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近年来,元宇宙、Web3.0、仿真数据平台、数字孪生、物理AI等概念层出不穷,普通人很容易感到困惑。这些概念与世界模型有何关联?它们并非完全相同,但都预示着数字与物理世界界限日益模糊的趋势。世界模型更像是这些概念的“认知层”或“底层操作系统”,负责使AI能够理解并推演世界。

它们并非同一概念,但属于同一范畴

过去几年科技界备受关注的概念大致可归为三类。第一类是“空间体验”,以元宇宙为代表,旨在构建一个供人类在虚拟空间中进行社交、工作、消费和生活的环境。第二类是“生产关系”,以Web3.0为代表,致力于利用区块链重塑数据所有权、身份和激励机制。第三类是“技术能力”,包括仿真数据平台、数字孪生、物理AI及世界模型,它们都试图通过数字手段来理解、模拟、预测或生成物理世界。

世界模型属于第三类,且更为基础。它并非一种具体应用,而是一种使AI能在内部构建可供推演的世界的能力。元宇宙可能需要依赖它,仿真数据平台可视为其前身,数字孪生是其近亲,物理AI是其载体,而Web3.0在技术层面与它基本无关。

元宇宙:世界模型或为“驱动引擎”

元宇宙最盛行之时,人们构想的是一个沉浸式的虚拟社会,其中包含虚拟化身、虚拟地产、数字资产、线上音乐会及远程办公等。其核心在于一种“空间体验”,即用户能够进入其中进行社交、消费和创造。然而,当时元宇宙面临的最大挑战是内容生产。构建一座虚拟城市需要耗费巨大的美术和工程资源,成本高昂,但体验却仍显初级。许多项目最终沦为空洞的展示空间或投机性的土地交易,用户体验一番后便不知所措。

若世界模型技术成熟,便能直接通过文本生成可交互的3D世界,相当于为元宇宙配备了一个“自动生成器”。Google Genie 3已初步展示了这一能力:只需输入一句话,即可生成一个可供实时探索的世界。未来,用户或许只需说“我想漫步于1920年代的上海外滩”,世界模型便能为你构建一条街道、一些虚拟角色以及一段故事情节。

因此,两者并非同一事物。元宇宙是“目的地”,而世界模型则是“铺设道路和建造城市的工具”。世界模型不一定非要服务于元宇宙,但元宇宙若想实现低成本、大规模、可交互的愿景,很可能离不开世界模型。世界模型有望弥补元宇宙未能实现的方面。

Web3.0:与世界模型基本不在同一技术层面

Web3.0的核心在于区块链、去中心化、代币经济和用户数据所有权。它旨在解决互联网的所有权和激励问题,而非“机器如何理解和模拟世界”。

打个比方,世界模型研究的是“AI如何在内部模拟世界”,而Web3.0则关注“该世界中的数字资产归属以及交易方式”。两者可以结合,例如在世界模型生成的虚拟世界中通过NFT交易土地,或利用DAO管理虚拟城市的规则。但它们的技术内核完全不同。

因此,Web3.0与世界模型基本不是一回事。它们的关系更像是:Web3.0可能是未来虚拟世界的“经济规则”,而世界模型是“物理规律”。前者属于社会科学范畴,后者属于工程技术领域。

仿真数据平台:世界模型的1.0版本

这是最接近的概念。近年来,自动驾驶公司投入巨资开发仿真平台,如CARLA、51World、Unity自动驾驶仿真和NVIDIA DRIVE Sim。这些平台的核心价值在于,能在虚拟环境中生成极端场景,以低成本训练自动驾驶算法。

然而,这些平台的问题在于,场景大多需要人工搭建或基于规则生成。例如,暴雨、暴雪、异常障碍物、行人突然穿越等“边角案例”需要设计师逐一建模,效率低下。此外,规则生成的场景往往不够自然,算法过度训练可能导致对人工痕迹的过拟合。

