[論文レビュー] All One Needs to Know about Metaverse: A Complete Survey on Technological Singularity, Virtual Ecosystem, and Research Agenda

Lik‐Hang Lee, Tristan Braud+7 more|arXiv (Cornell University)|Oct 6, 2021

Virtual Reality Applications and Impacts参考文献 621被引用数 902

ひとこと要約

この調査は、メタバースの技術とエコシステムを二次元的な枠組みとして提案し、8つの技術要素、6つのエコシステム要因、そして研究アジェンダを詳述する。

ABSTRACT

Since the popularisation of the Internet in the 1990s, the cyberspace has kept evolving. We have created various computer-mediated virtual environments including social networks, video conferencing, virtual 3D worlds (e.g., VR Chat), augmented reality applications (e.g., Pokemon Go), and Non-Fungible Token Games (e.g., Upland). Such virtual environments, albeit non-perpetual and unconnected, have bought us various degrees of digital transformation. The term `metaverse' has been coined to further facilitate the digital transformation in every aspect of our physical lives. At the core of the metaverse stands the vision of an immersive Internet as a gigantic, unified, persistent, and shared realm. While the metaverse may seem futuristic, catalysed by emerging technologies such as Extended Reality, 5G, and Artificial Intelligence, the digital `big bang' of our cyberspace is not far away. This survey paper presents the first effort to offer a comprehensive framework that examines the latest metaverse development under the dimensions of state-of-the-art technologies and metaverse ecosystems, and illustrates the possibility of the digital `big bang'. First, technologies are the enablers that drive the transition from the current Internet to the metaverse. We thus examine eight enabling technologies rigorously - Extended Reality, User Interactivity (Human-Computer Interaction), Artificial Intelligence, Blockchain, Computer Vision, IoT and Robotics, Edge and Cloud computing, and Future Mobile Networks. In terms of applications, the metaverse ecosystem allows human users to live and play within a self-sustaining, persistent, and shared realm. Therefore, we discuss six user-centric factors -- Avatar, Content Creation, Virtual Economy, Social Acceptability, Security and Privacy, and Trust and Accountability. Finally, we propose a concrete research agenda for the development of the metaverse.

研究の動機と目的

• 技術的側面とエコシステムの次元を融合させた総合的なメタバース框架を定義する。
• メタバースを推進する8つの有効技術を特定し分析する（XR、HCI、AI、Blockchain、CV、IoT/Robotics、Edge/Cloud、Future Mobile Networks）。
• アバター、コンテンツ創造、仮想経済、社会的受容性、セキュリティとプライバシー、信頼と説明責任の6つのユーザー中心のエコシステム要因を説明する。
• 永続的で共有され、相互運用可能なメタバースを達成するための具体的な研究アジェンダを提案し、課題を特定する。
• メタバースへ向かう3段階の開発ロードマップ（デジタルツイン、デジタルネイティブ、現実世界と仮想現実の共存）を強調する。

提案手法

• 複数のソースと場にわたる2012年から2021年までのメタバース関連研究の文献調査を実施する。
• 技術とエコシステムの側面を統合した二軸フレームワークを開発し、メタバースの構成要素をマッピングする。
• 提案されたフレームワーク内で8つの有効技術と6つのエコシステムブロックを系統的に分析する。
• 3段階のメタバース開発経路（デジタルツイン、デジタルネイティブ、サーリアリティ）を統合し、重要な課題と機会を概説する。
• 現在の技術とメタバース要件のギャップを強調し、将来の研究を導く。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 現在のインターネットからメタバースへの移行を可能にする技術は何か。
• RQ2 持続的で共有され、相互運用可能なメタバースを支えるために必要なエコシステム要因は何か。
• RQ3 メタバースのディジタルビッグバンを実現するための主要な課題と研究機会は何か。
• RQ4 多様な仮想世界と現実世界の相互作用を跨いだ相互運用性とガバナンスをどのように達成できるか。
• RQ5 統一されたメタバース枠組みにおけるデジタルツイン、コンテンツ創造、仮想経済の役割は何か。

主な発見

• 技術的フレームワークとエコシステムの視点を提案し、メタバースの全体像を併せて説明する。
• 最先端技術を有用要素としてレビューし、現在の能力とメタバースの需要とのギャップを特定する。
• 永続的で共有された3D仮想空間に向けた課題と機会を含む具体的な研究アジェンダを概説する。
• メタバース開発を3段階のロードマップに置く：デジタルツイン、デジタルネイティブ、現実世界との共存（シュルレアリティ）。
• デジタルビッグバンへ進むために、技術とエコシステムのビルディングブロックを統合した全体的で学際的な視点を提唱する。