[논문 리뷰] All One Needs to Know about Metaverse: A Complete Survey on Technological Singularity, Virtual Ecosystem, and Research Agenda

Lik‐Hang Lee, Tristan Braud외 7명|arXiv (Cornell University)|2021. 10. 06.

Virtual Reality Applications and Impacts참고 문헌 621인용 수 902

한 줄 요약

본 연구는 메타버스를 위한 이차원 프레임워크(기술과 생태계)를 제안하여 여덟 가지 활성 기술, 여섯 가지 생태계 요인, 그리고 연구 로드맵을 상세히 설명한다.

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.

연구 동기 및 목표

• 기술적 차원과 생태계 차원을 결합한 포괄적 메타버스 프레임워크를 정의한다.
• 메타버스를 주도하는 여덟 가지 활성 기술(XR, HCI, AI, Blockchain, CV, IoT/Robotics, Edge/Cloud, Future Mobile Networks)을 식별하고 분석한다.
• 사용자 중심의 여섯 가지 생태계 요인(Avatar, Content Creation, Virtual Economy, Social Acceptability, Security and Privacy, Trust and Accountability)을 설명한다.
• 지속적이고 공유 가능하며 상호 운용 가능한 메타버스에 도달하기 위한 구체적인 연구 로드맵을 제안하고 도전과제를 식별한다.
• 메타버스를 향한 3단계 개발 로드맵(digital twins, digital natives, 물리-가상 현실의 공존)을 강조한다.

제안 방법

• 다수의 소스와 장소에 걸쳐 2012년부터 2021년까지 메타버스 관련 작업에 대한 문헌 조사를 수행한다.
• 메타버스 구성요소를 매핑하기 위해 기술과 생태계 측면을 통합하는 이축 프레임워크를 개발한다.
• 제안된 프레임워크 내에서 여덟 가지 활성 기술과 여섯 가지 생태계 블록을 체계적으로 분석한다.
• 세 단계의 메타버스 개발 경로(digital twins, digital natives, surreality) 를 합성하고 주요 도전과제와 기회를 개략적으로 제시한다.
• 현재 기술과 메타버스 요구사항 간의 차이를 강조하여 향후 연구를 안내한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 현재의 인터넷에서 메타버스로의 전환을 가능하게 하는 기술은 무엇인가?
• RQ2 지속적이고 공유 가능하며 상호 운용 가능한 메타버스를 지원하기 위해 필요한 생태계 요인은 무엇인가?
• RQ3 메타버스의 Digital Big Bang을 실현하기 위한 주요 도전과제와 연구 기회는 무엇인가?
• RQ4 다양한 가상 세계와 실제 상호작용 전반에서 상호 운용성과 거버넌스를 어떻게 달성할 수 있는가?
• RQ5 통합된 메타버스 프레임워크에서 digital twins, content creation, 그리고 가상 경제의 역할은 무엇인가?

주요 결과

• 메타버스 풍경을 함께 설명하는 기술적 프레임워크와 생태계 관점을 제안한다.
• 최신 기술을 가능요인으로 검토하고 현재 역량과 메타버스 요구 사이의 차이를 식별한다.
• 지속적이고 공유 가능하며 3D 가상 공간을 향한 구체적 연구 로드맵과 도전과제 및 기회를 개요한다.
• 메타버스 개발을 세 단계 로드맵으로 배치한다: digital twins, digital natives, 그리고 물리 세계와의 공존(surreality).
• 디지털 빅뱅으로 나아가기 위해 기술과 생태계 구성요소를 결합한 전체적이고 학제간 관점을 주장한다.