终在线的虚拟世界。游戏平台Roblox 公司首次将此概念写入招股说明书并成功上市，掀起了科技产业界的元宇宙热潮。脸书公司基于内部业务调整而正式更名为元宇宙英文前缀Meta，意为包涵万物、无所不联。韩国科技通信部发起由现代、SK集团、LG 集团等200 多家企业组成的元宇宙联盟，首尔市政府推出《元宇宙首尔五年计划》，在经济、文化、教育、信访等领域打造数字服务生态，成为首个地方政府提出的工作规划。在军工行业，微软公司获得美陆军218.8 亿美元合同，生产12 万套HoloLens 混合现实头显设备；Darpa 开启了“面向目标支持的自主多模态吸收”项目，通过人工智能和增强现实技术为美军机械工程师和医护人员实时生成军事培训指导材料，已向施乐公司、加州大学圣巴巴拉分校、罗斯托克大学等组成的团队授予580 万美元研发资助。

国内紧跟元宇宙热潮，探索引入地方规划并启动预研项目。腾讯、百度、网易抢先注册Metaapp、雷火元宇宙等商标，北京辖区目前注册量居首位，其次是广州、深圳和上海。《上海市电子信息制造业发展“十四五”规划》前瞻部署量子计算、第三代半导体、6G 通信和元宇宙等领域，《关于浙江省未来产业先导区建设的指导意见》提出构建以区块链、第三代半导体、量子信息、元宇宙等为重点的未来产业发展体系。清华、北大、复旦先后发布《元宇宙发展研究报告2.0版》《元宇宙2022：积蓄的力量》《化身与智造：元宇宙座标解析》等报告。中国移动通信联合会元宇宙产业委员会由物链芯工程技术研究院、央链全球、元宇宙实验室等机构发起成立，已举办“元宇宙：灵境与科学艺术”纪念钱学森先生诞辰110周年论坛，并推出《元宇宙产业宣言》。在军工行业，航天科工二院北京电子工程总体所发布“虚拟孪生-元宇宙协同建模仿真方法研究”公告，需针对元宇宙、虚拟孪生等新型虚拟环境交互理念对作战训练带来的新理念新启示，开展支撑虚拟孪生复杂性/动态性的元宇宙体系描述方法、物理引擎等技术预研。

元宇宙由多种技术综合而成尚处于初级发展阶段

元宇宙本质上是对现实世界的虚拟化、数字化过程，是多种网信技术的综合集成与应用。元宇宙旨在构建一个与现实世界持久、稳定连接的数字世界，需要借助于电子信息行业各类技术的集成式应用。其中，扩展现实、数字孪生、先进显示和智能穿戴设备、生物传感器、脑机接口等技术可在人机交互层全面提升开放世界的沉浸感，云计算、物联网、移动通信等技术在低时延的网络传输层实现参与者不受时空限制的自由进出，GPT-3 模型、多技能AI 等技术在提升创作效率方面可实现内容应用的实时生成、体验和反馈，而区块链与隐私增强计算则提供了元宇宙基本组织形态、治理模式和交易机制所必需的技术架构。中国工程院院士郑纬民认为，分布式存储是维持元宇宙持久运转的基本方式，区块链是解决数据要素的产权属性问题的关键技术，算力和数据是元宇宙和数字经济发展的基础。可以说，元宇宙为经典互联网增加空间性维度，赋予用户时空拓展层面的全新体验和价值。

元宇宙被视为下一代互联网形态，然而现实世界的科技水平决定其发展的上限。与目前的互联网形态相比，元宇宙刻画出一种更加沉浸式、共享的三维虚拟空间，但人类对自然界物理规律和真实现象的理解决定了虚拟世界中能够存在什么，当前科技发展水平的高低决定了元宇宙能在多大程度上实现。数字化虚拟世界发展过程是循序渐进的，需要在共享的基础设施、标准及协议的支撑下，由众多工具和平台不断融合、进化而最终成形。现有技术没能突破的情况下，元宇宙更宜被阐释为寄托社会公众对未来技术发展信心的承载体，随着智能交互、区块链、物联网、先进计算、电子竞技的大幅进步，有望实现高度自由的数字生活方式和新型虚拟空间的构建。

元宇宙属于数字化范畴对我国防工业转型带来机遇

元宇宙涉及的技术覆盖了底层支撑、前端设备和场景内容入口，其对高级社会形态的探索虽未超出数字化和智能化的范畴，但所带来的技术赋能和产业机遇值得期待，有望激活数据要素潜能，加速推动我国防工业数字化转型降本增效。

一是增强武器装备人机交互显示，提升演习训练效果。当前的人机交互主要通过键盘、触摸和模糊的语音识别，但如微软Hololens等产品正在改善新一代的交互体验和方式，通过小型化、便携化的虚拟现实设备增强人与人、人与环境的互动，为军事训练和实战装备提供新手段，加强网络信息全域作战的指挥控制应变效能。实战化演训是军队保持领先优势的有力支撑。同时，元宇宙系统反复与士兵交互迭代，借助大量复盘模拟不断完善学习策略，通过自主化智能技术使实战训练以非预测模式进行，有利于提升士兵和指挥官的作战应变能力和实战效果。

