摘要
元宇宙被设想为下一代互联网。虽然其仍处于初期阶段，但围绕 2D 增强现实（AR）、人工智能（AI）和沉浸式 3D 虚拟现实（VR）技术的早期元宇宙体验正基于当前的数字基础设施和用户设备（例如，智能手机、电脑、头戴显示器）不断涌现。
随着时间的推移，随着技术和应用程序的不断发展和连接，它们有可能改变社会和经济互动的方式，通过无缝和沉浸式体验将物理世界和虚拟世界融合在一起。新兴用例说明了虚拟世界技术如何影响企业对企业 (B2B) 和企业对消费者 (B2C) 市场的交互方式，以及虚拟世界如何模拟和优化现实世界的活动。
● 元宇宙将通过更强劲的经济增长和出口增加为美国带来好处。
美国正在大力投资元宇宙，并在全球引领其发展。假以时日，元宇宙应该会通过经济增长和出口增加为美国带来好处。包括 Meta、Microsoft 和 NVIDIA 在内的大型美国技术公司正在努力通过生产设备、平台和技术来构建虚拟世界，以支持新的沉浸式体验。 VictoryXR、Double A Labs 和 Spot 等较小的美国公司也在投资元宇宙技术。
● 到 2035 年，元宇宙可为美国年度 GDP 贡献 4020 亿美元至 7600 亿美元。
由于元宇宙技术仍处于早期，其对经济影响的规模和时间具有不确定性。
这反映在文献中，使用各种不同的方法发表了广泛的估计。 然而，根据目前预测的投资水平，我们估计到 2035 年，元宇宙可为美国年度 GDP 贡献 4020 亿美元至 7600 亿美元。
有几个潜在的商业驱动因素会推动元宇宙经济发展。
— 首先，XR体验可以通过整合 VR、AR 和 AI 等元宇宙技术来改变 B2C 和 B2B 体验。例如，耐克等公司已经在使用 VR 技术销售虚拟商品并产生新的收入来源； 一些娱乐公司也在试验元宇宙应用程序，例如 Roblox 上的格莱美周，为粉丝提供虚拟体验。
— 其次，企业模拟可能会提高生产效率，因为企业能够发现使用元宇宙来优化物理流程的方法。例如，NVIDIA 正在开发元宇宙技术，旨在减少训练自动驾驶汽车的时间和成本。 瑞典电信公司爱立信正在与 NVIDIA 合作优化 5G 无线电网络的布局。 亚马逊和百事可乐已经在使用类似的技术来优化其配送中心的设计，使用“数字孪生”来模拟替代布局。元宇宙技术还可以在企业以外的环境中提高效率。例如，城市已经开始使用它来帮助规划和可视化新的开发项目。
— 最后，增强的劳动力体验可用于培训员工，并加强远程工作和学习。例如，外科医生可以在 3D虚拟环境中模拟外科手术，并实时接收有关其操作的反馈。元宇宙可以通过使交流更逼真来改善远程工作，并且可以通过使学习更加身临其境和互动来提高远程教育的质量。
● 政府、企业和民间社会之间需要加强合作，以提高数字技能和增加数字连通性。
虽然美国在引领虚拟宇宙的发展并从中受益，但它的潜在好处可能并未被广泛感受到。有证据表明，美国人口在网络连通性（例如，经济承受能力、农村覆盖率）以及数字技能方面仍然存在显著的数字鸿沟，甚至影响了对当前互联网体验的可访问性。数字鸿沟对老年人、农村居民、低收入家庭和少数群体的影响尤为严重。这些关键领域需要私营单位和公共部门之间的合作，以促进价值创造的公平分配，特别是在现有和未来技术方面在历史上处于不利地位的群体之间。
各方之间还需要进一步合作，以建立对新兴技术的信任和社会接受度。为了达到这个目的，可以提高针对用户的软硬件设计和数据处理的透明度，并且向公众传达技术的经济和社会效益。
未来几年对于元宇宙的广泛开发和采用具有决定性意义。企业、政府和社区组织都将在培育可持续和包容的元宇宙生态系统方面发挥作用。 这样做，美国将有机会保持全球技术领先地位，并意识到元宇宙可能带来的重大机遇。
一、什么是元宇宙？
● 改变商业和通信
“Metaverse 是一个大规模且可交互的实时渲染 3D 虚拟世界网络，可以由无限数量的用户同步和持续地体验。这些用户具有个人的存在感，并且具有身份、历史、权利、对象、通信和付款等数据的连续性。”
– Ball, M.，（2021 年）《元宇宙的框架.元宇宙入门》
当前形式的互联网 (Web 2.0) 对世界各地的经济和社会产生了深远的影响。它塑造了大众、企业和政府在日常生活中相互交流的方式，并产生了重大的经济和社会影响。元宇宙被设想为互联网的下一个重要迭代。虽然仍处于初期阶段，但围绕 2D 增强现实（“AR”）、人工智能（AI）和沉浸式 3D 虚拟现实（VR）技术的早期元宇宙体验正在通过当前的数字基础设施和用户设备（例如，智能手机、电脑、头戴式设备）不断涌现。这些已经为用户提供了更具交互性的通信方式。随着技术和应用程序的不断发展和集成，虚拟世界有望在虚拟世界中支持更加身临其境和互动的体验。早期应用表明，这场技术革命可能会进一步改变商业、通信和公共服务。
商业（Businesses）推动变革。在互联网的这种技术变革中，虚拟世界和人工智能模拟并增强了我们周围的物理世界，在短期内，有三种主要方式将对企业产生价值：
— XR体验：将事件或只存在于物理世界中的体验带入虚拟世界。这意味着提供混合的、虚拟的和物理的体验，为工业和消费者观众带来持久的世界、短暂的体验和互联的商业。因此，XR 体验可以让用户比互联网更有效地弥合物理距离。例子包括提供试驾的虚拟汽车展厅，以及创造虚拟马戏团体验的体育赛事等。
