孟楠 端木森嘉 劉夢 李飛遠 陳才
(1.中國信息通信研究院產業與規劃研究所,北京 100037;2.蘇州工業園區大數據管理中心,蘇州 215127;3.蘇州工業園區管理委員會,蘇州 215028)
0 引言
近年來,隨著以構建可信可溯源交易為代表的區塊鏈技術、以虛擬現實(Virtual Reality,VR)和增強現實(Augmented Reality,AR)為代表的交互技術、以高逼真建模渲染為代表的電子游戲技術、以建模仿真為代表的人工智能(Artificial Intelligence,AI)技術、以5G和云計算為代表的網絡技術、物聯網及數字孿生技術等快速發展,多種數字技術集成整合的元宇宙應運而生[1-2]。
2022 年,Meta、Roblox 等元宇宙龍頭企業股價大幅下跌,微軟、騰訊等科技公司逐步收縮元宇宙團隊,非同質化代幣(Non-Fungible Token,NFT)市場交易筆數大幅下降。但元宇宙發展暫時“遇冷”并非由于缺乏長期實用價值,而是早期炒作造成泡沫破滅。隨著裸眼3D、智能建模、生成式人工智能(Artificial Intelligence Generated Content,AIGC)等支撐元宇宙建立運轉的技術和硬件系統加速擴張完善[3-4],元宇宙作為信息技術與實體經濟虛實融合的重要載體,在智能制造、文化旅游、教育培訓等眾多細分領域仍蓬勃發展。
產業園區是經濟發展的主引擎、要素資源的集聚地和數字轉型的先行區,有利于開展元宇宙創新應用場景建設,部分產業園區已先行試點開展元宇宙產業和創新場景建設。蘇州工業園區(Suzhou Industrial Park,SIP)擁有大量元宇宙應用場景需求和核心技術企業,應抓住機遇,為元宇宙應用場景營造良好環境,強化元宇宙創新場景開拓,以場景融合應用拓展產業發展需求,以核心企業引育形成產業集群,以核心技術的突破帶動優勢領域創新,打造元宇宙應用場景創新示范區。
1 元宇宙實踐經驗與應用場景
1.1 元宇宙實踐經驗
因元宇宙有利于經濟社會全方位轉型升級,多地積極參與到元宇宙的建設發展浪潮中。北京城市副中心、浙江、上海張江鎮、蘇州、昆山等地相繼發布元宇宙頂層規劃和重大應用場景需求,打造一批元宇宙標桿應用場景,建立元宇宙展示體驗中心(見表1)。北京城市副中心出臺《北京城市副中心元宇宙創新發展行動計劃(2022—2024 年)》,提出將城市副中心打造成以文旅內容為特色的元宇宙應用示范區,累計發布多項應用場景清單,深入挖掘大運河景區、文化旅游區、張家灣設計小鎮等重點建設場景,以場景釋放吸引企業集聚。浙江發布《浙江省元宇宙產業發展2023 年工作要點》,打造面向跨時空多尺度元宇宙的數字孿生引擎,支持元宇宙場景建設,并將評選發布年度元宇宙技術成果、標桿產品、示范場景。上海張江鎮依托于數字孿生的空間計算引擎、AI 自學習技術,打造張江鎮數字孿生底座,服務政務元宇宙、各類場景應用,使園區的管理能力和效率提高30%[5]。蘇州發布2023 年度蘇州市元宇宙重大應用場景需求,初步構建起“古城數字孿生+元宇宙建設”數字化保護體系。昆山提出結合本地文化,打造“元昆曲”“元現場”“數字周莊”等。
1.2 元宇宙應用場景概況
