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元宇宙實在太熱門了，以至於還沒來得及認真聊一聊技術本身，各種炒房、融資、付費……就紛至遝來。
雖然大受震撼，但關於元宇宙的技術體系，其實還有很多值得探討的地方。
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用美國科技評論家Benedict Evans的話來說，「元宇宙」這個新詞，描述了一組明顯不相關的趨勢，將它們概念化並捆綁成一個單一的敘事。元宇宙概念上市公司 Roblox 的定義中，元宇宙應具備身份、朋友、沉浸感、低延遲、多元化、隨地、經濟系統、文明等八大要素。每一種還包含著一連串解釋。
模糊且抽象的概念，讓元宇宙看起來無所不包，又說不清楚，給渾水摸魚留下了餘地。不過，也有不少技術方向是扎扎實實、值得長期投入、對人類社會來說意義非凡的。
所以，我們決定還是認真的聊一聊支撐元宇宙的技術本身。
元宇宙是什麼？
元宇宙到底是什麼？一個共識是，足夠真實的「虛擬世界」。
無論是1981年美國數學家和電腦專家弗諾‧文奇在小說《真名實姓》中構想的虛擬世界，還是普遍認為1992年「元宇宙」一詞誕生的科幻小說《潰雪》中，與真實世界平行的虛擬空間；2003年宇宙學家保羅‧戴維斯（Paul Davies）提出的「無限的虛擬多元宇宙塔」，抑或是Facebook的祖克伯計畫用VR/AR複刻的數位場景，本質上都指向了——模擬現實。
「矽谷鋼鐵人」伊隆‧馬斯克（Elon Musk）也在一檔Podcast節目中提出，未來遊戲將與現實無法區分，人類將處於模擬之中，你不妨稱它們為現實，或者也可以稱它們為多元宇宙。
元宇宙的載體與內容，最終都要能夠模擬現實。那麼，有哪些感官需要被模擬呢？
佛教認為，人有六根，即：眼、耳、鼻、舌、身、意，這些被認為是心與物的媒介的根本。
那麼我們不妨從這些感官版圖中，聊聊元宇宙來臨時，人如何重新認知世界，有哪些技術路徑是值得期待的。
元宇宙之眼
元宇宙的熱度，許多科技企業都想蹭，但沒有一個像Facebook這麼徹底，直接連名字都改成了Meta「元」。這種孤注一擲的操作，很大程度上源自於Facebook在AR和VR上押下了很大的賭注，至少在視覺技術上模擬人類之眼，提供沉浸式的體驗，無人可出其右。
在元宇宙所涵蓋的諸多新技術中，VR/AR是被認為短期內能夠成立並見到回報的。小說《潰雪》中也需要首先「戴上耳機和目鏡」才能以虛擬分身的方式進入虛擬世界。
模擬視覺，帶來的「真實感」體驗，是元宇宙體驗的第一道關卡，而Facebook（現更名為Meta）則獨擅戰場。
關於Facebook透過收購Oculus等公司，在AR / VR技術上投入大量資金的歷史，我們就不贅述了。Meta在「模擬視覺」上的差異化優勢在於：
首先，成本足夠低。元宇宙的困境之一是VR 頭戴顯示器的滲透率不足，能破解這一問題的廠商自然能夠率先拿到門票。
Meta在全球有五個研究機構在做VR/AR的研發。從目前的市場表現來看，Meta旗下的Oculus已經成為頭號選擇，其中Oculus Quest 2更是在今年迎來了一波銷售熱潮，在預算可以接受的同時，支援Steam 平臺的絕大多數VR應用，這也使得Meta能快速進入規模化增長空間。
其次，硬體的終極價值要靠體驗來兌現，這要求VR/AR廠商能夠建構起足夠龐大的內容和社群平臺，為使用者提供和現實中別無二致的工作、娛樂和生活體驗，目前只有Meta能夠將社群優勢與VR技術優勢疊加在一起，產生1+1＞2的效果。比如Facebook的虛擬會議，就用了兩年多時間，讓多達16人（以化身為代表）一起坐在虛擬會議桌旁開會。此前，Meta還展現了一些全新的技術硬體，比如AR眼鏡Horizon Home，允許使用者邀請他們的朋友進行虛擬社群聚會，並且隨時隨地可穿戴，讓虛擬實境的互動無處不在。
硬體+生態這條路背後，是沉澱多年的技術優勢。比如強大的人工智慧模型，來理解使用者手勢指令的上下文邏輯，最終確定需要執行的操作；再比如情境感知，理想情況下，使用者只需要按一下一次，即可執行任何想做的事情；提升佩戴舒適度，也需要降低VR頭戴顯示器的「運動病」發生機率，增加AR可穿戴設備的柔軟度和舒適度，讓它們盡可能被全天候使用。