世界模型的作用在于,利用AI自动生成这些场景。它不依赖设计师手动摆放障碍物,而是从真实数据中学习物理规律,然后生成无限接近真实的变体。小鹏汽车声称其世界模型支持的仿真测试每天可等效运行3000万公里,而地平线公司则能让模型在30秒内生成一段可控驾驶视频。

因此,仿真数据平台与世界模型可以看作是同一事物的1.0和2.0版本。前者依赖人工和规则,后者则依靠AI生成。世界模型并非否定仿真数据平台的价值,而是将其提升到智能化、自动化和规模化的新高度。

数字孪生:世界模型增加了“预测未来”的能力

数字孪生近年来在工业、城市和能源等领域备受青睐。其核心是对物理世界进行高精度1:1的镜像映射。例如,为一座工厂创建一个数字副本,实时同步设备状态,用于监控、运维和优化;或为一座城市构建数字模型,用于模拟交通流量、管网压力和灾害响应。

数字孪生是“现在的镜子”,它回答的问题是:“现实世界当前状况如何?”

而世界模型则是“未来的沙盘”。它不仅要知道工厂当前的运行状态,还能预测:“如果这条生产线提速,设备是否会过热?如果机器人这样移动,是否会撞到货架?如果明天有台风,电网负荷将如何?”它回答的问题是:“现实世界未来将会怎样,以及我应该如何行动。”

因此,世界模型包含了数字孪生的一部分能力,但更进一步:从“复制现实”转变为“推演未来”。可以将数字孪生理解为世界模型的一个组成部分或前提条件,但世界模型的抱负更为宏大。

物理AI:世界模型是其核心组件之一

黄仁勋和英伟达近年一直在倡导“Physical AI”,即能在物理世界中行动的AI。自动驾驶汽车、人形机器人、工业机械臂、无人机等都属于此类。

物理AI要实现行动,需要三个要素:感知(看到世界)、理解(懂得世界规律)和决策(选择行动)。

世界模型负责中间环节——理解世界规律并预测未来。它使AI不仅能看到前方的障碍物,还能预判障碍物的未来动向,以及自身不同动作可能导致的结果。

因此,可以说世界模型是物理AI的核心组件,但并非全部。物理AI还包括传感器、执行器、控制算法、安全系统等。世界模型是物理AI的“大脑皮层”,负责在行动前进行推演。

一张图看懂它们的关系

若将它们置于一个层次结构中,大致如下:

  • **底层基础设施:**算力、GPU、云、传感器、数据采集。
  • **认知层:**世界模型——理解并推演物理世界的规律。
  • **应用工具层:**仿真数据平台、数字孪生——将认知能力转化为训练或监控工具。
  • **行动层:**物理AI——在真实世界中行动的机器人、自动驾驶汽车等。
  • **体验层:**元宇宙——人类沉浸其中的虚拟空间。
  • **规则层:**Web3.0——所有权、身份、经济激励规则。

世界模型处于“认知层”,向上支撑应用工具、行动系统和虚拟体验,向下依赖算力和数据。它本身并非任何一个概念,但可能是许多概念的共同基础。

世界模型可能是这些概念的“操作系统”

这些概念之所以容易混淆,是因为它们都指向同一个大趋势:数字世界与物理世界的界限正在模糊。

元宇宙旨在让人类更多地生活在数字世界;Web3.0希望数字世界的资产归个人所有;仿真数据平台致力于利用数字世界训练物理世界的AI;数字孪生旨在实现两个世界的实时同步;物理AI希望AI能在物理世界中行动;而世界模型则让AI拥有一个可在内部推演的世界,是连接数字与物理的“认知层”。

世界模型不一定会取代这些概念,但它可能成为许多概念的底层基础设施。正如操作系统不取代应用程序,但所有应用程序都运行在操作系统之上。元宇宙、仿真平台、数字孪生、物理AI等应用程序,最终可能都需要世界模型这个操作系统来调度对世界的理解。

那么,过去热炒的概念与世界模型是否是同一回事?严格来说,不是。但许多概念当初的设想,最终可能需要依靠世界模型来实现。