پرونده/ متاورس، تلفیق فناوری‌های گوناگون

به گزارش گرداب، متاورس یک قلمرو دیجیتالی است که به انسان‌ها اجازه تعامل با افراد دیگر یا شخصیت‌های دیجیتالی (مجازی) در قالب آواتار‌ها برای برقراری ارتباط، همکاری، انجام بازی، رسیدگی به امور کاری و تجاری، یا معاشرت را می‌دهد. این فناوری را می‌توان یک فضای مشترک مجازی که از ترکیب واقعیت فیزیکی، بازی‌های آنلاین، واقعیت افزوده، واقعیت مجازی و ارز‌های دیجیتال حاصل می‌شود، تعریف کرد.

فیس‌بوک نقشی اساسی در پیشبرد مفهوم متاورس در دنیای فناوری اطلاعات معاصر ایفا کرده است. این غول رسانه‌های اجتماعی اخیرا سرمایه گذاری ۵۰ میلیون دلاری برای ساخت و توسعه متاورس به روشی مسئولانه انجام داده و نام خود را به متا تغییر داده است. فیسبوک برای حرکت در این مسیر اعلام کرده است که با دانشگاه هاروارد، دانشگاه هنگ کنگ و دانشگاه ملی سئول کره جنوبی به منظور مطالعه جنبه‌های ایمنی، برابری و اخلاقی متاورس همکاری خواهد کرد.

به گفته زاکربرگ، متاورس بستر رایانشی بزرگ بعدی پس از ظهور گوشی‌های هوشمند و اینترنت موبایل خواهد بود و به جای در اختیار گرفتن مالکیت آن قصد دارد آغاز کننده و زمینه‌ساز این انقلاب فناوری بالقوه باشد. اما این تنها فیس‌بوک نیست که بر متاورس به عنوان مورد بزرگ بعدی در دنیای فناوری متمرکز شده است. مایکروسافت نیز به تازگی از برخی طرح‌های خود برای متاورس رونمایی کرده است.

متاورس به عنوان یک برنامه جدید اینترنتی، انواع فناوری‌های جدید را ادغام می‌کند و دارای ویژگی-های چندگانه فناوری‌های مختلف است. همچنین، متاورس به عنوان یک شکل اجتماعی جدید دارای ویژگی‌های اجتماعی نیز هست. از سوی دیگر، متاورس به عنوان دنیای مجازی موازی و نزدیک به دنیای واقعی، دارای ویژگی‌های فوق مکانی-زمانی است. متاورس تجربه همه‌جانبه مبتنی بر فناوری واقعیت افزوده را فراهم می‌کند و تصویری آینه‌ای از دنیای واقعی مبتنی بر فناوری دوقلو دیجیتال ایجاد می‌کند و یک سیستم اقتصادی نوین بر اساس فناوری بلاک چین می‌سازد.

علاوه بر این، همانطور که در تعریف بالا بیان شد، متاورس نوع جدیدی از شکل اجتماعی است. متاورس شامل نظام‌های اقتصادی، نظام‌های فرهنگی و نظام‌های حقوقی است که بسیار نزدیک به واقعیت هستند، اما ویژگی‌های خاص خود را دارند. دیگر ویژگی متاورس یعنی، فرافضایی-زمانی بودن به این معناست که متاورس دنیای مجازی موازی با جهان دنیای واقعی است که مرز‌های زمان و مکان را می‌شکند و تجربه‌ای باز، رایگان و همه‌جانبه را به کاربران ارائه می‌دهد.

متاورس؛ چشم‌انداز همگرایی چند فناوری مختلف:

متاورس یکپارچگی، تعامل و درهم تنیدگی دنیای واقعی و دنیای مجازی است که به ادغام انواع فناوری‌های جدید برای ایجاد یک برنامه جدید اینترنتی و فرم اجتماعی نیاز دارد. در این بخش به معرفی این فناوری‌های لازم برای ادغام می‌پردازیم. فناوری‌های درگیر در متاورس به پنج جنبه تقسیم می‌شوند: ۱. زیرساخت شبکه، ۲. فناوری مدیریت، ۳. فناوری پایه مشترک، ۴. اتصال شی واقعیت مجازی با امر واقعی، ۵. همگرایی واقعیت مجازی و واقعی.

زیرساخت‌های ارتباطی و محاسباتی:

انجام از راه دور وظایف محاسباتی در مقیاس بزرگ، دسترسی به پایگاه‌های داده بزرگ یا ارائه تجربیات مشترک بین کاربران، به طور جدایی ناپذیری به شبکه‌ها و ارتباطات مرتبط هستند. در آغاز بحث باید گفت که اینترنت نسل پنجم (۵G) و نسل ششم (۶G) پایه ارتباطی متاورس هستند.