二是改善复杂产品研制生产模式，力求最优化质量效益。随着数字孪生技术以及5G 连接性的增强，元宇宙形态有助于逼真地演示验证大型机械工程的原理、复杂精密零件的工艺流程，还原现实车间的生产环节，减少实际操作中出现的故障。在国防工业型号产品试验方面，元宇宙环境下模拟的最新成果更有利于提前呈现其科研设计、制造装配和后期维护的图景，加快产品开发进程、特点发现和优势路径升级。同时，还能提供零物理风险的真实培训环境，避免不可行的研发生产项目或产生高昂的费用，加强装备服务和安全保障的竞争能力，提升国防工业现代化高质量发展效益。

三是推动国防工业结构化转型，激发新业态新布局。传统军工制造业主要以机械化历史阶段的六大行业为基础，发展架构与模式愈来愈难以满足新时代中国特色先进国防科技工业体系建设的要求。随着网络空间、电磁空间、太空和深海等新的战场空间不断被开辟，联合全域作战和体系化对抗成为新样式。基于元宇宙和虚拟现实的仿真应用及其可视化延伸，有望为传统国防工业结构变革带来新的影响和发展机遇，倒逼国防工业数字化转型和实现自主创新的紧迫感，提高构建国产化基础软硬件生态的意识和理念，持续打造高可用、高安全、智能化的元宇宙数字应用新模式新业态新布局，加快构建满足数字化智能化武器装备研制生产需求的新型国防科技工业体系。

然而，元宇宙也因集成诸多信息技术，可能存在更加多元的内生安全隐患，面临国防工业网络攻击、关键基础设施故障、信息泄漏等风险。在催生新数字创意岗位、推动中小企业发展的同时，带来了就业替代和管理结构的变化，对先发优势以外的行业造成一定管理冲击。军工数字产业化转型面临竞争形势，一些数字体验较差的企业可能遭遇淘汰危机。此外，与以往数字技术生态类似，元宇宙在各国的发展和国防应用将呈现不均衡状态，有些国家现有技术水平、用户群体、供应链环境适应元宇宙发展。我国硬件设备市场增长迅速，军事软件研发实力相对滞后，可能面临歧视性的准入门槛和要求，如不进行及时关注，容易导致对他国技术和标准的依赖性。

元宇宙暗和灵境技术建议跟踪引导和试点布局

习近平总书记高度重视新一代信息基础设施建设工作，指出要推动数字经济和实体经济融合发展。刘鹤副总理在5G+工业互联网大会开幕致辞时也提出，要充分利用好我国产业应用场景丰富的有利条件，补齐工业互联网短板，大胆探索颠覆式技术路径，创造性地解决产业难题。元宇宙催生二轨社会关系、第二数字身份等认知创新，某种程度回应了钱学森先生提出的“灵境”技术概念。结合其初步发展情况，提出以下三点建议。

第一，持续跟踪发展趋势，科学布局元宇宙技术研究。在资本与舆论的驱动下，政府界和学术界逐渐开始启动研究工作。建议管理部门确立“超前跟踪、试点布局”的思路，引导军工科研院所关注元宇宙发展动向及技术趋势，探索构建多方认同的利益机制。国防科技工业的相对独立性和产品的特殊属性提供了工业元宇宙应用场景，需突破芯片、算法引擎、编辑器、网络通信、视频编解码等基础技术，强化扩展现实、卫星互联网、融合通信、边缘计算、区块链等核心研发能力，布局6G 通信、脑科学、数字孪生、人效增强等前瞻领域。

第二，加强学科交叉融合，积极培养战略科学家队伍。多数元宇宙公司已开始招揽人机交互、视觉算法等涉及人工智能和编程开发的科技型专业团队。军工行业也应借助元宇宙发展机遇，面向全球引进一些既懂传统装备技术、又懂战略新兴前沿领域的高端复合型人才。大力推动国防院校、高技术企业与新型研发机构开展项目合作，加强战略科学家团队培养，进一步优化交叉学科体系设计，支持新兴学科和基础学科进行交叉融合，积极培育一批复合型技术后备人才，为领跑元宇宙发展赛道做好全维度的人力资源储备。

第三，锻造国际竞争实力，主导未来网信生态话语权。元宇宙世界具有跨国属性，以虚实融合方式改变现有指挥架构与作战流程，相关风险挑战将成为未来国家安全发展的潜在议题。建议加强全球网络信息行业的横向关联，夯实本土企业软硬件国际竞争实力，积极谋划网络空间生态布局。军工单位应主动培育实战化的研发能力和虚拟数字场，试点推进元宇宙涌现场景设计和典型技术在武器装备的嵌入应用，促进传统行业与新兴技术的有机融合，主导开展国际社会合作探索性、建设性沟通，有序推进网络信息产品研发、生态适配以及产品落地。