【導讀】下一波通信和社會技術將超越2D屏幕，向依靠增強現實和虛擬現實的沉浸式體驗方向發展
，這個新平台也就是我們所說的“元宇宙”。元宇宙是Meta®的(de)願(yuan)景(jing)，即(ji)與(yu)真(zhen)實(shi)的(de)物(wu)理(li)世(shi)界(jie)連(lian)接(jie)的(de)虛(xu)擬(ni)世(shi)界(jie)互(hu)連(lian)網(wang)絡(luo)。雖(sui)然(ran)大(da)家(jia)都(dou)在(zai)熱(re)議(yi)元(yuan)宇(yu)宙(zhou)，但(dan)多(duo)數(shu)人(ren)對(dui)元(yuan)宇(yu)宙(zhou)的(de)功(gong)能(neng)和(he)實(shi)現(xian)方(fang)式(shi)仍(reng)處(chu)於(yu)霧(wu)裏(li)看(kan)花(hua)的(de)階(jie)段(duan)。對(dui)於(yu)一(yi)部(bu)分(fen)人(ren)來(lai)說(shuo)，電(dian)影(ying)《頭號玩家》裏所構想的世界就是他們對於“元宇宙”的認知。

下一波通信和社會技術將超越2D屏幕

，向依靠增強現實和虛擬現實的沉浸式體驗方向發展，這個新平台也就是我們所說的“元宇宙”。元宇宙是Meta®的(de)願(yuan)景(jing)
，即(ji)與(yu)真(zhen)實(shi)的(de)物(wu)理(li)世(shi)界(jie)連(lian)接(jie)的(de)虛(xu)擬(ni)世(shi)界(jie)互(hu)連(lian)網(wang)絡(luo)。雖(sui)然(ran)大(da)家(jia)都(dou)在(zai)熱(re)議(yi)元(yuan)宇(yu)宙(zhou)
，但(dan)多(duo)數(shu)人(ren)對(dui)元(yuan)宇(yu)宙(zhou)的(de)功(gong)能(neng)和(he)實(shi)現(xian)方(fang)式(shi)仍(reng)處(chu)於(yu)霧(wu)裏(li)看(kan)花(hua)的(de)階(jie)段(duan)。對(dui)於(yu)一(yi)部(bu)分(fen)人(ren)來(lai)說(shuo)，電(dian)影(ying)《頭號玩家》裏所構想的世界就是他們對於“元宇宙”的認知。

元宇宙的應用

許多人對元宇宙的普遍應用持懷疑態度。但幾乎每個人都可以列舉出與元宇宙相關、或(huo)者(zhe)元(yuan)宇(yu)宙(zhou)驅(qu)動(dong)的(de)技(ji)術(shu)創(chuang)新(xin)如(ru)何(he)賦(fu)能(neng)生(sheng)活(huo)中(zhong)其(qi)他(ta)領(ling)域(yu)的(de)具(ju)體(ti)例(li)子(zi)。遊(you)戲(xi)可(ke)能(neng)是(shi)元(yuan)宇(yu)宙(zhou)最(zui)明(ming)顯(xian)的(de)應(ying)用(yong)案(an)例(li)。除(chu)此(ci)之(zhi)外(wai)，元(yuan)宇(yu)宙(zhou)還(hai)可(ke)以(yi)幫(bang)助(zhu)行(xing)動(dong)不(bu)便(bian)的(de)人(ren)群(qun)（實際上是任何人）無需離開家中即可實現異地旅行；借助增強現實 (AR) 眼yan鏡jing中zhong的de自zi主zhu內nei置zhi攝she像xiang頭tou，你ni可ke以yi專zhuan心xin享xiang受shou現xian場chang音yin樂le會hui，不bu必bi分fen心xin進jin行xing活huo動dong錄lu像xiang。元yuan宇yu宙zhou的de其qi他ta應ying用yong還hai包bao括kuo惡e劣lie工gong業ye環huan境jing中zhong的de遠yuan程cheng機ji器qi維wei護hu、遠程學習或涉及遠程手術的遠程醫療。總而言之，沒有做不到的，隻有想不到的。

2018年電影《頭號玩家》（圖片來源：華納兄弟影業）

元宇宙及用戶界麵需求

元宇宙可以被看作是一個高度沉浸式的網絡，用戶可以在裏麵訪問基於AR和VR（虛擬現實）的環境。ARbaokuoyixiliejiangconggenbenshanggaibianwomenyuzhouweihuanjinghudongfangshidejishu，tayiweizhewulishijieyushuzishijiederonghesuodailaidefengfuqiezhanxindeqingjingganzhihuanjing。AR和VR將jiang推tui動dong下xia一yi代dai計ji算suan的de發fa展zhan，並bing不bu斷duan拉la近jin計ji算suan機ji與yu人ren的de距ju離li

