目录

关于商汤智能产业研究院 .......................................................................................... 1

作者 ................................................................................................................................................... 1

第一部分：元宇宙概述 ................................................................................................ 2

第二部分：产业元宇宙 ................................................................................................ 5

元宇宙，关键在产业 ................................................................................................................................ 6

“产业元宇宙”十大趋势 .................................................................................................................. 13

第三部分：产业元宇宙应用 ................................................................................ 18

大装置与产业元宇宙 ............................................................................................................................. 19

人工智能与气候行动：从“数字孪生地球”到“产业元宇宙” ......................... 23

元宇宙系列课程 ............................................................................................................... 26

关于商汤 .................................................................................................................................. 26

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产业元宇宙白皮书：

想象力比知识更重要

第一部分

元宇宙概述

“灵境技术是继计算机技术革命之后的又一项技术革命。它将引发一系列震撼全世界的变革，

一定是人类历史中的大事。”

——钱学森

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近来，元宇宙概念持续升温，Roblox、Facebook、微软、腾讯、商汤等科技公司纷纷加

速

元宇宙基础设施建设。中国科研优先探索“人脑感知融合”“AI 与人脑认知融合”、通信高质

量发展（5G），美国则优先布局移动终端（AR 眼镜）。

元 宇 宙 始 于 1992 年 国 外 科 幻 作 品 《 雪 崩 》 里 提 到 的 “ Metaverse （ 元 宇

宙）”和“Avatar

（化身）”这两个概念。人们在其中可以拥有自己的虚拟替身，这个虚实结合的世界就叫作

“元宇宙”。

其实在“元宇宙”这个新概念诞生之前，人类在科学、科幻领域对此早有探索。

早在 30 年前，钱学森先生给汪成为院士的信中，便将虚拟现实技术（Virtual Reality）定

义为“灵境”， “（灵境技术）能大大扩展人脑的知觉，使人进入前所未有的新天地，新的

历史时代要开始了！”“灵境技术是继计算机技术革命之后的又一项技术革命。它将引发一

系 列震撼全世界的变革，一定是人类历史中的大事。”