اینترنت نسل پنجم دارای مزایای سرعت بالا، تاخیر کم، شبکه فراگیر، مصرف برق کم و ارتباط متقابل همه چیز است که تحقق متاورس را ممکن می‌سازد. اینترنت نسل ششم نیز محدودیت‌های زمان و واقعیت مجازی را می-شکند، انجام خدمات از طریق اشیای مورد استفاده انسان‌ها را گسترش می‌دهد، برای مثال، ماشین‌ها و اشیا در دنیای فیزیکی به «محیط» دنیای مجازی منتقل می‌شوند و تحقق همکاری بین انسان-ماشین-اشیا-محیط زیست با اتصال جهان فیزیکی به دنیای مجازی، زیربنای شبکه متاورس را فراهم می‌کند.

در محیط شبکه‌های نسل پنجم و شش اینترنت، ارتباطات کوانتومی نیز امنیت ارتباطات در متاورس را تضمین می-کند. محققان معتقدند که ارتباطات کوانتومی با اعمال کلید کوانتومی بر اساس قضیه «بدون شبیه سازی کوانتومی» و اصل عدم قطعیت، امنیت بالایی را فراهم می‌کند. علاوه بر این، ارتباطات کوانتومی امنیت کلی را به دلیل خواص برهم نهی کیوبیت‌ها بهبود می‌بخشد.

از این گذشته، اینترنت اشیا (IoT) نیز نقش حیاتی در شبکه زیرساخت‌های متاورس ایفا می‌کند. اینترنت اشیا به کاربران اطلاعاتی کاملا واقعی ارائه می‌دهد تا تجربه تعاملی پایدار و روانی بدست آورند که از متاورس به جهان واقعی پل می‌زند. با این حال، هنوز تنگنا‌هایی وجود دارد. به عنوان مثال، عدم تعادل بین انفجار داده‌ها و منابع حسگر محدود. گلوگاه دیگر نیز عملکرد ضعیف حسگر/محرک است. اما محققان پیشنهاد داده‌اند که نانوتکنولوژی این توانایی را دارد که عملکرد حسگرها/محرک‌ها را از طریق حساسیت و انتخاب پذیری بالاتر، زمان پاسخ کوتاه‌تر و عمر طولانی‌تر بهبود بخشد. بنابراین، کاربرد مواد نانو (مانند گرافن، نانوسیم‌ها و غیره) گزینه‌هایی را برای زمینۀ سنجش و ارتباطات متاورسی فراهم می‌کنند. همچنین، ساخت متاورس به یک سیستم محاسباتی قدرتمند نیاز دارد. قدرت محاسباتی کنونی هنوز نمی‌تواند آستانه پایین و الزامات تجربه فشرده متاورس را مهیا کند. با این حال، محاسبات ابری و محاسبات کوانتومی و سایر پارادایم‌های محاسباتی قادر به ارتقای توسعه قدرت محاسباتی هستند و تا حدی به زیرساخت‌های اصلی متاورس تبدیل می‌شوند.

فناوری مدیریت:

فناوری‌های مدیریتی بنیادی متاورس امکان ایجاد محیط مورد نیاز برای اتصال و همگرایی دنیای واقعی و دنیای مجازی را فراهم می‌کند. این دسته از فناوری‌ها عمدتاً شامل فناوری‌های مدیریت انرژی، مدیریت منابع و مدیریت بستر هستند. اولین مورد توجه در فناوری مدیریت انرژی، مصرف انرژی الکتریکی به وسیلۀ اجرای معماری و امکانات متاورس است.

بسیاری از دانشمندان روش‌های مختلفی برای پایش انرژی پیشنهاد کرده‌اند. برای مثال، برخی از محققان روشی مبتنی بر اینترنت اشیا برای نظارت بر مصرف بار و صرفه‌جویی در انرژی پیشنهاد کرده‌اند. برخی دیگر نیز یک شبکه عصبی بازگشتی و یک مدل پیش‌بینی توان نمایی برای کاهش تلفات برق و صرفه‌جویی در هزینه‌ها را توسعه داده‌اند.