— 企业模拟：结合元宇宙中的物理和虚拟 3D 对象，创建真实世界环境的物理逼真虚拟版本，以模拟场景并优化操作。许多组织正在利用虚拟世界为许多应用场景重新设计生产设施和优化制造流程。
— 增强的劳动力体验：提供沉浸式学习、培训、入职体验和增强的工作流程，以通过AR、VR 和 AI/机器学习 (ML) 提高效率并减少错误。例如，美国国防部队员工的虚拟入职和沉浸式培训。
随着时间的推移，这些创新有可能培育新的经济机会，创造新的商业模式，并为模拟、娱乐、参与、协作、研究和业务运营开辟新的途径。为实现这一目标，需要在构建公共和私营单位参与者的生态系统以及建立管理它的标准、平台和协议方面取得进展（见专栏1）。
Meta、NVIDIA 和 Roblox 等美国科技公司正在大力投资虚拟现实技术。在 2014 年收购 Oculus 后，虚拟现实头显开发商 Meta 成立了 Reality Labs，致力于构建虚拟现实技术和体验。Meta和NVIDIA 还在开发一台超级计算机来支持元宇宙相关的工作负载。NVIDIA 正在投资一个版本的元宇宙，使企业能够协作，并构建工厂、仓库和电信网络的“数字孪生”。Roblox 的使命是构建一个人类共同体验平台，允许开发人员构建虚拟世界，允许玩家创建数字化身，他们可以在不同的元宇宙应用程序中使用这些化身。截至 2022 年，Roblox 的日活用户达到 5200 万。
元宇宙的机遇将由不同生态系统参与者之间的协作推动。它的发展使得国内和国际合作伙伴建立关系，传播创新想法和探索过程中的专业知识。例如，Meta 最近与高通建立了合作伙伴关系，为 VR 设备开发专用芯片组。在最近的另一项目中，AR 头显开发商 Kura Technologies 与台湾芯片制造商 (TSMC) 合作构建了 Kura 的新型高性能芯片组。 Deloitte 的 Unlimited Reality 产品扩展了与 NVIDIA 的联盟，以开发企业元宇宙，使用 AI Computing 和 NVIDIA 的 Omniverse Enterprise 平台在 3D 设计和物理世界模拟方面进行协作。
美国企业正在建立的势头可以帮助美国成为互联网发展的领导者，从而产生国内和全球利益。 随着美国开发可在全球范围内使用的元宇宙软件和硬件，这有可能增加美国的经济增长和出口。
●专栏1. 与上一代互联网相比，元宇宙的通用原则
根据通用原则构建元宇宙
虽然元宇宙没有单一的包罗万象的定义，但可以描述它们的共同原则。 图1 列出了这些原则，并与上一代互联网 Web 2.0 进行了比较。
图1. 元宇宙的通用原则概述以及与上一代互联网的比较
— 首先，元宇宙的沉浸式原理将允许用户使用不同的扩展现实 (XR) 技术（例如 AR、VR 和混合现实 (MR)）以及人工智能和触觉反馈（即，模拟触觉）以提供触觉参与。
— 其次，通用标准将允许用户体验多个世界，同时在不同的虚拟世界之间无缝转移他们的存在和资产（例如，不可替代的代币或 NFT）。 这可能需要就跨不同平台使用的通用协议和标准达成一致。
— 最后，持续性和同步性指的是数字世界的存在不会在用户离开时重置，而是随着用户与其交互，随着彼此之间类似于现实世界的交互，随着时间的推移不断演变。
●元宇宙的用户体验建立在多个技术和服务层之上
可用于访问元宇宙应用程序的设备有很多，但它们提供的沉浸感级别、成本和对技术支持的依赖性各不相同。虚拟世界通常与基于头显的沉浸式 3D VR 体验相关联，但智能手机也可用于通过应用程序、互联网浏览器和内置摄像头访问 2D 虚拟世界体验。在美国，2021 年 85% 的成年人拥有智能手机。这表明在短期内，智能手机将最有可能成为一些关键新兴用例的切入点。与此同时，创新有可能产生新的和更实惠的方式来参与元宇宙，更身临其境的 VR 和 XR 体验在未来将成为生态系统的更大一部分。
对于构建元宇宙，有四个关键的互联领域（见图2）：
01. 随着时间的推移持续改进数字基础设施，以确保现有的和新兴的技术得到高质量处理、低成本数据传输和效率的支持。
02. 改善可访问性和交互性的硬件、协议和标准。
03. 增强内容和体验，根据最终用户区分元宇宙。
04. 能够容纳和开发内容与虚拟世界的平台。
这四个部分相互关联并协同工作，为元宇宙创新的发展、对其产品的需求增长以及经济利益在美国的传播奠定了基础。
监管也至关重要，这样企业才有信心投资元宇宙技术，消费者才能放心使用它。需要公共政策、法规和治理框架来促进元宇宙技术的发展，并为元宇宙提供一个有利的生态系统，使其发展成为一个安全、可靠和包容的环境，供消费者和企业使用和投资。
私营单位之间的合作、学术界和公共部门将是另一个关键要求。然而，这些领域的进步并不能保证社会的所有部分都会受益。享受福利的程度将取决于互联网接入以及数字技能和社会接受度。无法上网的人与社会其他人之间现有的“数字鸿沟”有继续存在的风险。第 3 节探讨了这一问题以及元宇宙的基本原理和推动因素。
图2. 对于虚拟世界的出现和采用至关重要的四个关键组成部分
二、美国经济的机遇
（一） 元宇宙可能为美国经济做出重大贡献
通过改变商业和通信，元宇宙有可能成为美国的重要经济机遇。然而，它包含新兴技术，而且这个机遇的规模和价值很难精确估计。这反映在对潜在市场规模（即额外收入）和潜在经济贡献（即对 GDP 的贡献）的广泛估计中。尽管存在差异，但所有已做出的估计都表明元宇宙的全球经济潜力是巨大的（见图3）。