2016 年，刘慈欣的短篇科幻小说《不能共存的节日》提出了人类走向宇宙和龟缩虚拟空间

的哲学命题。元宇宙已成为业内和大众关注的焦点话题，被扎克伯格认为是“移动互联网的

继任者”。普华永道预 测 到 2030 年，元宇宙 市场规模 将 超过 1.5 万亿 美元。

2021 世界人 工智 能大 会上 ，商汤就提到了其 S e n se C ore 商汤 AI 大 装置 可以实现虚拟现

实 体验 。 招股书 中 也 提到，2016 年 推 出的 S e n seMAR S 软 件平台支 持元宇宙 体验 ，通 过

赋 能 手 机、AR 及 VR 设 备 、 智慧 大 屏及消费级无 人机， S e n seM E 及 S e n seMAR S 实现

了 真 实 世界与虚拟世界的 连接 。

图：S e n se C ore 商汤 AI 大 装置

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元宇宙是实体经济与数字经济的融合

元宇宙是“ 三维 融合”的 混 合现实世界， 物理 世界与 数字 世界的融合，是实 体经济 与 数字经 济

的融合，是生 产力 与 想象力 的融合。元宇宙 既 是 客观 世界的 数字孪 生镜 像 世界，又是全 体 人

类 想象力 的 精神家园 ，元宇宙 具 有成为未来 数字社交 互动通 用平台 的 潜力 。在技术领域， 元

宇宙的 核心 元 素由 感知 智 能、 决策智 能、内 容增强 与生 产组 成， 主 要 包括物理 世界的 数字 重

建、虚拟化身 ( Avatar )及数字智 能 体 。

对于元宇宙 该由谁 来 构 建 ？包含哪些 要 素？依靠哪些 技术 ？笔 者以为，元宇宙 应 始终 坚 持

“以人 民 为 本 ”， 即 在元宇宙“ 媒介 、 产 业、 社会 ”的 三步 走中， 由政府治理 、 由 人 民创造 ，

为 产 业和 社会整体利益服务 ， 主线 是“元宇宙 反哺论 ”， 即数字经济 通 过 元宇宙 经济体反哺

实 体经济 、 社会 公共 服务 。

为 迎接 元宇宙， 我 们 需 要 做好哪些准备？古典 互联网 带 来了 初 代元宇宙的 启 动基础技术与

产 业 资源 ，算 力 、算 法 、 数据 、网 络 、 交 互 5 大要 素缺 一不可，在其 上更需 要元宇宙 产 业

模式 、 科研 模式 、 治理模式三 大 创 新。

元宇宙将推动各行各业朝数字化、智能化发展

当 前，以元宇宙为基点 创造 出的 各种 实 践层 出不 穷 。 如 互联网一 样 ，元宇宙在 初期只 是一个

新 媒介 ， 即 “全 民 生 产力工具 ” 从手 机 转 变为 AR 智 能终端， 并 进一 步改 变 各行各 业生 产 关

系， 最 终成为新一代 社会 基础设施、 产 业基础设施。“元宇宙 + ”融入 智 能 制造 、 智慧文旅 、

智慧党 建、 智慧社区 、 智慧医疗 、 智慧教育 、 智慧 商业等 千行百 业，通 过数字 化、 智 能化、

可 视 化 形 成 产 业与科研 双赛 道的高质量发展“科技 工具箱 ”。

展 望 未来，元宇宙 最 终将在未来科技（量 子 计算、通 用 人 工智 能、 太 空互联网等）的 赋 能

下 ， 逐步 成 长 为人类走向“ 星际 大 航海 ”时代的科研加速 器 、 产 业加速 器 。 例如用 元宇宙 仿真

环 境 训练 宇 航员 、 培养青少 年 AI 编程 、发现新 材料 与新 药物 等。元宇宙可能 会帮助带 来一

个 更智慧 的 城市 以 及 全新的商业 模式 和生 活方式 ， 线上社交 不 再停留 于 文字音视频 、 文娱体

验 不 再停留 于展 览表面 。“ 当 虚实结合技术与 物 联网、大 数据 、 云 计算、人 工智 能、5G 等

技术 不 断 融合， 数字孪 生 赋 能 各行各 业，元宇宙 势必 将 推 动 着各产 业 数字 化、 智 能化发展进

程 ， 成为 我 国 经济社会 发展变革的 强 大动 力 。此外，元宇宙 也依旧 是 由 人类所 构 成的 社会 ，

同样 存在 尊重 与 伦理问 题。 我 们要 打造 一个向 善 的元宇宙，一个以人为 本 有温 度 的元宇宙 ；

同 时， 元宇宙新的互动 形式也 将给人与人的互动提 供更多 的可能。

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第 二 部分

产业元宇宙

如果把 元宇宙 看 作是前 沿数字 科技的 集 成 体 ，其关 键价值应 是 赋 能实 体经济 和 社会 发展， 积

极推 动 数字 世界与 物理 世界的融合发展，实现 数字经济 高质量发展。

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元宇宙，关键在产业

笔 者 更愿意把 元宇宙定义为实 体 空间的 搜 索引 擎 ，它以 数字 技术为基 石 ， 带 来人机之间的

自 然交 互， 带 来 沉浸式视听 、 触 觉、 气味 的 体验 升 级 ，为提升 产 业生 产效率服务 。 笔 者 把

它 称 之为“ 产业元宇宙 ”。

在科技 兴 国、实 干 兴 邦 的 创 新大 潮 中， 如果把 元宇宙 看 作是前 沿数字 科技的 集 成 体 ，其关

键 价值应 是 赋 能实 体经济 和 社会 发展， 积极推 动 数字 世界与 物理 世界的融合发展，实现 数

字经 济 高质量发展。

基石

无数字技术，便难谈产业元宇宙。