通過整理2022—2023 年多項元宇宙發展政策文件發現,元宇宙應用場景集中在工業生產、文化旅游、融合媒體、教育培訓、體育健康醫療、商貿創意消費、演藝娛樂、安全應急、智慧城市、政務服務、能源、辦公、金融、農業食品、虛擬數字人等領域。其中,文化旅游、工業生產、教育培訓、商貿創意消費、體育健康醫療、智慧城市六類應用場景提到的次數較多,關注度較高,是元宇宙重點應用領域。
在文化旅游領域[6],元宇宙可應用于文化古跡、博物館、旅游景區,采用數字人講解、慮擬現實預覽、增強現實導覽、虛實融合演出等服務方式,讓文化信息傳播得更廣、更生動。如“元豫宙”復刻了少林寺、龍門石窟、太昊陵等多個河南文旅景觀,創新復活中原歷史,創造復刻中原人文景點和山水景觀,創意解讀中華文化。
在工業生產領域,元宇宙可用于實體產業生產環節,通過三維建模和模擬分析,能夠輔助企業開展優化設計、清理與維護、智能控制等,建立更加高效率低成本的業務優化流程與模式[7]。如愛柯迪5G 數字孿生工廠實現了從車間到設備等各層級數據的全面監控和實時管理,極大提升了工廠統籌管理效率,同時面向物理工廠構建數字化工廠,為后續開展設備故障預測性維護、業務運行仿真提供技術支撐。
在教育培訓領域,通過具身參與、自由交互和數字連接,打造超現實的虛實融合教學環境,推進學習者思維的表象化[8]。如朗訊科技有限公司打造元宇宙集成電路封裝數字工廠,再現真實的工作場景,實現實操訓練的沉浸式體驗。
在商貿創意消費領域,建設AR 購物、元宇宙商城等虛實融合購物空間,探索打造元宇宙智慧商圈,推進線上商城和線下消費融合發展[9]。如在張江科學城元宇宙城市空間,可由虛擬模型、箭頭、虛線等元素為用戶導航,指引方向;由虛擬人對來訪客戶進行商場介紹、產品介紹,通過元宇宙方式進行點菜、導覽。
在體育健康醫療領域,元宇宙可應用于體育訓練或賽事,打造線上線下相結合的數字化、智能化、沉浸化的新型體育運動解決方案;賦能醫學研究,優化術前規劃與術中導航等解決方案,為醫護人員提供手術練習及術前模擬。如西門子旗下的PSE 公司開發出針對藥物生產過程、藥物配方及藥物性能三個維度的端到端全流程數字孿生模型,極大提高了研發效率,優化了開發工藝。
在智慧城市領域,在元宇宙平臺搭建物理城市的數字鏡像,建立擁有高度一致性、實時性和同步性的數字城市,有助于提升城市通信系統、交通系統、能源系統、生態系統、城市基建等的運行效率[7,10]。如深圳市坪山區以數字孿生底座為基礎,構建全區三維立體式城市空間,匯聚城市部件、應急、醫療、教育、衛生等政務專題數據,為坪山區政府決策、業務管理應用提供統一的空間數據和服務支撐,促進坪山區智慧城市規劃、建設、管理和輔助領導決策全流程應用[5]。
2 蘇州工業園區元宇宙應用場景建設現狀
2.1 園區元宇宙應用場景現狀
經調研,蘇州工業園區(以下簡稱“園區”)業態豐富、場景多元,在文化旅游、工業生產、教育培訓、商貿創意消費、智慧城市等多個領域涌現出一批元宇宙應用示范場景。
文化旅游類場景特色鮮明。“巴黎·我愛你”微型元宇宙展覽亮相2022 年首屆“蘇州金雞湖中法文化藝術周”,通過360 度全景渲染、數字分身、混合現實等數字技術實現蘇州到巴黎的“時空穿梭”;草鞋山遺址構建跨越時空的遺址公園數字孿生體,結合5G、AR 等技術讓觀眾沉浸式感受“江南文化”。
工業生產類場景應用廣闊。億滋食品(蘇州)有限公司“燈塔工廠”打造數字孿生物流,構建數字孿生工廠、貨物、車輛、門禁、垛口、庫房,利用物聯網和算法模擬、調度和優化物流資源自動化運作;博世汽車部件(蘇州)有限公司將“AR 數智平臺”應用于設計研發、生產、銷售等環節,賦能智能制造,實現降本增效[11]。