图3. 虚拟世界的全球估计：市场规模和GDP贡献
Analysis Group 估计，到 2031 年，元宇宙每年可为美国 GDP 贡献 5600 亿美元，大概占了对全球 GDP 贡献的 3 万亿美元的六分之一。他们的工作基于这样一种假设，即全球元宇宙的增长可能遵循与过去移动通信技术增长类似的模式。
在对全球和国家层面的潜在经济影响做出我们自己的估计时，我们应用了 ICT 资本投资与经济增长之间的既定关系。我们的估计还取决于几个建模假设，包括对全球 GDP 和不同 ICT 投资情景的预测。（有关该方法的概述，请参见专栏2。）
根据文献中列出的全球元宇宙投资情景，到 2035 年，元宇宙对美国 GDP 的潜在经济贡献每年可能在 4020 亿美元至 7600 亿美元之间（相当于在 1.3% 和 2.4% 之间）。这表明元宇宙可能会导致美国生产的商品和服务的价值显著增加。鉴于该技术的新兴状态，经济效益的时间和规模取决于其增长和采用的有利环境。这个问题将在第 3 节中进一步探讨。
专栏 2. 元宇宙经济影响评估方法概述
为了评估元宇宙在美国的影响，该方法根据全球元宇宙投资情景估计了元宇宙对全球经济的潜在影响，然后对这个全球总数进行分配以获得国家层面的估计。为了进行分析，根据文献，考虑了全球元宇宙投资的两种情景：
— 2022 年至 2029 年全球元宇宙投资每年 1400 亿美元的基准情景；
— 同期全球元宇宙投资为每年 2700 亿美元的上行情景。根据对 ICT 资本投资与经济增长之间关系的经济文献的估计，该分析表明，到 2035 年底，元宇宙投资可为全球年度 GDP 增加 1.9 – 3.6 万亿美元（以 2021 年美元计算）； 这将大约占 2035 年全球 GDP 的 1.3% – 2.4%。为了分配这一全球总量，根据美国对全球 GDP 的预测贡献，将其中一部分归因于美国。在此之后，据估计，到 2035 年，元宇宙投资的两种情景将为美国每年产生 4020 – 7600 亿美元的经济贡献。有关该方法的详细说明，请参阅德勤的报告《元宇宙及其对于土耳其的潜力》。请注意，在针对土耳其的报告发布后，国际货币基金组织随后（2023 年 4 月）发布了更新后的 GDP 预测，该预测已在本文中使用。
这些对经济影响的估算取决于若干假设和外部预测，包括：
— 国际货币基金组织对 2022 年至 2028 年的国家层面和全球实际 GDP 预测，以及基于世界银行 2009 年至 2019 年期间 GDP 数据的 2029 年至 2035 年的复合年增长率 .
— 所考虑的投资方案着眼于大型科技公司在开发元宇宙平台和技术方面可能产生的支出。 因此，他们不一定会考虑更广泛、更长期的投资，这些投资可能发生在许多更广泛的领域，例如通信、连接和底层基础设施。
— 元宇宙中的全球 ICT 投资是相对其他 ICT 投资的增量，而不是替代将不再发生的 ICT 投资。
— 开发有利环境以支持元宇宙的采用，例如，维持当前对网络基础设施的投资率。
— 排除了 ICT 行业以外的公司或公共当局对元宇宙的相关投资，这可能表明估算是保守的。
因此，由于假设和预测会随着时间的推移而发生变化，因此应对估算的准确性保持谨慎。因此，元宇宙在全球和美国的影响可能更大也可能更小。
●美国是一个幅员辽阔、社会和经济多元化的国家
图4. 美国经济的主要统计数据
美国是世界上最大的经济体和第二大出口国，2020 年的 GDP 为 23 万亿美元，商品和服务出口额为 3.5 万亿美元。美国公司能够供应庞大的国内消费者和企业市场。美国也是一个富裕国家，人均 GDP 很高，这表明有大量潜在消费者和企业能够负担得起技术创新。
备注 1. 关注数字鸿沟
城乡之间以及不同种族的美国人之间存在“数字鸿沟”。虽然数据表明，总体而言，美国拥有 4G、5G 和固定宽带提供的良好互联网覆盖，但农村地区的服务通常较差。农村地区的智能手机拥有率也较低。
与美国白人相比，美国黑人和西班牙裔美国人在家中拥有固定宽带的可能性更小，而且拥有足够数字技能的可能性也更小。
资料来源：皮尤研究中心 (2021)
然而，这些数字掩盖了各州内部和各州之间的巨大差异。收入和财富不平等的一些指标表明美国落后于英国、加拿大和德国等一些发达经济体。这在一定程度上反映了各州之间的社会经济和部门差异。例如，虽然截至 2022 年 12 月美国的总体失业率为 3.5%，但各州之间存在很大差异。内华达州的失业率最高，为 5.2%，而犹他州的失业率最低，为 2.2%。『州新经济指数』常被用于衡量各州的经济结构，以评估它们是否符合创新驱动型经济的“理想”结构。该指数表明，马萨诸塞州被认为拥有可以利用创新驱动型经济的经济结构，而密西西比州没有。其报告表明，这种差异是由于马萨诸塞州拥有更多的技术和专业服务公司以及高技能劳动力市场，而密西西比州拥有更多传统产业和条件，不太适合拥抱创新驱动型经济。数据还显示，全国各族裔之间以及城乡社区之间的收入中位数存在巨大差异。
因此，虽然美国作为一个整体更有能力负担沉浸式硬件和软件以体验早期和即将推出的元宇宙应用程序，很大一部分人可能还没有准备好充分受益。关于州级差异的进一步讨论可以看第 3 节内容。