数字 技术是 推 动 数字经济 与实 体经济 “ 双 融合”的大引 擎 。以人 工智 能技术为 例 ，其 既 能成

为 推 动新 医药 、新 材料 、新能 源 发展的基础设施，又能成为 各行各 业 数字 化 转 型 的新 型 生

产 力 ，是 典 型 的“ 跨圈 生 产力 ”。

其 他跨圈型 技术， 比 如 VR / AR（虚拟现实 / 增强 现实）、实时 三维 技术（Real -T i m e

3 D ）， 正 在 突破影 视 、 游戏 、 社交媒体 的 边 界，在 汽车 制造 、 交 通 运输 、建 筑 设计、 城

市治理 、 医疗 健康 等实 体产 业 落 地生 根 。

数字经济 发展的 创 新 驱 动 力 ，便来自“ 数字产 业化”， 规模 化 价值 则来自“ 产 业 数字

化”。2020 年 数据 显示 ，在中国 数字经济体 中，“ 数字产 业化” 占比 为 19 % ， 而 “ 产 业 数

字 化” 占比 高 达 8 1 % 。

在新 冠疫情流 行 、全 球 经济下行 背景 下 ， 数字经济 可以说是中国 经济 的“ 稳 定 器 ”。 中国信

通院发布的《2021 年中国 数字经济 发展 白皮 书 》《2021 年全 球 数字经济 白皮 书 》 数

据 显示 ， 我 国 数字经济 占 G DP 比 例 为 39 % ，是世界 范围 内 数字经济增 速 最 快 的国 家 之一。

在国 家 战略 中， 数字经济 发展速 度 之 快 、 辐射范围 之 广 、 影响 程度 之 深 前所未有， 正 在成

为 重组 全 球 要 素资源 、 重 塑 全 球 经济 结 构 、 改 变全 球竞争 格局的关 键力 量。 数字经济 事关

国 家 发展大局，是 把 握 新一 轮 科技革命和 产 业变革新机 遇 的 战略选择 。

伴随 数字经济 渗透 率 在 服务 业 ( 4 0. 7% ) 、 工 业 ( 21 % ) 、 农 业 ( 8 .9 % ) 的 快 速提升，实 体产 业将

完

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成“ 数字孪 生”（ 数字 化）、“ 数字交 互”（网 络 化）、“ 数字智 能”（ 智 能化）的 三步 走。

与此

同 时， 我 国 经济也 将 受 益 于 数字 技术、 数字经济 的普 惠 作 用 ， 从 “不 平 衡 发展” 转 向“ 平

衡 发展”， 从 “ 资源 粗放型 发展” 转 向“ 资源集 约型 发展”， 从 “高速发展” 转 向“高质量

发展”。

可以 看 到，中国 G DP 中 仍 有 61 % 的 产 业空间 没 有被 数字经济 渗透 进来，这是 非常巨 大的

蓝 海市场 。在此 背景 下 ，发展以人 工智 能等为代 表 的“ 牛鼻 子 ”科技 十 分 重 要，这是 产 业元

宇 宙的基础设施。

赋能

元宇宙能够赋能产业数字化、网络化、智能化转型。 包括： 设计、生 产 、 运输 、 交 付 等 产

业 链 各环 节，其 应用 遍 布 制造 、建 筑 、 汽车 、 物 流 、 城市 、能 源 等实 体产 业。

第一步是产业链数字化： 对生 产线 或 产 品进 行 传 感 捕捉 ， 形 成 孪 生商品 或 工 厂 模 型 。 第二

步是产业链网络化： 通 过 5G 或 物 联网，将生 产线环 境与 产 品 数据 实时 上 传 到 AI 超 算

中 心上 ，生 产 大 数据 在 线 融合， 形 成“ 指标 孪 生”。

第三步则是产业链智能化： 基于生 产数据训练 出自动化 或半 自动化 决策模 型 ， 沉 淀 知 识 图 谱

和 产 业大脑，通 过 机 器 人 或 机 器手反 向 指挥 生 产 参 数 调 整 ， 形 成“ 决策孪 生”的 价值 闭 环 。

数字 空间的虚拟 工 厂 与 物理 空间的实 体工 厂 实时 同步 ， 线上 检 测 异常 、优化 方 案 、 仿真测

试 ， 线下 小 批 量 验 证 、大 规模推 广 。 产 业元宇宙 从数据 入 口 、网 络 融合、 智 能自动化 逐步

升 级 成 熟 ，共 同推 进“实 体产 业 数字 化”和“ 数字产 业化”。

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如果说消费元宇宙追求大众客户的极致体验，产业元宇宙则追求极致效率与成本。 前者通 过

VR、AR 等 仿真 技术来实现 更 “ 真 实”的 消费 者 服务环 境与 沉浸式体验 ，后者则通 过数字

孪 生、 工 业 智 能技术实现 产 业 流 程再造 与 产 业能 效 持续提升。

在 数字经济 与实 体经济双 融合的 体 系内， 产 业元宇宙与 消费 元宇宙是“一 体 两 面 ”。 从 设计

到 消费 ，一个 产 品基于元宇宙基础设施，能 够 同步推 进 数据 融合、 指标 融合、知 识 融

合、 决策 融合， 充 分发 挥 线上数字 科研、 数字 实 验 的实 景 设计、 敏捷迭 代、 低 成 本 试错 、知

识 图 谱 、自 主 演 进 六 大优 势 ，通 过线下 标杆试 点 形 成 价值 闭 环 。

这成为 每 一 家 企 业 登陆 产 业元宇宙新大 陆 的 战略 必 修课 。 当然 ，这一 次 产 业革命 也必然带 来

组 织流 程 、 管 理制度 的全 面 升 级 。

在 产 业元宇宙中，在新 工 厂 的全生命 周 期 中， 包括方 案 设计、 模 拟 测 试 、建设 运营 、优化

改 进， 都 能 采 用数字 化、虚拟化、 智 能化的 手 段 ，实现预 测 与 改 进。