教育培訓類場景成效顯著。北美聯通訊科技(蘇州)有限公司等園區企業引入AR 平臺開展新員工培訓,顯著提升了員工培訓效率和培訓效果;園區車坊實驗小學、星洋學校等中小學校探索開展VR 實驗室、3D課件制作等虛擬教學新模式;園區工業技術學校、服務外包職業學院等職業院校建設虛擬仿真實訓基地,為學生創設接近真實訓練基地的學習環境;西交利物浦大學等高等院校計劃建設元宇宙虛擬教學空間和虛擬數字人,實現靈活多樣的教學場景空間和授課形式;園區組織部計劃建設黨員干部教育基地未來教室,以云展廳、云培訓等方式還原創業場景,讓黨性教育更加入腦入心。
商貿創意消費類場景需求旺盛。環金雞湖商圈正積極探索“消費元宇宙”,利用沉浸式、數字人等方式,發展虛擬試穿、虛擬導游、虛擬導購等新業態。通過對金雞湖商圈消費圈層進行客群調研,發現目標客群集中在90～95 后,為“Z 世代”消費客群,對元宇宙接受度較高。此外,金雞湖商圈在蘇州屬于較國際化、時尚化、現代化的消費地,擁有7.2 萬家的市場主體,57 個大中型商貿載體[12],急需元宇宙提升“商機”。
智慧城市類場景深入推進。園區公安分局打造奧體數字孿生安保指揮系統,實現奧體場館安保資源、實時態勢一圖可視;園區生態環境局推進水利部數字孿生流域建設先行先試項目,有望實現金雞湖、獨墅湖及周邊水域水利調度自動匹配和水質水環境自動巡查;園區上線運行元宇宙云展廳,實現數字孿生創新坊成果、園區信息化建設成果的展示。
2.2 園區元宇宙技術現狀
園區元宇宙創新主體、數據資源、智力資源都十分豐富,基本具備技術供給和場景建設互動演進的持續創新力。
園區元宇宙技術布局較為完整。對照“大螞蟻(BigAnt)”六大領域以及《蘇州市培育元宇宙產業創新發展指導意見》前沿技術布局,根據中國信息通信研究院知識產權中心數據,截至目前,園區各類創新主體共有元宇宙相關專利2 986 項,沉浸式人機交互領域技術優勢明顯,物聯網、區塊鏈、電子游戲等領域技術儲備全面(如圖2)。蘇大維格、思必馳、夢想人軟件、蝸牛數字科技等企業擁有元宇宙專利的數量較多,有望成為元宇宙細分領域“專精特新”企業。
園區元宇宙建設所需的數據資源豐富。公共數據資源方面,園區初步構建了跨部門、跨系統、跨層級的數據共享體系,智能中樞、經濟大腦、空間資源服務樞紐等平臺沉淀大量基礎數據、經濟數據和空間數據,為園區構建元宇宙城市治理與服務空間奠定扎實基礎;社會數據資源方面,以“燈塔工廠”為代表的工業企業依托“智改數轉”沉淀大量工業生產數據,千余家金融類機構積累大量高價值金融數據,蘇州中心商場、圓融時代廣場、蘇州文化藝術中心等匯聚海量消費和文旅數據,為園區打造工業、金融、消費、文旅等元宇宙應用場景提供有力支撐。
園區元宇宙智力資源豐富。園區已匯聚新加坡國立大學、南京大學、中國人民大學等多所國內外知名高校和多家科研院所。眾多創新資源、人才資源為園區元宇宙發展提供有力的科技和智力支持。
2.3 園區元宇宙存在問題
整體來看,園區元宇宙應用場景建設具有良好基礎,但也存在一些不足。
一是元宇宙發展環境仍需完善,政策支持力度有待加強。園區缺少類似北京、上海、浙江、昆山等地的元宇宙專項政策,元宇宙場景建設方向不清晰,具體發展目標、重點項目尚未明確。
