沉浸式元宇宙需要哪些技术？

　　什么是元宇宙？

　　元宇宙是互联网的概念演变。该术语的起源在于1990年代初期的科幻文学，是“元”和“宇宙”的混合体。尽管当前互联网上的交互是通过笔记本电脑和智能手机等设备进行的，但元宇宙通过利用多种虚拟现实和增强现实技术为用户提供更加身临其境的体验。

　　元宇宙在众多行业中都有潜在的应用，例如社交媒体、医疗保健、娱乐、艺术、游戏、虚拟旅游和就业培训。在元宇宙中，个人与其他用户和虚拟环境的虚拟化身进行交互，具有无限的设计自由。

　　最近的发展受到多个因素的推动，元界受到 Web 3.0 概念的影响，该概念侧重于互联网的去中心化、基于代币的经济学和区块链技术。大多数最近的进步是由于软件的进步，而硬件的发展相对较慢。

　　技术

　　扩展现实 (XR) 技术是元界不可或缺的一部分，包括虚拟现实、增强现实和混合现实。在过去的几十年里，XR 技术已经出现了多种应用，包括远程医疗、虚拟探险、产品设计和媒体。XR 设备在虚拟世界中重建人类感官和环境感觉。

　　材料科学在硬件开发中发挥着关键作用，智能材料的出现推动了功能性可穿戴设备的设计和制造。XR 设备包括紧身衣裤、手套和耳机。

　　感觉类型定义了这些设备传递给用户的信息类型，扬声器和耳机显示器提供听觉和视觉信息，触觉执行器利用电气和机械机制传递触觉信息。商用耳机是一项成熟、成功的技术，而商用触觉设备的开发速度较慢。

　　触觉设备仍然主要限于简单的振动，但研究人员正在开发其他反馈设备，例如热触觉设备。开发完全集成、高效且可靠的触觉系统是 XR 技术开发中的一个持续研究课题。

　　近年来，人们开发了柔软、智能的材料，如可拉伸材料和导体、可变刚度材料和软致动器，以提高 XR 设备在虚拟世界中的可穿戴性。目前，很多商用元界相关的硬件产品都僵硬不灵活，限制了佩戴者的舒适度。软、功能和智能设备为开发人员提供了显着改善用户体验的机会。

　　挑战

　　为了让元宇宙完全实现，研究人员和公司需要解决软件和硬件方面的关键挑战。XR 设备的开发可以帮助用户获得更丰富、更身临其境的体验，这些设备可以准确地复制所有五种人类感官（触觉、视觉、听觉、味觉和嗅觉）。而视觉、触觉和听觉的复制更加成熟，模仿嗅觉和味觉是 XR 设备设计中极其欠发达的领域。

　　用户舒适度和设备可穿戴性也是研究的一个关键领域，随着可穿戴技术和功能性技术的发展，对于虚拟世界的 XR 设备的全面商业化至关重要。开发紧凑、不显眼的组件（例如电源）将提高舒适度和耐磨性。

　　另一个关键挑战是通过提高真实性和减少延迟来最小化信息不匹配。最后，还有精神健康、隐私和数据安全等伦理问题，开发者和公司必须在元界和 XR 研发中充分解决这些问题。