本报告的以下部分讨论了元宇宙在各个领域可能产生的潜在机会。如图5 所示，元宇宙技术有望产生新的商业机会以及更广泛的健康、教育和环境效益。
图5. 虚拟世界的潜在机会
（二）企业的潜在新市场和运营效率提升机会
元宇宙对美国经济增长的贡献预计将受到企业利用新收入来源、增强现有商业模式以及提高运营效率的推动。美国各地已经陆续出现以这些方式使用元宇宙技术的例子（见图6）。
图6. 美国各地正在使用的虚拟世界的例子
1．新市场和运营的机会
（1）新的收入来源
美国各地的企业已经使用元宇宙技术创造了大量的新收入来源。例如，一些过去只销售实物服装的品牌和零售商现在也在元宇宙中销售虚拟版本。耐克在收购虚拟鞋子和服装零售商 RTFKT 后，于 2021 年开始销售数字运动鞋。家具零售商 West Elm 创造了早期的虚拟世界体验，允许客户为他们在 Roblox 上的虚拟家庭购买家具。
非同质代币 (NFT) 等数字资产可以在未来的在线商务中发挥重要作用。 NFT作为具有唯一标识符以证明所有权的数字资产，可以让企业在元宇宙中出售各种各样的资产，从数字艺术作品到土地。
美国各地的企业已经使用元宇宙技术创造了大量新的收入来源。
一些内容创作者和娱乐公司开始通过元宇宙技术提供虚拟体验。有了更丰富的媒体组合，创作者正在开发大型多人游戏、互动艺术展览和时装秀，以及身临其境的在线音乐会和体育赛事。例如，Megan Thee Stallion 组织了虚拟音乐会，而 Recording 学院在元宇宙中颁发了第 64 届格莱美奖。定于 2024 年在纽约市开放的环球嘻哈博物馆，将先在元宇宙中开放，然后才在现实世界中开放。『今夜秀』的粉丝现在可以对拍摄节目的工作室进行虚拟访问。在元宇宙中举办的活动可能使公司能够接触到更多的观众，以及因距离、成本或其他可访问性问题而无法亲临现场的人。
元宇宙技术也被用于产生新的 B2B 收入来源。例如，微软已经开始为商业用户打包其 AI 和 AR 产品——例如摩托车、发动机和重型设备制造商 Kawasaki，该公司正在使用微软的 AR 头显帮助其工厂工人制造机器人、管理供应链，以及进行维修。
（2）补充现有的收入来源
公司还使用元宇宙技术来营销他们的实体产品。连锁餐厅 Wendy’s 开设了一家虚拟餐厅，供游客探索 Wendy’s 实体餐厅的美食并获取折扣。同样，在 Chipotle 的元宇宙餐厅，游客可以通过尝试在虚拟环境中制作卷饼来赢得现实生活中的墨西哥卷饼。
备注 2. 元宇宙对 SMB 的好处
元宇宙也可能像互联网在过去所做的那样使中小型企业 (SMB) 受益。 （Web 2.0）互联网使中小企业能够通过降低进入的固定成本和具有成本效益的定向广告来扩大其在国内和海外新市场的影响力。 这也意味着消费者可以更轻松地找到它们并在线购买。
元宇宙有可能为中小型企业带来类似的好处——尤其是那些通过元宇宙技术提供服务和娱乐的企业。 就像互联网使 SMB 能够向国外客户销售商品一样，元宇宙将使小型和新颖的服务提供商能够接触到全球各地的遥远客户。
例如，zSpace 提供 AR 和 VR 硬件和软件以及教育内容，使学生能够在叠加的虚拟环境中学习。 学习变得更有动力和吸引力，此外，用户还可以培养数字技能，帮助他们为未来的工作方式做好准备。
资料来源：IT Business Edge (2022)，zSpace webpage
元宇宙还可以补充现有的零售业务。例如，访问虚拟商店的消费者可以在订购真实商品之前试穿衣服。这可能会增加销售额，并减少电商退货的数量，这对零售商和环境来说是一项巨大的成本。Snap 和 True Fit（总部分别位于加利福尼亚州和马萨诸塞州）开发了利用机器学习和人工智能技术的应用程序，以允许购物者在购买前试穿虚拟衣服。另一家加利福尼亚公司 Wanna Fashion 开发了类似的试鞋技术。
2．提高业务运营效率
元宇宙技术有望通过优化物理流程以及提高员工培训和远程工作的效率来提高企业的效率和生产力。
（1）优化物理流程
企业正在使用元宇宙构建“数字孪生”——物理流程和环境的虚拟复制品，适用于自动驾驶汽车、工厂、电信网络甚至城市等。数字孪生允许用户在制造或建造之前优化物体或建筑物的设计。这有可能为企业节省时间和金钱。这些虚拟副本还可用于研究性能、运行模拟和进行预测。例如，为了保持旧金山机场的平稳运行，机场的管理人员依赖于机场的数字孪生模型，该数字孪生模型使用它镜像的物理资产的性能数据。
瑞典电信公司爱立信正在使用 NVIDIA 的 Omniverse 平台创建 一个城市规模的数字孪生，以帮助优化 5G 无线电天线的位置，以最大限度地提高性能和覆盖范围。因此，爱立信可以在实际构建数字基础设施之前对其进行虚拟优化。数字孪生非常准确，甚至可以测量移动一棵虚拟树对无线信号的影响。
NVIDIA 的元宇宙版本 Omniverse 被用于设计和“训练”自动驾驶汽车 . 在现实世界中训练自动驾驶汽车需要在不同的交通条件下进行数百万英里的测试。这将使该过程耗时且成本高昂。使用元宇宙技术通过合成数据增强现实世界的数据可以加快这一过程。元宇宙技术还可用于生成在现实生活中太危险而无法测试的场景，例如当另一辆车未正确居中于其车道时，以便自动驾驶车辆可以“学习”对这些情况做出反应。