，以yi至zhi於yu似si乎hu感gan覺jiao不bu到dao兩liang者zhe之zhi間jian的de邊bian界jie。要yao實shi現xian這zhe一yi目mu標biao
，需xu要yao大da量liang的de技ji術shu創chuang新xin：從能夠無縫結合彼此無法區分的真實與虛擬內容的顯示器
，到理解用戶意圖的無障礙輸入設備

，所需的創新可謂巨大[1]。

實現這個新世界的先決條件是讓AR眼鏡（或其他具有可市場化外形的AR界麵）等合適的用戶界麵成為可能。而獲得全麵AR體驗的最大挑戰之一是這些新用戶界麵的性能和外形，因為它們中很多都需要自定義的矽芯片來滿足用戶界麵的尺寸和性能要求[2]。

MEMS技術與元宇宙

Yole Development[3]表示
，這些AR和VR需求將在2030年之前推動下一代MEMS器件的發展。什麼樣的MEMS器件和技術能讓元宇宙成為現實呢

？讓我們先回顧一下計算機界麵技術的曆史
，再考慮它們在元宇宙中可能的發展方向。

元宇宙情景：身處異地的朋友一同下棋（圖片來源：Meta公司）

人機交互 (HCI) 始於上世紀60年代的鍵盤，並通過80年代的圖形用戶界麵 (GUI) 繼續發展

，2000年代又出現了觸控技術。人機交互的下一個時代將以AR和VR為基礎。構建這種類型的AR/VR界麵是一項長期且艱巨的任務，根據Meta的說法，未來還需要好幾年的研究[4]。

AR眼鏡將成為情景感知和人工智能驅動界麵發展中的關鍵設備。作為界麵
，AR眼鏡將允許用戶使用已選擇共享的信息、推斷下一步的動作，並在用戶想采取行動時做出反應。多種新興技術的融合將有利於AR眼鏡的發展和應用，相關的新興技術包括神經輸入、手勢追蹤
、動作識別、語音識別
、計算機視覺
，以及基於慣性傳感器的手指點擊和自觸摸檢測等新的輸入技術。通過基於MEMS的慣性傳感器單元和基於執行器的觸覺控製

，可以使具有神經運動輸入的腕式設備具備光學傳感和空間定位功能[3]。如果把基於MEMS的PMUTs（壓電微機械超聲換能器）用於基於觸摸的觸覺控製和狀態監測
，它就能成為一種進入元宇宙的方法。基於MEMS的麥克風和微型揚聲器將成為提高聲音質量的關鍵，使元宇宙中的360度音頻傳感技術得以實現。

以下是五大元宇宙交互技術的需求及MEMS技術所能提供的解決方案：

元宇宙交互技術的需求

• 光學與顯示

• 音頻、高質量聲音

• 空間定位

• 交互、觸覺控製

• 動作識別、狀態監測

MEMS技術解決方案

• 微鏡（單個/陣列）

• 麥克風和微型揚聲器

• 高性能加速計和陀螺儀

• 觸摸和力傳感器
  、微型執行器

• PMUTs
  、慣性傳感器

結論

以上例子表明，存在多種潛在的MEMS方案可以滿足元宇宙的技術需求。MEMS產品可用於構建元宇宙所需的高度交互的用戶界麵
，對於新環境孕育出的新興應用的發展
、交付和應用
，MEMS產品也將發揮關鍵作用。

參考資料

[1] Benjamin Cook, Director of Hardware R&D at Meta, Grand Challenges for MEMS augmented Reality & Virtual Reality, MEMS & Sensors Executive Congress 2022, October 10-12, San Diego, CA

[2] Edith Beigné, Silicon Research Director at Meta, Technologies for the Metaverse, MEMS World Summit (MWS) China, 2-3 November 2022

[3] https://www.yolegroup.com

[4] Inside Facebook Reality Labs: The next era of human-computer interaction – Tech at Meta

（來源：Coventor（泛林集團旗下公司），作者：Coventor（泛林集團旗下公司）全球MEMS業務運營及歐洲技術總監Gerold Schröpfer 博士）

原文鏈接：https://www.coventor.com/blog/an-explanation-of-the-metaverse-and-5-mems...

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