توسعه میان‌مدت و بلندمدت متاورس مستلزم جستجوی راهی برای مصرف انرژی پایدارتر و به صرفه‌تر است. پایداری انرژی و مصرف بهینۀ آن تنها هسته اصلی محدودیت برای متاورس نیست بلکه یک فرصت سرمایه‌گذاری در آن است. یک مشکل فوری که باید در زمینه منابع فناوری مدیریت متاورس حل شود، چگونگی کشف و تخصیص موثر منابع است. محققان همچنین به طور مداوم در حال بررسی استراتژی‌های مدیریت منابع برای ارائه پایه و اساس اجرای متاورس هستند. در محیط متاورس، مدیریت تعاملات مداوم با ویژگی‌های پویا امری مهم است، به ویژه برای جلسات و محیط‌های با کاربران متعدد.

فناوری مشترک بنیادی:

فناوری‌های مشترک بنیادی متاورس، شامل موارد زیر است که در ادامه به آن‌ها می‌پردازیم: هوش مصنوعی، سازگاری مکانی-زمانی، امنیت و حریم خصوصی و غیره. الگوریتم‌های هوش مصنوعی (مانند یادگیری ماشین، یادگیری عمیق، یادگیری تقویتی و غیره) «کلید» اتصال دنیای مجازی به دنیای واقعی هستند. سه عنصر از هوش مصنوعی، یعنی داده‌ها، الگوریتم و قدرت محاسباتی، نقشی حیاتی در تأسیس و توسعه متاورس ایفا می‌کنند.

با استفاده از هوش مصنوعی متاورس می‌تواند با خیال راحت و آزادانه در زمینه‌ فعالیت‌های اجتماعی و اقتصادی فراتر از مرز‌های دنیای واقعی شرکت کند. با استفاده از بینایی کامپیوتری، صدای هوشمند، پردازش زبان طبیعی، و سایر فناوری‌های این حوزه، کاربران این قابلیت را دارند که همان احساسات دیداری و شنیداری در دنیای واقعی را تجربه کنند.

سازگاری مکانی-زمانی اساسی‌ترین ویژگی متاورس است. شکل نهایی متاورس پیوستار موازی فضا-زمان دیجیتالی جامعه واقعی انسانی است، بنابراین داده‌های مکانی-زمانی منسجم برای نقشه برداری بین دنیای واقعی و متاورس حیاتی است. محققان رویکرد‌های داده کاوی مکانی-زمانی را بررسی کرده‌اند. علاوه بر این، مطالعه روش‌های سازگاری فضایی-زمانی، مانند همگام سازی زمان، موقعیت یابی هدف، ثبت زمان و ثبت فضا نیز ضروری است.

امنیت و حفظ حریم خصوصی داده‌های کاربران یکی از بزرگترین مسائل در دنیای واقعی است. با ظهور متاورس، مقدار و غنای داده‌های شخصی جمع‌آوری شده نیز بی‌سابقه خواهد شد. در آینده، بسیار محتمل است که چندین شرکت/موسسه با هم کار کنند تا یک یا چند متاورس بسازند، بنابراین چگونگی هماهنگی داده‌ها و نحوه تعامل داده‌ها بین متاورس‌های مختلف از لحاظ حریم خصوصی و امنیت، بسیار مهم و قابل تأمل می‌شود. در این راستا محققان روش‌های ذیل را پیشنهاد داده‌اند: احراز هویت دسترسی کاربر، آگاهی از وضعیت شبکه، نظارت بر رفتار خطرناک و شناسایی ترافیک غیرعادی برای ارائه مرجع بهینه‌سازی امنیت و حریم خصوصی در متاورس.

اتصال شی واقعیت مجازی:

متاورس به عنوان پلی بین دنیای فیزیکی و دیجیتال عمل خواهد کرد و به طور جدایی ناپذیری از مدل سازی هویت، فناوری تمرکززدایی و محاسبات اجتماعی پشتیبانی می‌کند. متاورس را می‌توان به سادگی به عنوان یک دنیای شبکه‌ای موازی با جهان واقعی درک کرد. بنابراین، مانند دنیای واقعی، افرادی که وارد متاورس می‌شوند نیاز به یک اعتبار هویتی هستند، صرف نظر از این که با هویت واقعی‌شان مرتبط باشد یا نه. فناوری مدل سازی هویت این نیاز آن‌ها را برآورده می‌کند. مدل سازی هویت و آدرس دهی هویت پل بین دنیای واقعی و متاورس هستند و زمینه تحقیقاتی بسیار مهمی در عصر متاورس می‌باشند.