模擬視覺的軟硬體能力，是一項艱巨的長期任務，還有多年的研究要做。短期內，元宇宙還是聚焦於VR/AR。更早播下種子的Meta，確實有可能率先看到成果，可以從元宇宙上賺到錢，這也就不難理解它孤注一擲擁抱元宇宙的決心了。
元宇宙之體
要讓使用者在數位世界裡有更豐富的感覺，來自身體的觸覺互動和動態感知，是元宇宙的核心挑戰之一。
最近，Meta的Reality Labs Research實驗室，就發布了兩個重要的產品。
一是可穿戴手套，可以在虛擬的 VR 空間感受真實的觸覺。
想像一下，當你在元宇宙咖啡館裡工作時，虛擬鍵盤每一次擊鍵的觸感都能被完美感受；在元宇宙遊戲中，你可以感受到木質桌面的粗糙和書本表面的光滑……是不是體驗感會大大提升？是不是比在VR裡簡單地看到自己拿起來了更有趣味、獲得更多資訊？
而Meta這次發布的觸覺手套，就在手套上安裝數百個氣動裝置，遍布整個手部，可以在佩戴者做出觸摸動作時協同改變形狀，透過氣壓來呈現逼真的觸覺感覺。
這種裝置使得研究人員不得不轉向軟體機器人等新興領域，來規避傳統機械耗電、僵硬、體積過大等問題。
同時，為了精確地知道使用者的手在虛擬場景中的位置，是否與虛擬物體接觸，產生的作用力多大，還需要研發新型的觸覺算繪系統，根據手的位置、對虛擬環境的理解、虛擬物品的重量紋理和剛度等等，向手套的氣動裝置發送正確的指令，需要構建相應的軟體和演算法建模。
為了達到真實的觸覺模擬，2017年Reality Labs Research團隊就開始嘗試，將不同材料（木材、大理石、泡沫）製成的虛擬球體與單個振動觸覺設備建立關聯線索。
除了手部追蹤，身體動態也能給虛擬世界增加不少體驗感。如何讓身體資料能夠輸入系統並被模擬呢？
Meta的研究團隊將手腕智慧設備與AI相結合，進而感知動態環境。相比手套、VR、語音等輸入方式，手腕設備更適合全天無感知佩戴及互動。但技術挑戰在於，如何將運動訊號準確地轉換為數位指令。
Facebook在2019年收購CTRL實驗室使用感測器，嘗試透過神經訊號讓使用者直接控制機器。透過手腕的肌電圖訊號，系統可以理解哪怕一毫米的手指運動，進而轉換為數位命令發送到設備上，實現數位互動與控制。
舉個例子，你可以在遠端控制虛擬物件，仿佛擁有了原力一般的超能力；未來還可以無需鍵盤，在桌子或膝蓋上打字就能輸入；當你穿著鞋子離開家，設備就會詢問你是否需要播放音樂……
人類在嬰兒時如何感知世界，靠的正是一次次抓握，一次次爬行。身體知覺的模擬，能夠讓我們在虛擬空間裡和世界再次對話、重新成長。
元宇宙之聲
你戴著一副AR眼鏡和一個柔軟的腕帶，決定去元宇宙裡的虛擬會議室開個會，突然發現，設備裡傳來了嘈雜的音樂和其他人討論的聲音，讓你很難集中注意力。
事實上，大腦不會對耳朵傳來的所有聲音照單全收，我們總是會對一些特殊詞彙（比如自己的名字）特別敏感，在有必要時也能主動遮罩外界雜訊。如果要在虛擬世界裡複製真實的聲音體驗，不僅需要聲學設備本身的高性能，也要對聲音如何與真實環境相互作用進行建模。
就拿Meta的研究方向來說，在3D列印眼鏡上使用多個麥克風，捕捉周圍的聲音，然後透過眼動追蹤設備，感知頭部和眼睛運動的軌跡，AI系統可以找出你最感興趣的聲音中的哪一個，增強正確的聲音。
這樣在嘈雜的虛擬會議室或咖啡廳裡對話，也不必特意提高聲音才能被聽到。
當使用者的眼神轉向旁白的電視或影片時，裡面正在播放的內容又會變得更響亮，身邊其他聲音則變得更安靜。
除了模擬大腦認知，空間音訊技術和聲學模擬技術，能夠模仿現實生活中不同方向來源的聲音，營造一個更加真實的虛擬空間，使用者使用Oculus Quest等設備在空間中移動時，設備模擬出的聲音和房間裡真實的聽覺效果幾乎沒有差別。
舉個例子，當大家都在使用Meta的元宇宙會議系統時，麥克風陣列可以捕捉各個角度的聲音並傳送到耳機裡，使用者可以很自然地判斷發言者所在的位置並轉向TA，這種體驗感簡直就像自己真的在房間裡一樣。
再想像得多一點，空間音訊結合即時動畫化的超逼真虛擬人，可能會徹底改變視訊通話的感覺，讓遠端社群不再是線下的「替代品」，真的能夠提升溝通效率。
聽覺模擬，不僅改變著元宇宙中的溝通方式，也可能提升聽覺障礙人群的社群參與度。
如果說元宇宙和現實世界相比有什麼吸引力，那麼降低生理性差別及其限制，或許會讓許多人都感覺到更加幸福。