通用电气 (GE) 使用数字孪生来改进喷气发动机的维护； Amazon 和 PepsiCo 都为其配送中心构建了数字孪生，以在进行物理更改之前优化其设计和布局。
元宇宙也可能有助于提高员工的工作效率。五金店 Lowe’s 正在使用元宇宙技术来补充货架，帮助店员了解哪些东西需要运往哪里。梅赛德斯奔驰美国公司 (MBUSA) 使用虚拟远程支持服务，使 383 家授权经销商的技术人员能够与世界各地的梅赛德斯奔驰专家合作，更迅速地解决复杂的维护问题。
（2）加强对员工的技能培训
元宇宙也可用于提高培训的有效性和提高员工的技能。美国各地的大企业如沃尔玛、SAP 和 Delta 等已经在使用沉浸式 VR 培训技术。从这些培训中他们发现，员工的学习速度比传统课堂学习快四倍。
备注 3. 元宇宙中的员工培训
总部位于奥斯汀的双 A 实验室（Double A Labs），创建在线协作空间并提供团队培训和参与服务。身临其境的工作环境允许员工利用集中资源、可点击的和实时的协作工具来最大限度地提高培训效率。
资料来源：双 A 实验室。
使用 VR 的培训有可能鼓励人们变得更有同理心，并且在改变行为方面似乎比传统形式的培训更有效。 DICE（Dangerous、Impossible、Counterproductive、Expensive and rare）是 Jeremy Bailenson 创造的首字母缩略词，在他的一本书中用作何时使用 VR 的指南。
在员工使用设备或工具的行业中，元宇宙技术可以提供学习和提高技能的安全且始终可用的环境。例如，外科医生可以先在虚拟环境中练习手术，然后再将其用于现实生活中的手术，或者重温可能不太频繁发生的手术。 辉瑞公司已经在使用元宇宙技术培训其员工生产无菌注射剂。
元宇宙用例也可用于提高员工在面向消费者角色中的软技能。员工可以通过与虚拟客户或消费者互动来扮演相关角色并学习如何处理困难的情况。
元宇宙技术还可用于让新员工熟悉他们加入的组织的文化。微软最近推出了『Mesh for Teams』，它创建了一个具有个性化头像的虚拟环境，新员工可以在其中与世界各地的新同事进行互动。
总体而言，该技术在员工培训中的应用表明，使用元宇宙技术可以帮助提高生产力，提高员工满意度，并改善业务成果。
元宇宙技术还可用于让新员工熟悉他们加入的组织的文化。
（3）改善远程工作
在美国，现在有 27% 的工作是远程完成的。元宇宙可以通过使与同事的交流和互动更逼真，并通过改善协作来提高远程工作的质量。一些公司已经开始使用 AR/VR 技术进行在线会议和协作：例如，Meta 使用其『Horizon Workrooms』 软件，Microsoft 使用其 『Microsoft Mesh』平台。
备注 4. 企业的虚拟中心 Spot 是一家总部位于西雅图的初创公司，它允许用户构建虚拟中心来举办活动和开展业务活动。使用其技术可以提高生产力、提高员工满意度并改善整体业务成果。
来源：Spot。
一些最大的跨国公司总部设在美国主要城市，在其他州和国家设有枢纽。2019 年，美国跨国公司在全球雇佣了 4400 万名员工，其中 2900 万名在美国。对于这些公司而言，更有效的远程工作和国际协作带来的好处可能具有变革性。
（4）对医疗保健的影响
元宇宙技术还为生活在偏远地区的人们提供了虚拟访问医生和医务人员的机会，从而扩大了获得医疗保健的机会。世界各地出现了“互联健康”解决方案和数字化转型的例子，以改善获得医疗保健的机会。在美国，科技公司 Proximie 正在使用人工智能、增强现实和机器学习技术，让医生能够远程“进入”世界任何地方的手术室。因此，专科医生可以在执行手术时利用他们的医学知识实时为外科医生提供建议。
备注 5. 元宇宙和城市规划
元宇宙技术有可能增强城市规划应用。 通过创建实体城市的数字孪生，城市规划者可以进行更身临其境的实验并运行数据丰富的模拟，通过了解对交通、污染和其他因素的影响来更好地组织城市。
美国城市开始采用元宇宙来帮助城市规划。例如，纽约州的新罗谢尔开发了一个 VR 平台，市民可以在项目建成前预览拟议的开发项目。 该平台用于预览该市以类似于纽约市高线公园的方式将高速公路改造成“线性公园”的计划。
新罗谢尔新开发项目的专员亚当·萨尔加多 (Adam Salgado) 对元宇宙对开发过程的贡献持积极态度。他说，使用元宇宙向更广泛的居民开放了这一过程，年轻人比平时更有可能发表评论。
来源：CNBC (2022)，Bloomberg Cities Network (2022)。
元宇宙技术已经在帮助培训外科医生，并在医生进行手术时为他们提供帮助。例如，康涅狄格大学医疗中心正在使用 VR 头显培训整形外科医生。外科医生使用头显在 3D 中练习外科手术，例如固定断骨，他们会在每次尝试后收到反馈。
将来，虚拟世界还可能使外科医生能够远程进行手术（即，无需医生与患者在场）。然而，这项技术仍处于非常早期的开发阶段。
元宇宙技术也可用于帮助患者更快地从手术中恢复。最近的一项研究发现，与未佩戴 VR 头盔的患者相比，在手术期间佩戴 VR 头盔观看一系列令人放松的沉浸式节目的患者需要的镇静剂更少，恢复时间也更短。
