对话潘志庚教授：元宇宙在教育领域的应用前景

Interview

问学

元宇宙可以被视为新质生产力的支撑技术，它所开发的创新产品和服务，预示着将逐步取代那些在传统生产模式中速度缓慢、精确度不足、智能化水平有限的环节。元宇宙并非凭空出现，它继承并发展了现有的技术基础，同时注入了智能化的新活力，尤其是人工智能的深度融合，为其增添了无限的可能。

——潘志庚

本期元宇宙与人工智能三十人论坛副秘书长邓海英对话南京信息工程大学人工智能学院（未来技术学院）院长潘志庚，深入探讨了元宇宙与人工智能在推动新质生产力变革中的核心作用。潘教授以其深邃的洞察力，揭示元宇宙与人工智能的内在联系，并阐明了这些技术在教育领域的应用潜力，以及它们如何革新传统教学模式，为未来的教育和技术发展提供了清晰的蓝图。

潘志庚，二级教授，博导，国家重点研发计划项目首席科学家。南京信息工程大学人工智能学院（未来技术学院）院长，浙江省计算机学会元宇宙专委会主任，江苏省元宇宙工程研究中心主任，中国元宇宙技术与应用创新平台常务副理事长，中国图像图形学学会数字文化遗产专委会主任。

主要研究方向为：元宇宙，虚拟现实，人机交互，虚拟人，数字文化遗产等。牵头完成国家自然基金重点项目2项，国家科技支撑计划项目1项，其他省部级项目近20项；发表论文200余篇，获国家奖2项，省部级奖5项。

 提 问：

昨天（4月23日）看您学校办了一场元宇宙与人工智能掼蛋专题论坛，请您讲讲，如何结合元宇宙与人工智能进一步开发和应用掼蛋机器人以提升用户体验并推动该领域的技术创新？

 潘志庚教授：

当下掼蛋火，人工智能也火，正好两个都放在一起。元宇宙与人工智能在掼蛋专题论坛的结合，展现了一个充满创新与潜力的领域。掼蛋作为一种健康的文化娱乐活动，其内在的策略性、合作性以及对玩家规划能力的锻炼，使得它成为人工智能应用的理想场景。

首先，元宇宙的概念为掼蛋活动提供了一个全新的、沉浸式的体验平台。在这个虚拟世界里，玩家可以跨越物理距离的限制，与远方的朋友、闺蜜随时随地展开掼蛋对战。这种社交方式的革新，不仅丰富了人们的文化娱乐生活，也加强了人与人之间的联系和互动。

其次，人工智能在掼蛋中的应用更是锦上添花。通过开发掼蛋机器人，可以实现对玩家的智能辅导和策略分析。这些机器人不仅可以教你如何打牌，还可以分析你的出牌习惯，提供优化建议，帮助你提升记忆力和策略思维。这种个性化的学习体验，使得掼蛋活动变得更加富有挑战性和趣味性。

此外，掼蛋机器人与传统的腾讯QQ打牌、打麻将的机器人相比，有着更为复杂的技术要求和更高的智能水平。掼蛋的规则和策略更加多样化，需要机器人具备更强的学习和处理能力。因此，掼蛋机器人的开发和应用，也代表着人工智能技术在游戏领域的进一步发展和突破。

 提 问：

我看过其他媒体关于您的报道，您从1992年开始研究元宇宙（虚拟现实技术）有近30年的时间，行业里称呼您是元宇宙“扫地僧”，2022年您所在的人工智能学院信息工程系也更名为元宇宙工程系，等等这一系列，想请问您与元宇宙之间有怎样的缘起？

潘志庚教授：

自2021年起，我有幸进行了近百场关于元宇宙的报告，每一次的分享都让我更加深入地理解这个充满无限可能的新世界。在一次与日本院士的交流中，他自豪地自称是“为人工智能而生”，这句话深深地触动了我。在那之后，我也开始自诩为“为元宇宙而生”，这并非一时兴起，而是源于我生命中与元宇宙紧密相连的两个关键点。

首先，元宇宙的概念起源于虚拟现实技术，而虚拟现实是在1965年提出的，恰好也是我的出生年份。其次，在1992年我开始研究元宇宙中的核心技术之一，也就是虚拟现实，当我正处于博士研究的最后阶段时，元宇宙概念首次在尼尔·斯蒂芬森的科幻小说《雪崩》中亮相。自那一刻起，我便开始投身于与元宇宙相关的研究。

我也意识到，元宇宙并非一个简单的科幻概念，而是一个技术集成体，涵盖了虚拟现实、人机交互、区块链等多个领域。许多人在没有深入理解这些技术的情况下，仅凭网络资料和复制的PPT，便开始进行元宇宙相关的演讲。这种做法往往只会导致对元宇宙概念的误解和曲解，无法真正传达其内在的价值和意义。

特别是在区块链技术方面，它在元宇宙中扮演着经济活动的核心角色。通过确保交易的可追溯性和实现经济活动去中心化管理，区块链为元宇宙的虚拟世界提供了坚实的经济基础，提升交易的透明度和安全性，降低信任成本。

回顾我的研究历程，它可以说是一条不断迭代和扩展的道路。自1983年大学时期开始接触计算机科学起，我便对这一领域产生了浓厚的兴趣。1987年，我在南京大学计算机系张福炎教授和徐福培教授的指导下，投身图形学研究，开始探索计算机如何呈现和操作图形。1992年，在浙江大学CAD&CG国家重点实验室，我进一步深入虚拟现实技术的研究，尝试将计算机生成的虚拟世界与现实世界相结合。2011年至2021年，我在杭州师范大学专注于人机交互的研究，探索人与计算机之间的更自然、更智能的交互方式。随着2021年元宇宙热潮的兴起，我意识到这是一个将我之前的研究领域整合起来的绝佳机会，于是将研究重点放在了元宇宙上，并接受社会各界的邀请做了近百场元宇宙相关报告，向全社会普及元宇宙知识（大中小学，机关，事业单位，企业，国内外会议等）。

