[논문 리뷰] From Internet and Extended Reality to Metaverse: Technology Survey, Ecosystem, and Future Directions

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

Virtual Reality Applications and Impacts인용 수 3

한 줄 요약

이 논문은 확장현실, 인공지능, 블록체인, 5G 등을 포함한 여덟 가지 핵심 기반 기술과 가상 경제, 프라이버시와 같은 사용자 중심의 생태계 요소를 분석함으로써 메타버스를 위한 종합적인 프레임워크를 제안한다. 현재의 산산이 흩어진 디지털 환경에서 통합적이고 지속적이며 몰입감 있는 메타버스로의 전환을 이끌 가이드라인으로서 연구 의제를 수립한다.

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, 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

• 현재 인터넷에서 메타버스로의 진화를 이끄는 기술적 기반을 분석하기 위해.
• 몰입감 있고 지속적이며 공동으로 사용 가능한 가상 환경을 뒷받де는 여덟 가지 핵심 기반 기술을 특정하고 평가하기 위해.
• 메타버스의 지속 가능성과 보급에 필수적인 여섯 가지 사용자 중심의 생태계 요소를 검토하기 위해.
• 기술적 및 사회적 차원에서 메타버스 개발을 촉진하기 위한 체계적인 연구 의제를 제안하기 위해.
• 통합적이고 지속적이며 몰입감 있는 디지털 영역으로서의 메타버스에 대한 통합적 이해를 제공하기 위해.

제안 방법

• 확장현실, 사용자 상호작용, 인공지능, 블록체인, 컴퓨터 비전, 엣지 및 클라우드 컴퓨팅, 미래 모바일 네트워크를 포함한 여덟 가지 핵심 기술을 체계적으로 조사하고 평가하기 위해.
• 아바타, 콘텐츠 제작, 가상 경제, 사회적 수용성, 보안 및 프라이버시, 신뢰성 및 책임성 등의 여섯 가지 사용자 중심 요소를 통해 메타버스 생태계를 분석하기 위해.
• 기술적 지원 요소와 생태계 구성 요소 간의 상호작용을 맵핑하여 상호보완성과 격차를 식별하기 위해.
• 학술적 및 산업 연구의 향후 방향을 명시하는 체계적인 연구 의제로 통합된 통찰을 도출하기 위해.
• 메타버스가 디지털 '빅뱅'으로서의 실현 가능성과 전망을 평가하기 위해 다차원 프레임워크를 적용하기 위해.
• 기술-생태계 双축 분석을 통해 신규 시스템의 성숙도와 통합 가능성 평가하기 위해.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 확장현실, 인공지능, 블록체인과 같은 신기술들이 함께 어떻게 지속적이고 몰입감 있는 메타버스로의 전환을 가능하게 하는가?
• RQ2 메타버스 플랫폼의 지속 가능성과 보급에 결정적인 영향을 미치는 주요 사용자 중심 요소는 무엇인가?
• RQ3 엣지 컴퓨팅, 5G, 컴퓨터 비전의 통합은 실시간, 확장 가능하고 상호작용 가능한 가상 환경을 어떻게 지원하는가?
• RQ4 가상 경제와 신뢰 메커니즘은 메타버스에서 장기적인 사용자 참여를 어떻게 촉진하는가?
• RQ5 통합적이고 공동의 메타버스를 실현하기 위해 해결되어야 할 핵심 연구 및 개발 격차는 무엇인가?

주요 결과

• 확장현실, 인공지능, 블록체인, 5G의 융합은 지속적이고 몰입감 있으며 상호작용 가능한 가상 환경을 창출할 수 있다.
• 아바타 개인화, 가상 경제, 프라이버시 보호 조치와 같은 사용자 중심 요소는 장기적인 사용자 참여와 생태계 지속 가능성에 필수적이다.
• 엣지 및 클라우드 컴퓨팅과 컴퓨터 비전의 통합은 대규모 가상 세계에서 저지연, 실시간 렲팅과 상호작용을 가능하게 한다.
• 블록체인 기술은 투명하고 안전한 가상 경제를 지원하여 디지털 거래에서 신뢰성과 책임성을 향상시킨다.
• 현재 메타버스 개발의 상태는 산만하며 상호운용성, 표준화, 플랫폼 간 지속성 측면에서 상당한 격차가 있다.
• 기술적, 사회적, 윤리적 차원에서 메타버스 개발을 이끄는 체계적인 연구 의제가 제안된다.