همچنین، کاربرانی که در متاورس زندگی می‌کنند نمی‌توانند بدون محاسبات اجتماعی زندگی کنند. ظهور متاورس روابط اجتماعی واقعی را با روابط مجازی جایگزین نخواهد کرد، اما نوع جدیدی از روابط اجتماعی را به وجود خواهد آورد که به طور آنلاین و آفلاین یکپارچه شده‌اند. فناوری محاسبات اجتماعی نیز قانون عمل‌های اجتماعی و آینده آن را پیش‌بینی می‌کند و روند متاورس را با مطالعه رفتار انسانی و اجتماعی توسعه می‌دهد. علاوه بر این، جمع‌آوری اطلاعات کاربران مربوط به مکان، سن، ترجیحات و موارد دیگر در متاورس آسانتر است و ارزیابی دقیق برای پشتیبانی بهتر جامعه در متاورس را ممکن می‌کند.

هر بخشی از متاورس به مفهوم تمرکززدایی وابسته است که برای اطمینان از امنیت و بهره برداری از متاورس، به کمک فناوری اساسی عدم تمرکز نیاز دارد. این فناوری غیرمتمرکز شامل بلاک چین، ذخیره سازی توزیع شده، محاسبات توزیع شده و ... است. همچنین غیرمتمرکزترین فناوری بکار رفته در متاورس فناوری بلاک چین است.

همگرایی فضای واقعی و مجازی:

متاورس عمیقاً سازماندهی و عملکرد جامعه موجود را از طریق ادغام در واقعیت مجازی تغییر خواهد داد. برای تحقق همگرایی دنیای مجازی و واقعی، واقعیت افزوده، رابط مغز و کامپیوتر، و تکنولوژی بازی‌های ویدیویی ضروری هستند. فناوری AR/VR/MR یکی از ارکان فنی در ساخت متاورس است. واقعیت افزوده (AR) اطلاعات مجازی را در موقعیتی بر اساس شی شناسایی شده از طریق تشخیص و ارزیابی دستگاه (دو بعدی، سه بعدی، GPS، حسی جسمی، صورت و سایر اشیاء شناسایی شده) پوشش می‌دهد و آن را بر روی صفحه نمایش دستگاه نمایش می‌دهد و امکان تعامل اطلاعات مجازی در زمان واقعی را به کاربر می‌دهد.

واقعیت مجازی (VR) تجربه‌ای کاملاً فراگیر را در اختیار کاربران قرار می‌دهد و به آن‌ها این احساس را می‌دهد که گویی در دنیای واقعی هستند. باید گفت که این یک سیستم واقعیت مجازی پیشرفته و ایده آل است. واقعیت ترکیبی (MR) نیز یک محیط تجسمی جدید است که دنیای واقعی و مجازی را ترکیب می‌کند. در این محیط تجسمی جدید، اجسام فیزیکی و دیجیتالی در کنار هم وجود دارند و در زمان واقعی با هم تعامل دارند. از این‌ها گذشته، مرز بین VR/AR/MR در آینده محو خواهد شد و به یک محصول ترکیبی بدل خواهد شد. اما در حال حاضر، این فناوری تعامل اولیه است که به وسیلۀ متاورس برای ایجاد یک دنیای مجازی بسیار تعاملی برای کاربران اتخاذ شده است.

علاوه بر این، یکی دیگر از فناوری‌های به کار رفته در متاورس، تصویر هولوگرافیک است که یک فناوری ضبط و بازتولید است که تصویر سه بعدی واقعی یک جسم را با ابزار‌های نوری ارائه می‌دهد. این فناوری نتیجه ترکیب فناوری رایانه و فناوری تصویربرداری الکترونیکی است. این فناوری از تداخل نوری منسجم برای ثبت اطلاعات دامنه و اطلاعات فاز موج نور استفاده می‌کند و تمام اطلاعات جسم از جمله شکل، اندازه و ... را به دست می‌آورد. تصویر هولوگرافیک یک تصویر سه بعدی واقعی است.

در نتیجه کاربران می‌توانند بدون استفاده از دستگاه‌های قابل حمل، تصویر را با چشمان غیر مسلح در زوایای مختلف مشاهده کنند. با توسعه فناوری، مرز بین دنیای فیزیکی و دنیای مجازی می‌تواند محو شود که این امر پایه محکمی برای تحقق واقعی متاورس ایجاد می‌کند.

دیگر فناوری مورد استفاده برای متاورس، رابط مغز و کامپیوتر (BCI) است که سیگنال‌های مغز را در فرآیند فعالیت مغز با شناسایی دقیق سیگنال‌های مغزی رمزگذاری و رمزگشایی می‌کند. این فناوری می‌تواند به وسیلۀ کاربران برای عملیات‌هایی مانند بازی کردن، تایپ کردن و ... استفاده شود. فناوری رابط مغز و کامپیوتر، دنیای عصبی انسان را به دنیای فیزیکی بیرونی متصل می‌کند. همچنین فناوری بازی‌های ویدئویی بصری‌ترین راه برای ارائه متاورس ممکن ساخته‌اند.