这些技术也被用于现实生活中的外科手术。AR 可以将患者内部解剖结构的投影覆盖到外科医生的视野中，以通过手术提供指导。约翰霍普金斯大学的神经外科医生一直在使用这种解决方案。他们使用医疗技术公司 Augmedics 的头显，从 CT 扫描中获取的患者内部解剖结构被投射到外科医生的视野中，在这样的情况下进行脊柱融合手术。
元宇宙技术也有助于治疗创伤患者。南加州大学的一位心理学家开发了“VR 暴露疗法”。 患有创伤后应激障碍 (PTS) 的患者佩戴 VR 头显，通过模拟来面对他们的创伤。例如，在治疗阿富汗和伊拉克战争的退伍军人时，与其让他们回忆造成创伤的情况，不如使用中东主题城市和沙漠的模拟场景来帮助以安全和可控的方式处理 PTS。
元宇宙技术在医疗环境中的使用正在增长。Market Research Future 最近的一项估计是，到 2030 年，“医疗保健元宇宙市场”的价值可能达到 53.7 亿美元（复合年增长率为 48.3%）。
（5）对教育的影响
美国的许多学生已经开始远程学习。2020 年，美国 75% 的本科学生至少注册了一门在线学习课程，44% 的学生只参加了在线课程。由于 COVID-19，这一数字无疑有所上升，但有证据表明新习惯已经形成，学生仍然比过去参加更多的在线课程。
备注 6. 元宇宙中的大学
2021 年春季，亚特兰大（佐治亚州）的莫尔豪斯学院成为第一所metaversity（即，元宇宙大学）。这要归功于母校 VictoryXR 和高通之间的合作关系。
VR 技术用于创建数字孪生校园，将现实世界中的莫尔豪斯学院实时复制为的虚拟 3D 副本。数字孪生可以像现实生活中的物理空间一样被探索和居住，课程遵循其规律的动态，不过是在虚拟环境中。
自 2021 年以来，VictoryXR 继续扩大其合作大学网络，如今已经包含了美国十所大学，其中包括马里兰大学全球校区、西南俄勒冈社区学院和南达科他州立大学。
资料来源：Morehouse College (2021)、VictoryXR (2021)、The Elective – College Board (2022)
元宇宙的沉浸式特性可能有助于提高远程教育的质量。总部位于爱荷华州的中小型企业 VictoryXR 等公司已经创建了虚拟 3D 教室以进行沉浸式远程学习。与当前的 2D 技术相比，这应该会改善师生之间的协作和交流，因为学生可以在元宇宙课堂上四处走动，并且教师可以更清楚地展示他们的教学。
元宇宙技术也可用于改善受教育的机会。允许学生远程上课可能意味着他们可以在不离开家的情况下从更多大学中进行选择，同时降低他们的成本。目前，大多数就读四年制公立大学课程的学生都在离家很近的大学上学。如果元宇宙使学生能够在离家更远的地方上大学，这可能有助于增加机会，特别对于住在大学选择有限的地方的学生。此外，VR 有机会通过定制一个感官友好的环境来增加自闭症学生的学习机会，并可以为社交场景提供重复练习。
然而，尽管知道元宇宙对教育的所有潜在好处，元宇宙中教育的质量和可用性还需要与线下学习相匹配，并以具有竞争力和负担得起的价格提供。
（6）对环境的影响
美国承诺到 2050 年实现温室气体净零排放，但气候组织的分析表明，需要采取更多行动才能实现这一目标。
根据最新的可用数据，交通是温室气体排放的最大来源 美国的气体排放量。由于远程工作和虚拟社交的改进，元宇宙可以通过减少个人旅行的需求来间接减少交通碳排放。国际能源署的分析表明，当通勤时间超过四英里时，在家工作更环保。（对于较短的旅程或使用公共交通工具，由于住宅能源使用量较高，在家工作比通勤产生更多的碳排放）。根据最新的可用数据，美国 88% 的工人乘汽车通勤，而平均通勤距离为 12 英里。
然而，从当前技术向元宇宙技术转变的全部环境影响尚不清楚。 这有两个主要原因。 首先，元宇宙的广泛采用可能需要生产大量新设备，例如头显。制造这些设备将消耗原材料和能源。 致力于整合低碳生产解决方案对于减少其对环境的影响至关重要。 参与开发元宇宙的企业，如微软、Meta 和亚马逊，已经发表了关于其环境政策承诺的声明，包括计划实现碳负排放和解决互联网连接设备对气候的影响。
其次，元宇宙可能让数据流量的使用持续增长，这是长期以来观察到的互联网使用的普遍趋势。这可能意味着一些本地数据中心将迁移到云端。尽管云的能效比本地数据中心高 22% 至 93%，但大量数据可能需要增加计算能力，这会因排放量增加而对环境产生负面影响。将循环原则嵌入设计中， 数据中心的建设和运营将有助于提高资源效率，减少用水和浪费。
由于可以发展远程工作和虚拟社交，元宇宙可以通过减少个人旅行的需求来间接减少交通碳排放。
本节概述的正面和负面因素并非详尽无遗，仅供参考。尽管虚拟世界可能会通过减少旅行带来一些积极的环境效益，但预计也会产生负面影响，现在评估整体影响的好坏还为时过早。
三、在美国构建虚拟世界
需要一个有利的环境来实现虚拟世界的潜在好处。
虚拟世界有望逐渐演变成更加相互关联和身临其境的体验。然而，随着这项技术的发展，需要具备多种经济、社会和技术因素才能实现元宇宙的广泛采用并促进创新。本节将进一步研究这些因素。它们可以分为两大元宇宙推动因素（见图7）：
01. 技术基础：元宇宙在一个国家/地区存在和运行的先决条件（例如，连通性、设备能力）
02. 生态系统推动因素：可能促进采用以及让元宇宙获得更广泛成功的因素（例如，社会接受度、用户和专业人士的数字技能）
