[論文レビュー] Fusing Blockchain and AI with Metaverse: A Survey

Qinglin Yang, Yetong Zhao+4 more|arXiv (Cornell University)|Jan 10, 2022

Blockchain Technology Applications and Security被引用数 8

ひとこと要約

本調査は、メタバースにおけるブロックチェーンと人工知能（AI）の統合を調査し、分散型で安全かつ高性能なデジタル経済のエコシステムを提言する。メタバースの構成要素、デジタル通貨、AI駆動型仮想アプリケーション、ブロックチェーン強化型システムの分野における最新の研究を統合し、オープンで公平で合理的なデジタル世界を構築するにあたり、主な課題と今後の研究方向性を特定する。

ABSTRACT

Metaverse as the latest buzzword has attracted great attention from both industry and academia. Metaverse seamlessly integrates the real world with the virtual world and allows avatars to carry out rich activities including creation, display, entertainment, social networking, and trading. Thus, it is promising to build an exciting digital world and to transform a better physical world through the exploration of the metaverse. In this survey, we dive into the metaverse by discussing how Blockchain and Artificial Intelligence (AI) fuse with it through investigating the state-of-the-art studies across the metaverse components, digital currencies, AI applications in the virtual world, and blockchain-empowered technologies. Further exploitation and interdisciplinary research on the fusion of AI and Blockchain towards metaverse will definitely require collaboration from both academia and industries. We wish that our survey can help researchers, engineers, and educators build an open, fair, and rational future metaverse.

研究の動機と目的

• デジタル通貨、仮想経済、分散型アプリケーションなどの主要な構成要素を含む、ブロックチェーン、AI、メタバース技術の統合の現状を分析すること。
• スケーラビリティ、ガバナンス、セキュリティ、プライバシーの分野における深刻な課題を特定し、統合的でオープンで公平なメタバースの構築を妨げる要因を明らかにすること。
• 将来のメタバースアプリケーションが要求する高スループット・低遅延を満たすために、既存のブロックチェーンプラットフォームとコンSENSUSメカニズムの限界を検証すること。
• 仮想環境内でのインテリジェントなコンテンツ生成、アバターの行動、没入型ユーザーエクスペリエンスを可能にするAIの役割を検討すること。
• 包括的で持続可能な分散型の将来のメタバースを形作るために、学術界と産業界の連携を促進し、システム的課題に取り組むこと。

提案手法

• ブロックチェーン、AI、メタバースシステム分野における最近の文献および技術的進展を包括的に調査すること。
• NFT市場、分散型金融（DeFi）、Axie Infinityなどの仮想世界プラットフォームを含む、既存のブロックチェーン強化型アプリケーションを分類・分析すること。
• PoW や PoS などの現在のコンセンサスメカニズムの性能と限界を評価し、メタバースが要求する高容量・低遅延取引を支える能力を検証すること。
• メタバースワークロードに最適化された、低遅延、高スループット、オフライン取引対応を強調した、新しいブロックチェーンプラットフォームとコンセンサスアルゴリズムの必要性を提言すること。
• デジタルアイデンティティ、仮想資産、ユーザーデータの保護に特化した暗号技術およびプライバシー保護メカニズムを調査すること。
• 大規模なメタバースエコシステムのガバナンスモデルを検討し、企業連携のインcentives と規制遵守を含め、市場操作や詐欺を防ぐこと。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ブロックチェーンとAIを効果的に統合することで、メタバース内での安全でスケーラブルかつ知的なデジタル経済を実現する方法は何か？
• RQ2 既存のブロックチェーンプラットフォームとコンセンサスメカニズムは、メタバースが要求する高取引量と低遅延を満たすために、どのような技術的限界を抱えているか？
• RQ3 AIは、インテリジェントなコンテンツ生成、アバター行動モデリング、リアルタイム相互作用を通じて、メタバースにおけるユーザーエクスペリエンスをどのように向上させられるか？
• RQ4 公平性を保証し、市場操作を防ぎ、ユーザープライバシーを維持するための、分散型メタバースに必要なガバナンスおよび規制フレームワークは何か？
• RQ5 メタバースにおけるデジタル資産、アイデンティティ、取引記録の保護に必要な、新しい暗号技術およびプライバシー保護メカニズムは何か？

主な発見

• PoW や PoS などの既存のブロックチェーンプラットフォームとコンセンサスメカニズムは、高遅延、低スループット、高計算コストのため、メタバースには不十分である。
• メタバースは、低遅延取引処理、高スループット、オフライン決済対応を備えた、新たな性能特性を持つブロックチェーンプラットフォームを必要としている。
• AIは、ディープラーニングとクラスタリング技術を用いたリアルタイムのジェスチャー・ボイスからモーションへのマッピング、アバターにおける感情表現、動的コンテンツ生成といった高度な仮想世界アプリケーションを可能にする。
• Axie Infinity を例に挙げる現在のデジタル通貨およびNFTベースの経済は、分散型仮想経済の実現可能性を示しているが、特定の管轄区域では規制的・アクセス上の課題に直面している。
• メタバースにおけるセキュリティとプライバシーは、デジタル資産、ユーザーログイン情報、取引記録の盗難、詐欺、不正アクセスからの保護に、特別な暗号メカニズムを要する。
• 統合されたメタバースのガバナンスには、主要企業と規制当局が協力して、公正なルールを確立し、独占的支配を防ぎ、マネーロンダリングや市場操作などのリスクを低減する必要がある。