元宇宙之意識
你可能會問，除了眼耳手，還有哪些方式進入元宇宙？在1981年出版的小說《真名實姓》中，美國數學家和電腦專家弗諾‧文奇教授，就提出了透過腦機介面進入並獲得感官體驗的虛擬世界。
意識進入人造現實，這不正是駭客任務中「缸中之腦」的情節嗎？但要實現這一點並沒有那麼簡單。
事實上，Meta的Facebook Reality Labs也在進行腦機介面（BCI）的相關研究，希望給VR系統和AR眼鏡提供一種全新的對話模式，但至今並沒有可規模化商用的案例。至於伊隆馬斯克那種直接為大腦做手術的介入式方案就更加遙遠了。
腦機介面BCI的問題主要在於，非侵入性的、基於腦電圖EEG的互動速度非常慢，有時患者需要70分鐘才能輸入一個句子，並不具備使用價值。此外，現有腦機周邊設備的體積也很大，無法長時間佩戴。
目前，Meta的研究團隊希望測量血管和神經元的運動，創建小型、方便的BCI設備，進而説明實現無聲語音輸入。
進步總是發生在一點一滴地寸進當中，哪個科技公司更瞭解這項技術，就距離元宇宙更進了一步。
元宇宙之味
元宇宙技術體系中，Meta沒有提到的感覺是氣味和味道。至少目前在VR/AR中，鼻子和舌頭似乎都有點不太必要存在——但視覺、聽覺、觸覺一旦得到完善，就需要開拓其他感官了。
我們常說「聞香識人」，真實世界裡人的氣味、空間的氣味、食物的味道，都是自然界提供給我們的重要資訊。沒有它們，VR將永遠是對現實的乏味模仿。
但嗅覺和味覺所代表的化學感官，數位化的嘗試出人意料地緩慢。
一方面，源自現實的技術挑戰。嗅覺是與杏仁核直接相關的感覺，這也為什麼氣味可以喚起強烈的情感記憶，但將嗅覺整合到VR中，在味道調製上選擇十分有限，無法模擬出現實世界中的數千種氣味。同時也為硬體設計提出了極大挑戰。
2015年在Kickstarter上推出的FeelReal面具，聲稱可以發出氣味，並製造出冷熱霧氣的感覺。但這款面具並不成功，The Verge將佩戴FeelReal口罩描述為「在炎熱的天氣裡將空氣清新劑放入車裡，把臉埋在汽車的塑膠座椅上，然後跟隨司機經歷一輪高速急轉彎」——想想都要窒息了。
曾有日本實驗室提出了一個原型嗅覺機，可以掛住Oculus Rift上，放在鼻子底下，透過音波將液體霧化，向上飄入鼻孔。但這一設計無法讓機器在不應該聞到的時候停止釋放氣體。
味覺感官也同樣，曾有日本研究人員開發了一種食品模擬器，讓使用者有咀嚼的感覺，配合適當的噪音（比如吃餅乾的咖嚓聲），來產生味覺。但這種味道模擬的工作推進緩慢，需要大量的味覺資料，食物風味來自嗅覺，食物質地則依賴觸覺，實現起來十分困難。
另外，消費者的需求不強烈也是延緩商業化的重要原因。
相比技術挑戰，體驗數位化嗅覺與味覺的心理障礙可能更高。人類進化得來的生理機制是，專注於其他事情時，往往無法檢測到香味，即使感受到化學感官刺激，也更傾向於認為其中包含著危險。
曾有一個實驗讓參與者透過VR感知到虛擬廚房裡的尿液氣味，結果受試者經常錯誤地將尿液氣味誤認為是其他味道，比如魚或者垃圾、屍臭味等等，甚至有人認為這是一種令人愉快的氣味，因為它喚起了好的回憶。
總而言之，人類對特定氣味和味道的反應，依賴於背景或以前的經歷，相比視覺線索，化學感知的商業化價值並不明顯。
這也是為什麼在人機互動、多感官融合領域，對化學感官的研究普遍會被忽視。看來要在元宇宙辦公室裡和同事們一起喝虛擬咖啡，還有好長一段路要走了。
寫在最後
說到這裡，會發現關於元宇宙想要模擬現實中的人類感知，還需要較長的時間。在技術與商業上都相對成熟的只有Meta長期押注的VR/AR 視覺體驗。
但是，任何單一技術的短板都有可能限制元宇宙「真實」的效果，給其發展帶來不確定性。
但換個角度，眼耳鼻舌身意的每一項感官模擬，都能帶來建構虛擬世界之外的奇效。比如説明身體殘障人士重新聽到視覺、嘗到味道、聞到花香；再比如更輕盈、精準度高的可穿戴設備，為智慧消費硬體市場帶來變化。
從這個角度看，最終元宇宙是否實現並不重要，至少在向目標前進的過程中，網際網路乃至整個世界，都已經變得更好了。而科技巨頭或初創企業想要抓住元宇宙的機會，唯一的選擇只能是走在堅實的技術道路上。
- 本文授權轉載自腦極體
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