这两个支柱提供了一个框架，随着创新方向和技术要求变得更加清晰，并且可以使用更合适的衡量进展的指标，该框架可以随着时间的推移进行更新。
图7. 技术基础和生态系统推动因素概述
（一）元宇宙技术基础
图8. 实现对虚拟世界的访问
1．连通性
在可预见的未来，沉浸式元宇宙的采用将继续主要由 VR 推动。目前，几乎所有 VR 内容都是通过 Wi-Fi 在固定网络上消费的。关于 AR，当今的现有服务主要是 2D 的，并且已经得到当今网络的支持。因此，现有的固定网络容量和移动覆盖，结合未来对 5G 的网络投资，特别是固定无线接入、光纤电缆，以及边缘计算的持续发展，可能足以支持互联网的持续使用和可预见的元宇宙用例。预计未来几年将逐步开发更多用例。
美国几乎已完全覆盖 4G，并且 5G 正在推出，但仍然存在连接鸿沟，特别是在高速宽带覆盖方面。皮尤研究中心的一项调查发现，没有家庭宽带连接的最常见原因是成本：没有家庭宽带连接的受访者中有 50% 的原因是负担不起。除了成本之外，没有覆盖是没有家庭宽带的下一个最常见的原因（近四分之一的受访者提到）。美国各地的固定宽带覆盖范围也存在差异。康涅狄格州拥有几乎普遍的 25/3 Mbps 固定宽带互联网覆盖范围，覆盖了 99% 的人口。另一方面，密西西比州、阿肯色州和西弗吉尼亚州的固定 25/3 Mbps 宽带互联网覆盖率较低，每个州的家庭覆盖率在 80% 至 82% 之间。缩小这些连接鸿沟将支持更广泛地使用现有技术以及未来的元宇宙体验。
2．用户设备
访问短期的元宇宙应用程序需要 AR 和 VR 头显、计算机和智能手机等设备。总体而言，美国拥有非常高的计算机和智能手机拥有率，这可以让他们提前进入元宇宙体验。但是，各州的智能手机拥有率存在一些差异。例如，爱达荷州 85% 的成年人拥有智能手机，而内华达州的这一比例为 70%。成本似乎是人们没有智能手机的最常见原因。
在过去十年中，AR 和 VR 头显变得更加实惠，并且 美国人越来越愿意在它们上花钱。2021 年感恩节到圣诞节假期期间的销售额比 2020 年同期增长了一倍多。然而，更复杂的设备的高价格会让一些人望而却步，限制了某些元宇宙应用程序被广泛购买的机会。
3．交易
数字支付流程、平台和系统必须可用于支持元宇宙中的交易。美国处于有利地位：它拥有高效的支付系统，并且广泛使用数字支付方式和电子商务。
尽管如此，美国的许多人仍然被排除在银行系统之外，这限制了他们向要求客户拥有关联银行账户的提供商进行数字支付的能力。根据 FDIC 的数据，2021 年密西西比州的“无银行账户”家庭比例最高 (11%)，即没有人在银行或信用合作社拥有支票或储蓄账户的家庭。 “无银行账户”家庭比例最低（1.2%）在犹他州。然而，FDIC 没有确定有多少“无银行账户”家庭使用其他方式进行数字支付（如汇款服务）。数字身份识别的广泛采用有可能改善数字支付的访问并支持元宇宙中的包容性经济机会。
4．计算能力
未来元宇宙的计算要求尚不清楚。但是，同时为许多人提供身临其境的体验肯定需要大量的计算能力。美国在人均拥有最安全的服务器方面排名世界第一，这是衡量计算能力的一个指标。2020 年，美国每百万人拥有 140,808 台安全服务器。这使美国在大规模实现元宇宙的设想原则（例如同步性和沉浸感）方面具有显著优势。
●美国的元宇宙生态系统推动者需要关注包容性……
图9. 生态系统推动因素
（二）生态系统推动因素
1．数字技能
广泛使用元宇宙需要具备数字技能的人群。美国拥有庞大的世界领先的技术公司，其高级程序员、工程师和创新者将在构建元宇宙中发挥关键作用。
尽管如此，部分人口的数字技能有限。这种鸿沟通常因为年龄、社会经济地位，以及生活在农村社区而更加明显。2018 年经合组织技能调查发现，19% 的美国成年人的 ICT 技能“低”，这意味着他们无法使用电子邮件、搜索互联网或执行其他基本的数字任务。如果没有必要的技能，人们可能无法操作设备和使用软件来访问元宇宙。
有证据表明，缺乏数字技能对少数族裔社区的影响尤为严重。 据报道，在 16 至 24 岁的年龄段，48% 的黑人以及 31% 的西班牙裔人的数字技能相当有限，而同龄的白人中这一比例仅为 16%。
使用受教育程度作为替代指标，也有证据表明数字技能因州而异。例如，居住在缅因州和佛蒙特州的 24 岁以上人群中有 94.5% 毕业于高中或高等教育机构（全美最高），而加利福尼亚州仅为 84.4%（最低）。这表明想让更广泛的成年人口拥有使用元宇宙所需的技能可能需要更多的支持。
2．社会接受、安全和隐私
为了应对 COVID – 19 大流行，消费者的生活更加在线化。2020 年，超过 90% 的美国人口都在使用互联网，并且超过三分之一的人口“几乎一直在上网”。人们对元宇宙的认识似乎也在不断提高。最近的一项调查发现，59% 的美国人熟悉元宇宙的概念，而且有相当一部分人 (42%) 还表示，他们对在日常生活中接触元宇宙的想法持积极态度。
然而，最近益普索 (Ipsos) 的调查发现，84% 的美国人至少“有点”担心他们在互联网上提供的个人数据的安全和隐私。随着元宇宙技术和应用程序的开发，将需要新的具体保护措施、管理和随着用例的出现而增加。这对于数字孪生和医疗服务等业务应用程序来说已经很明显，它们将产生越来越多的敏感数据。这将需要数据使用的透明度，以在用户（包括消费者和企业）之间建立信任，以便人们在元宇宙带来的好处与其需要的数据之间进行权衡。更广泛地说，还需要考虑确保人们感到受到保护，免受虚拟世界中的在线伤害，例如虚拟世界中的骚扰、欺诈和欺骗行为。