二是園區元宇宙技術創新引領能力不強,企業尚未成為場景創新主體。據中國信息通信研究院數字中國發展與決策支撐平臺統計,北京、上海、杭州、蘇州、成都等城市元宇宙核心技術相關企業共383 家,其中位于第一梯隊的北京、上海分別擁有139、134 家。蘇州擁有元宇宙核心技術領域相關企業35 家,其中新型顯示企業17 家、沉浸式交互企業5 家、AR/VR 企業5家、圖像渲染企業4 家、虛擬數字人4 家[13]。類腦智能、智能算法、預測模型、圖像渲染等核心技術企業數量與第一梯隊城市存在較大差距,且企業規模普遍不大。園區元宇宙場景創意提出、設計開發、資源開放、應用示范等過程仍以政府為主,企業尚未發揮場景創新的主體作用。
三是園區元宇宙建設場景小而散,建設成本高,缺少標桿示范場景。園區元宇宙發展整體還處于起步階段,場景建設以點狀應用為主,跨行業的高價值應用場景較少,缺乏代表性平臺、地標性場景、標志性成果,元宇宙場景建設對蘇州工業園區“2+3+1”特色產業體系(即“新一代信息技術、高端裝備制造”+“生物制藥、納米技術應用、人工智能”+“現代服務業”)的賦能、帶動作用還未充分顯現。
3 園區應用場景實施建議
結合北京城市副中心、浙江、上海張江鎮等地實踐經驗,憑借園區元宇宙應用場景先行先試、元宇宙技術產業基礎較好等優勢,面向文化旅游、工業生產、教育培訓、商貿消費、健康醫療、公共服務等場景需求,針對應用場景建設環境有待完善、核心技術存在短板、缺少標桿場景等問題,提出以下幾點建議。
3.1 強化元宇宙創新場景開拓,形成標桿示范應用
結合園區需求和發展實際,布局謀劃統籌場景建設,分步驟、分區域開放文化旅游、工業生產、教育培訓、商貿創意消費、體育健康醫療、智慧城市等典型場景,建議重點開展以下幾種應用場景。
一是推進文旅元宇宙深度發展。依托草鞋山遺址元宇宙、“巴黎·我愛你”微型元宇宙、金雞湖商圈元宇宙等場景建設,形成文旅元宇宙場景建設路徑,圍繞蘇州中心、比斯特購物中心、當代美術館、摩天輪等打造一批元宇宙網紅打卡點,基于豐富的場景,構建園區元宇宙展廳。
二是深耕工業元宇宙融合賦能。推廣宣傳“燈塔工廠”經驗,扶持、指導園區企業利用數字孿生技術在裝備研發設計、生產優化、設備運維和產品測試等各環節融合應用,促進元宇宙在生物制藥、納米技術等領域技術賦能,推動產業提質提速創新發展。
三是推動教育元宇宙融合應用。鼓勵園區幼兒園、中小學、高校等拓展智能化、交互式在線教育模式,探索開發VR 全景課堂、虛擬教師、虛擬仿真教學平臺、定制化學習資源推送平臺等集成應用;支持園區集成電路封裝測試企業、高端裝備制造企業探索元宇宙實操培訓與仿真實踐。
四是加快消費元宇宙應用。以蘇州中心商場為試點建設元宇宙購物中心,3D 可視化展示商品,消費者可以虛擬分身,體驗“云逛街購物”。
五是探索體育健康醫療元宇宙發展。鼓勵蘇州生物醫藥產業園企業開展數字孿生藥物研發,支持獨墅湖醫院打造高仿真虛擬醫療環境、建設醫療三維輔助診療平臺。以金雞湖畔為載體,以蘇州風貌為主題,以云端體育賽事為抓手,打造金雞湖“云上漫跑”。
六是加快構建城市元宇宙。以奧體數字孿生安保指揮系統、金雞湖流域管理、黨員實訓基地“數字孿生小白樓”等場景建設,吸引數字政府和元宇宙企業,加快元宇宙在城市治理、應急處置、規劃建設等領域應用,打造“城市信息模型+城市生命線”、視境全域跟蹤、政務服務元宇宙等示范場景。
3.2 發揮元宇宙技術協同優勢,支撐應用場景建設