从图形学到虚拟现实，再到人机交互，直至今日的元宇宙研究，我深感荣幸能够一路见证并参与这一领域的发展历程。元宇宙不仅仅是一个技术的集合体，更是一个融合了艺术、文化和社会的全新空间。它有着无限的可能性，等待我们去探索、去创造。在未来，我将继续致力于元宇宙的研究和普及工作，希望能够为推动这一领域的发展贡献自己的力量。

 提 问：

有人说当下元宇宙热度似乎已退，对此您怎么看？能否请您为我们描述一下元宇宙目前的整体发展现状？

 潘志庚教授：

元宇宙描述的是一个与现实世界平行的虚拟世界，两者之间可以互联互动。但要实现这一点，需要强大的计算能力、精细的建模和多种技术支持。目前，全球不同地区的发展水平不均衡，一些地区可能暂时难以跟上元宇宙的步伐。

尽管如此，元宇宙在特定行业和地区的应用已经开始显现。例如，在教育、医疗和文化旅游等领域，元宇宙的应用前景广阔。以教育为例，当前国家对教培行业进行了规范，这为利用元宇宙进行教育提供了新的思路。通过虚拟人进行教学，可以将优秀教师的教学资源和方法虚拟化，增加可互动性，从而惠及更多学生。

在医疗领域，元宇宙可以用于康复训练，通过游戏化的方式提高患者的训练积极性，同时利用虚拟设备监控患者的训练情况，防止危险行为。此外，元宇宙还能为文化旅游带来全新的体验，如虚拟参观博物馆，提供更加直观和互动的体验。

对于元宇宙热度似乎已退这个问题，实际上，我认为元宇宙的讨论并没有减少，只是其概念较为复杂，很多人对其理解不够深入。元宇宙的概念非常宏大，需要长时间的物质积累和社会进步才能实现。

元宇宙的实现是一个长期过程，可能需要10年、20年甚至50年的时间。这种长期性让一些期待快速见效的人感到失望。然而，元宇宙的具体应用已经开始在我们身边出现。例如，辅助儿童学习的虚拟助教、虚拟康复训练等技术已经得到应用。这些应用的落地，虽然可能没有达到最初的高期待，但实际上正在逐步推进。

元宇宙的热度减退也与技术发展的自然规律有关。在经历了初期的炒作阶段后，人们开始更加理性地看待元宇宙的发展。技术的发展需要时间，尤其是涉及到元宇宙这样复杂的系统。目前，还有一些关键技术尚未突破，比如如何逼真地模拟物体的形变、声音和触觉等。

而ChatGPT和Sora等人工智能技术作为元宇宙的重要组成部分，极大地助力了元宇宙的互动性和智能化水平提升。例如，在医疗领域，以前的虚拟医生可能只能通过固定的对话模式与患者交流，而现在则能够理解更多样化的自然语言，提供更加个性化和精准的医疗服务。此外，元宇宙在教育和文化旅游等领域的应用也越来越广泛。数字孪生技术在工业领域的应用，如在扬州的电厂和塑料手套制品厂，通过人工智能检测产品质量，减少次品，这些都是元宇宙技术的具体落地实例。

总的来说，元宇宙的发展已经从最初的火爆阶段过渡到一个更加理性和深入的阶段。虽然大家讨论的少了，但实际上相关的研究和应用正在稳步推进。未来，随着技术的不断突破，元宇宙有望在更多领域得到应用。

 提 问：

在您看来，当前元宇宙的发展还面临哪些主要的挑战和困难？

 潘志庚教授：

元宇宙的发展确实面临着多方面的挑战和困难，其中虚拟人的个性化、显示设备以及用户互动体验的真实感是几个核心问题。

关于虚拟人的个性化，这确实是一个技术难题。我们期望的虚拟人不仅要拥有海量的知识，更要具备与真人相似的性格和情感，以及一个完整的知识体系。这样的个性化智能并非易事，目前的技术还无法完全实现。尽管有人提出通过脑机交互技术来捕捉和模拟人类的思维和情感，但这一领域仍然处于探索阶段，距离实际应用还有很长的路要走。

显示设备方面的挑战同样不容忽视。当前的虚拟现实头盔等设备在长时间使用下会导致用户感到头晕和不适，这极大地影响了用户体验。为了解决这个问题，我们需要不断改进显示设备的硬件设计，提升舒适度和耐用性。同时，我们也需要研究如何优化虚拟现实环境的渲染算法，以减少对计算资源的消耗，从而降低设备的发热和重量，提升用户体验。

用户互动体验的真实感则是另一个关键问题。在元宇宙中，我们希望用户能够像在现实世界中一样，与虚拟物体和虚拟人进行自然、真实的互动。这包括触摸物体的感觉、握手的感觉等。要实现这一目标，我们需要深入研究人机交互技术，提升虚拟环境的感知能力。例如，通过引入更先进的传感器和算法，我们可以更好地捕捉用户的动作和意图，从而实现更精准的互动反馈。

除了上述的技术挑战外，元宇宙的发展还需要解决许多其他问题，如安全保护、隐私保护、技术演进和扩展等。同时，我们也需要思考如何发展出能够真正给用户带来价值的应用，以推动元宇宙的普及和发展。