[论文解读] Metaverse for Social Good: A University Campus Prototype

Haihan Duan, Jiaye Li+4 more|arXiv (Cornell University)|Aug 20, 2021

Virtual Reality Applications and Impacts参考文献 17被引用 150

一句话总结

本文提出了一个三层元宇宙架构（基础设施、互动、生态系统），回顾了面向社会公益的应用，并演示了一个以区块链驱动的 CUHKSZ 校园原型，具备用户生成内容（UGC）和代币/DAO 功能。

ABSTRACT

In recent years, the metaverse has attracted enormous attention from around the world with the development of related technologies. The expected metaverse should be a realistic society with more direct and physical interactions, while the concepts of race, gender, and even physical disability would be weakened, which would be highly beneficial for society. However, the development of metaverse is still in its infancy, with great potential for improvement. Regarding metaverse's huge potential, industry has already come forward with advance preparation, accompanied by feverish investment, but there are few discussions about metaverse in academia to scientifically guide its development. In this paper, we highlight the representative applications for social good. Then we propose a three-layer metaverse architecture from a macro perspective, containing infrastructure, interaction, and ecosystem. Moreover, we journey toward both a historical and novel metaverse with a detailed timeline and table of specific attributes. Lastly, we illustrate our implemented blockchain-driven metaverse prototype of a university campus and discuss the prototype design and insights.

研究动机与目标

• 以可及性、多样性、平等与人性为重点，激发对元宇宙发展的研究。
• 提出一个宏观的三层架构（基础设施、互动、生态系统），并讨论其组成要素及研究问题。
• 回顾具有代表性的元宇宙应用及其属性，超越早期的综述。
• 展示一个以区块链驱动的校园元宇宙原型，并概述设计选择与洞察。

提出的方法

• 提出三层元宇宙架构，并将关键组件映射到基础设施、互动和生态系统。
• 调研现有的元宇宙应用并提取其属性，如区块链、VR/AR、数字孪生、UGC、经济学和 AI。
• 描述在 Unity 上构建、使用 Blender 模型及 FISCO-BCOS 联盟区块链的 CUHKSZ Metaverse 原型。
• 描述 Metaverse Viewer 界面，支持第一人称/第三人称视角和跨平台部署。
• 实现基于位置感知的传感和 AI 辅助的 UGC 编辑器，以实现用户生成内容的创建。

实验结果

研究问题

• RQ1 元宇宙的宏观三层架构是什么，以及在每一层中会产生哪些研究问题？
• RQ2 如何将区块链、UGC 与 AI 集成，以在校园内支持面向社会公益的元宇宙？
• RQ3 来自以区块链驱动的校园元宇宙原型的实际设计考虑与洞察是什么？
• RQ4 如何利用沉浸式互动和数字孪生把校园的现实活动与虚拟世界连接起来？

主要发现

• 提出了一个三层架构（基础设施、互动、生态系统），用于组织元宇宙组件并提出开放的研究问题。
• 将区块链驱动的去中心化生态系统、NFTs 与 DeFi 概念识别为实现可持续元宇宙经济的关键。
• 一个区块链驱动的校园原型（CUHKSZ Metaverse）展示了跨平台访问、智能合约、DAO 治理和基于位置的激励。
• 开发了易于使用的 AI 辅助 UGC 编辑器和基于体素的内容创建工作流，以降低用户的门槛。
• 该原型整合了基于智能手机的感知用于互动，并通过代币激励来鼓励校园内的参与。