当人们想到元宇宙时，脑海中立刻浮现出什么？阿尔法世代的人与朋友一起玩游戏？NFT？戴着虚拟现实(VR)耳机的人？甚至也许是对《第二人生》在近20年前首次推出时所获得的兴奋，以及随后失去的回忆？在一个尚未定义好的市场中，元宇宙的潜在用例是如此的广泛和多变，只要人们能想象得到！然而，无论多么广泛多变，所有的元宇宙体验都有一个共同点，那就是它们都依赖于强大的底层和互补技术。
数学教授爱德华·索普(Edward Thorp)在20世纪60年代创造了名列前茅台可穿戴计算机，该计算机的开发一直是围绕着能够预测轮盘赌局结果的便携式设备的想法来进行的。如今，可穿戴技术已经无处不在，该类别已经远远超出智能手表，包括增强现实(AR)和虚拟现实(VR)耳机的范畴。
耳机技术正不断成熟，随着它的普及、需求和竞争日益激烈。IDC的分析师最近报告称，2021 AR/VR耳机出货量同比增长92%以上。该公司表示，其出货量将继续呈指数级增长，预计今年将会进一步同比增长46.9%，而且2026年之前，每年的增长都将会是两位数，届时，全球AR/虚拟现实耳机出货将会超过5000万套。
销量激增背后的主要驱动因素是游戏，其中一部分出现在元宇宙中。但不久后，这一情形就会反转，然后，游戏只是元宇宙的一小部分。
元宇宙被描述为人们使用互联网的下一个演变。在互联网的早期，信息传递只是单向的。内容发布在静态页面上，无法进行响应或交互。在下一个演变过程中，网络变得更加社会化，用户可以与内容、公司和其他人进行交互。于是社交媒体诞生，世界上一些最大的公司也由此演变而来，例如亚马逊、Meta(Facebook)和谷歌。我们还没有进入下一个发展阶段，但它承诺了一种更加个性化的体验，即用户控制的互联网，以及沉浸式体验乐园。
摩根大通的一项研究估计，元宇宙将是一个超过1万亿美元的市场机会，理由是“元宇宙在未来几年可能会以某种方式渗透到每个行业。”可能正如摩根大通所指出的，大部分营收点可能都在于游戏、零售、赛事活动和其他消费市场。于是，“世界各地的商业领袖和董事会现在都在问自己，’我的元宇宙战略是什么？我应该在元宇宙中做些什么？’”
沉浸式游戏正在推动AR/VR耳机的销售，但沉浸式体验并不一定意味着必须戴上耳机而生活在虚拟世界中。当你从虚拟世界走出来而迈进实际的现实世界时，你照样可以体验到它。
例如，在新冠肺炎大流行期间，许多通常需要去医生诊所诊断的疾病，可以在家里得到有效的诊断和治疗。元宇宙将通过创建虚拟诊所(一些人称之为metahealth)来进一步推进这一概念。
想象这样一个世界，你的智能手表向你的医生发出预警，预警你的健康出了点什么问题，进而发起预约。在这个虚拟世界里，你的化身(虚拟)先是与虚拟医院前台打招呼，然后在不会被其他病人传染感冒的虚拟候诊室等待，并向虚拟医生或实际医生咨询。你和/或你的化身可以一起查看相同的病历，研究检查结果，并讨论护理选项。也许你的医生会请一位专家来帮你诊断。这位专家实际上可能是正在坐飞机远离你，但元宇宙依然会让他或她进入你舒适的“家”中。
图1：你躺在吊床上就可以进行深入的健康检查，这在元宇宙中是完全可能的。(来源：ADI)
从这个例子中可以推断，想象一个虚拟销售人员(实体销售人员的化身)，在你的数字孪生客厅中向你展示家具，在预订航班之前对到访城市或酒店进行行程预览，或者在不必换睡衣的情况下购物和试穿衣服，你的化身将会为你建模。
与现在相比，未来的元宇宙将需要高达上千倍的惊人算力。如果人们希望以某种方式利用元宇宙，下面将指导如何确定部署方案，主要包括四个关键：
1.云计算能力
如今，人们使用互联网的方式已经在推动超大规模数据中心的快速增长。根据英特尔的预测，当元宇宙发挥其潜力时，所需的计算能力将增长上千倍，因此，更复杂的数据中心也将随之增长。成功地实施元宇宙，将需要高密度服务器、AI加速器、存储和网络系统，以及用于千兆连接的光学控制解决方案，还有用于数据中心基础设施开发的传感器解决方案。
2.网络基础设施
视频滞后、加载时间长、连接差是元宇宙部署中的几大障碍。我们周围的现实世界没有延迟，因此，元宇宙也不希望如此。如果你认为延迟是现实世界中数据从网络上的一个点传递到另一个点所需的时间，那么想象一下即可明白，延迟会影响你与元宇宙中的人、产品和场所的交互方式。研究还表明，延迟是VR耳机诱发运动疾病的主要原因。
3.能源
一项研究表明，一个AI语言处理模型估计的碳足迹将会超过284吨二氧化碳。故对于元宇宙来说，能源消耗和排放将是天文数字，因此，它必须依赖绿色能源(太阳能和风能)。这些能量的存储和分配是最大的挑战，为了最大限度地提高其效率，通常会利用电池来存储闲置的绿色能量，因此需要一个有效的电池管理系统(BMS)来密切监测、控制和分配整个电池系统在其寿命周期内的可靠充放电。
4.边缘设备
智能边缘革命已经到来。边缘计算是为了应对分布式设备带宽需求的巨大增长而发展起来的，尤其是在元宇宙中，实时应用程序需要对世界各地生成的数据进行本地处理和存储。为了提供这种身临其境的体验，元宇宙需要在视觉、音频和人机界面子系统中嵌入多种技术，所有这些都需要强大的边缘处理能力。为了尽可能地减小延迟和提高处理能力，边缘AI将是关键。利用更靠近传感器的处理，将会降低设备间数据传输所需功耗；另外，由于利用的是边缘而不是云的计算能力，从而确保了延迟最小。
元宇宙将影响人们生活的方方面面，不过ADI公司认为，如果元宇宙要得到普及，就必须能够实现随时随地的轻松访问，且不会限制或烦扰利用它的主人。
只有建立必要的基础设施来支持这些目标，这些目标才能实现。为产生必需的算力，智能边缘将在协调中发挥关键作用，还有始终要利用高效的、可再生能源，并不断增强网络基础设施，以支持前所未有的数据量。
因此，无论是在设计元健康设施、虚拟购物体验、还是下一个热门的沉浸式游戏体验，都必须首先构筑强大的基础设施。
(参考原文：4 keys to successful metaverse deployment）
本文为《电子工程专辑》2023年5月刊杂志文章，版权所有，禁止转载。点击申请免费杂志订阅
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