3．企业的技术准备
是否采用新的 元宇宙技术最终将取决于企业的能力和文化。 美国企业在采用新技术方面处于有利地位，其中很大一部分企业已经在开发利用元宇宙的能力。 普华永道的一项调查发现，51% 的公司已经拥有专注于“虚拟世界活动”的角色，另有 31% 的公司计划创建此类角色，41% 的公司正在投资必要的技术。
不具备所需技能的企业有可能被抛在后面，无法从元宇宙可能带来的机会中获益。 经合组织发现，数字技能差距是中小企业采用数字技术的最大障碍之一，这表明这些企业需要获得融资支持、接受培训的动力、意识和时间限制，以提高中小企业的数字采用率 .112 经合组织指出了高等教育机构在确定最适合特定学生和企业家需求的数字课程方面可以发挥的作用。 这将提高对可用培训的认识，从而减少确定和选择最佳课程所需的时间，从而激励人们花更多时间进行和完成培训。
4．竞争和交互
元宇宙的发展将由来自世界各地的许多个人、企业和政府推动，他们的目标不一定一致。存在出现多个版本的元宇宙的风险。创建多个不兼容的版本可能会损害消费者体验和竞争，并且用户将难以在虚拟世界之间自由移动。
数字空间的竞争已列入国会议程，并且已经讨论和实施了许多提案（例如，数字平台委员会法案）。企业、用户和国会之间的参与和协作对于鼓励一种方法至关重要，在不损害投资激励的情况下，在竞争和通用标准之间取得平衡。
作为实现跨数字平台和数字世界之间无缝过渡的一种方式，人们采取了一些措施来创建跨元宇宙的通用标准。元宇宙标准论坛是标准组织和构建元宇宙的公司可以聚在一起协调他们的工作并测试不同硬件和软件的通用标准和协议的几个地方之一。
四、下一步
作为拥有世界领先技术公司的大型发达经济体，美国处于充分利用元宇宙潜力的有利地位。 美国也有能力引领其在全球的发展。预计这将带来显著的经济效益，因为美国公司可以使用元宇宙产生新的收入来源并提高效率。美国也有可能向世界各地出口元宇宙技术。我们估计，到 2035 年，元宇宙可为美国的年度 GDP 贡献 4020 亿美元至 7600 亿美元。
然而，为了更广泛地感受到元宇宙的潜在好处，需要在缩小连接鸿沟、提高数字技能以及解决元宇宙中对信任和安全的担忧方面取得进展。公司、国家和联邦政府以及更广泛的社会都将发挥作用，以实现这一目标。
（一）解决连通性鸿沟
继续为那些未连接或连接不足的人扩展连接将有利于消费者、企业和整个互联网生态系统，包括能够更广泛地访问现有服务以及未来的元宇宙体验。这将需要考虑可以采取哪些措施来支持低收入家庭的互联网接入成本，以及投资和创新以连接在部署经济性方面更具挑战性的农村地区。
联邦政府和一些州已经在采取措施提高覆盖率和可及性。例如，农村数字机会基金是一个 200 亿美元的项目，旨在于未来 10 年内为互联网服务提供商提供资金支持，将宽带扩展到 49 个州的服务欠缺的农村地区。此外，拜登总统的两党基础设施法案预留了 650 亿美元向美国所有公民提供“负担得起的、可靠的高速互联网”，其中包括联邦通信委员会设立的 140 亿美元的『负担得起的连接计划』和 32 亿美元的『紧急宽带福利计划』。
（二）提高数字技能
用户和开发人员都需要具备数字技能才能访问互联网并从中受益，包括元宇宙及其应用程序。
参与构建元宇宙的公司正在采取措施提高人们的数字技能。例如，微软提供资金以提高黑人和非裔美国人社区的数字技能。谷歌发起了一项旨在提高黑人女性数字技能的计划。Meta 与非营利组织 『Jobs for the Future』 合作，以使用元宇宙技术支持中小企业，尤其是那些在劳动力市场上处于不利地位的企业。
各国也有旨在提高数字技能的举措。例如，加州新兴技术基金与社区组织合作，以提高民众的数字素养。缩小这些数字差距不会一蹴而就，需要私营单位、州和联邦机构之间的合作，以在学校和工作场所，通过终身学习计划资助和实施能够提高所有年龄段人群数字技能的举措。技术公司还应考虑如何使硬件设计对用户更加友好。
（三）确保元宇宙中的信任和安全
我们并不总是能够预见新技术会如何影响我们的生活，或者这种影响会持续多久。 事实上，元宇宙的概念还处于早期阶段，还不确定它的全部应用范围是什么。 然而，随着沉浸式和交互式体验数量的增加，虚拟世界中的通信和商务将变得更类似于现实世界中的物理交互。 为了让消费者和企业采用这些技术，他们需要在使用这些技术时感到安全。
这不应是某一方单独面对的问题。为了奠定元宇宙技术成功的基础，企业、政府和民间社会之间需要合作。这可以通过提高硬件和软件如何为最终用户设计、他们如何获取和处理数据以及传达技术的经济和社会效益三方面的透明度来提供帮助。政策制定者需要与企业和社区组织合作，支持和促进创新，同时确保社会在不扼杀创新激励的情况下感到受到保护。还需要在国际层面进行公开讨论，以防止分歧和脱节的发展 阻碍竞争和选择的虚拟世界。
未来几年对于元宇宙用例的广泛发展和美国的促成因素将具有决定性意义。合作将是至关重要的，不管是在美国，还在全球范围内都是如此。企业、政府和社区组织都将在培育可持续和包容性的元宇宙生态系统方面发挥作用。通过这样做，美国将有机会在全球舞台上发挥主导作用，支持和塑造元宇宙。