一是加強基礎技術儲備。以建設人工智能創新發展試驗核心區為契機,以獨墅湖科教創新區為載體,加快推進人工智能、數字孿生等元宇宙底層技術創新;發揮感知交互、數字人、數字孿生等技術優勢,大力推進智能算法、預測模型、內容生產、異構計算芯片等元宇宙前沿技術及基礎軟硬件開發,通過“揭榜掛帥”、聯合攻關等方式解決元宇宙領域“卡脖子”技術問題,補齊智能硬件、數據可信流通等短板。
二是加快發展“智能+”的元宇宙技術體系。發揮園區在人工智能、工業軟件等領域的優勢,支持企業積極對接文心一言、星火認知等AIGC 能力,研發大語言模型下的三維建模、渲染引擎、仿真推演等產品,提升類腦智能、AR/VR、圖像渲染引擎等元宇宙核心技術的創新能力。
三是推進元宇宙標準體系建設。支持園區機構參與國內外元宇宙、虛擬現實等標準制定,根據行業急需度明確標準研制路線圖,拓展在元宇宙領域的標準規范源頭創新。
3.3 完善元宇宙產業服務體系,培育產業生態促進應用發展
一是自上向下的產業培育。編制元宇宙重點產業圖譜,重點圍繞圖像渲染引擎、數字建模、沉浸式人機交互、虛擬數字人生成、數字內容制作、數字資產交易等細分領域,加強產業鏈招商,聚集一批產業關聯度高、成長性強的企業落戶。
二是自下向上的產業發展。充分利用園區產業示范區元宇宙標桿場景,發揮新建元控股集團、恒泰控股集團、城市重建有限公司等企業主體功能,鼓勵本地企業通過技術合作、投資和合資等方式與國內外元宇宙、數字孿生行業領軍企業合作,將項目建設優勢轉化為市場應用優勢,帶動企業發展和產業培育,打造一批區域級元宇宙產業基地。
三是創立元宇宙產業基金。發揮政府投資基金作用,引導社會資本支持元宇宙產業發展,依托東沙湖基金小鎮等優勢資源,支持本土投資機構與各類金融機構、天使投資以及風險投資/私募股權等風投創投機構在元宇宙產業方面的合作。
四是搭建園區元宇宙公共服務平臺。支持第三方機構建設元宇宙公共研發平臺、科技綜合服務平臺、行業元宇宙服務平臺,為元宇宙生態中小微企業和創業者提供科技、法律、知識產權保護等全方位支撐服務。
3.4 營造元宇宙應用場景良好環境,有序推進場景建設
一是制定出臺園區元宇宙頂層規劃文件。明確提出園區元宇宙場景建設的具體內容、重點工作、實施步驟和保障措施;根據園區實際情況,加強長遠謀劃和頂層設計,瞄準遠景目標體系化布局;把握元宇宙發展規律,梯次推進、漸進發展,分階段、有側重地加快重點成果落地應用。
二是研究制定元宇宙應用場景創新扶持辦法。定期征集典型元宇宙應用場景,組織專業服務機構,面向不同的場景需求,開展供需對接、“揭榜掛帥”、場景基礎診斷、集中攻關等服務;針對場景示范項目、場景示范區域、場景創新企業落戶等提供建設支持。
三是打造園區“元宇宙SIP”品牌。用好中新合作服務貿易創新論壇等平臺,加大元宇宙產品和服務推介力度;以城市治理、政務服務、文旅服務等政府主導的元宇宙場景為契機,建設一批園區元宇宙概念館、展示體驗中心或主題公園。
4 結束語
當下,業界對元宇宙發展熱情逐步回歸理性,顯現出脫虛向實趨勢,元宇宙在文化旅游、工業生產、教育培訓、商貿創意消費、體育健康醫療、智慧城市等領域均有極大應用潛力。蘇州工業園區應以元宇宙應用場景開放為突破口,以場景融合應用拓展產業發展需求,以核心企業引育形成產業集群,以核心技術帶動優勢領域創新,布局元宇宙的“場景—技術—產業”價值鏈生態。