این فناوری نه تنها می‌تواند یک پلتفرم خلاقانه برای متاورس فراهم کند، بلکه می‌تواند انبوه محتوای تعاملی و صحنه‌های اجتماعی را نیز درک کند. موتور بازی هسته فناوری بازی‌های ویدیویی است که به اجزای اصلی برخی از سیستم‌های بازی رایانه‌ای قابل ویرایش کامپایل شده یا برخی برنامه‌های کاربردی تصویر تعاملی بلادرنگ اشاره دارد. ظهور موتور بازی دشواری ساخت بازی را برای طراحان و توسعه دهندگان بازی کاهش می‌دهد، به طوری که آن‌ها نیازی به شروع با ابتدایی‌ترین کد‌ها ندارند. توسعه موتور بازی باعث توسعه تصویر در متاورس می‌شود و تجربه‌ای نزدیک به دنیای واقعی را برای کاربران فراهم می‌کند. موتور‌های بازی توسعه یافته در حال حاضر نیز در جدول زیر فهرست شده‌اند.

نام موتور نام شرکت سال عرضه بازی‌های ساخته شده
Unreal engine Epic ۱۹۹۸ War machine, Quality effect, Ownerless land, Absolute
survival, Escape, peace elite, Fortress night, etc.
Rockstar
engine Rockstar ۱۹۹۸ GTA۴, Wild escort
Unity engine Unity
Technologies ۲۰۰۴ Glory of the king, Legend of hearthstone, Temple
Escape, etc.
Source engine Valve ۲۰۰۴ DoTA۲, Anti-terrorism elite, The fall of Titan, The road
IW engine Infinity Ward ۲۰۰۵ Call of duty, Call of Duty: black action ۳
Frostbite
Engine DICE ۲۰۰۶ Battlefield, Medal of honor, etc.
Anvil engine Ubisoft
Montreal ۲۰۰۷ Assassin's creed, Prince of Persia ۴
Cry engine۳ CRYTEK ۲۰۰۹ Island crisis, Sniper: Ghost Warrior ۲, Monster Hunter
Coscos۲D -- ۲۰۱۰ Defending radish, Fishing expert, My name is Mt

جمع‌بندی:

متاورس نوع جدیدی از جامعه است. متاورس شامل نظام‌های اقتصادی، فرهنگی و حقوقی است که بسیار نزدیک به واقعیت هستند، اما ویژگی‌های خاص خود را دارند. متاورس دنیای مجازی موازی با جهان دنیای واقعی است که مرز‌های زمان و مکان را می‌شکند و تجربه‌ای باز، رایگان و همه‌جانبه را به کاربران ارائه می‌دهد. در این متن به ذکر خصوصیات این فناوری پرداختیم و گفتیم که متاورس یکپارچگی، تعامل و درهم تنیدگی دنیای واقعی و دنیای مجازی است که از طریق ادغام انواع فناوری‌های جدید ممکن می‌شود، سپس به معرفی این فناوری‌های لازم برای ادغام پرداختیم.

فناوری‌های درگیر در متاورس را به پنج دسته تقسیم کردیم:

۱. زیرساخت شبکه، ۲. فناوری مدیریت، ۳. فناوری پایه مشترک، ۴. اتصال شی واقعیت مجازی با امر واقعی، ۵. همگرایی واقعیت مجازی و واقعی. برای دسته اول، به زیرساخت‌های لازم یعنی اینترنت نسل پنجم و ششم، اینترنت اشیا و همچنین پردازش کوانتومی اشاره کردیم.

در دسته دوم، به فناوری‌های مدیریت مصرف بهینۀ انرژی پرداختیم.

برای دسته سوم، فناوری‌های هوش مصنوعی، سازگاری زمانی و مکانی و الگو‌های حفظ حریم خصوصی در متاورس را شرح دادیم.

در دسته چهارم، از اهمیت و نکته قابل تمایز متاورس یعنی تمرکززدایی بحث کردیم و فناوری‌های مربوط به ساخت هویت مجازی و همچنین بلاک چین را توضیح دادیم.

در نهایت در دسته پنجم، به فناوری‌های لازم برای همگرایی فضای واقعی با مجازی پرداختیم. در این دسته فناوری‌های واقعیت افزوده، واقعیت مجازی، واقعیت ترکیبی، فناوری رابط مغز و کامپیوتر و فناوری بازی‌های ویدیویی را با ذکر مثال شرح دادیم.