近年来,元宇宙、Web3.0、仿真数据平台、数字孪生以及物理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?尽管它们并非完全相同,但都指向一个共同的趋势——数字世界与物理世界的界限日益模糊。世界模型更像是这些概念的“认知层”或“底层操作系统”,其核心功能在于使人工智能能够理解并推演现实世界。

它们并非同一事物,但属于同一范畴

科技界近年来热议的概念大体可归为三类。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其中社交、工作、消费和生活的虚拟空间。第二类是“生产关系”,以Web3.0为代表,试图利用区块链技术重塑数据所有权、身份认证和激励机制。第三类是“技术能力”,包括仿真数据平台、数字孪生、物理AI和世界模型,它们都致力于运用数字技术来理解、模拟、预测或生成物理世界。世界模型属于第三类,并且更为基础。它并非某种具体应用,而是一种让AI在内部构建可推演世界的能力。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则在技术层面与其相去甚远。

元宇宙:世界模型或为其“引擎”

元宇宙在其最热门的时期,被描绘成一个沉浸式的虚拟社会,包含虚拟形象、数字地产、在线活动等,其核心是一种“空间体验”。然而,内容生产的瓶颈限制了元宇宙的发展。构建一个虚拟城市需要庞大的美术和工程资源,成本高昂,用户体验却相对初级。许多项目最终沦为空洞的展示空间或投机工具。如果世界模型得以成熟,它能够直接通过文本生成可交互的三维世界,相当于为元宇宙提供了“自动生成器”。例如,Google Genie 3已展示了输入指令即可生成可探索世界的雏形。未来,用户只需发出指令,便可能生成一个符合描述的场景,包含街道、虚拟人物和故事情节。因此,元宇宙是“目的地”,而世界模型是“建造工具”。世界模型不一定非要服务于元宇宙,但元宇宙若要实现低成本、大规模、可交互,很可能离不开世界模型。

Web3.0:与世界模型的技术图层不同

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”。可以将其比作:世界模型研究的是“AI如何在大脑中模拟世界”,而Web3.0研究的是“数字资产的归属和交易”。两者可以结合,例如在世界模型生成的虚拟世界中进行NFT交易或通过DAO管理虚拟城市规则,但其技术内核完全不同。Web3.0可能成为未来虚拟世界的“经济规则”,而世界模型是“物理规则”,前者是社会科学范畴,后者是工程技术范畴。

仿真数据平台:世界模型的早期形态

仿真数据平台与世界模型最为接近。自动驾驶公司投入巨资开发仿真平台,用于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,这些平台的场景构建大多依赖人工搭建或规则生成,效率低下且不够自然。世界模型则利用AI自动生成这些场景,通过学习真实数据中的物理规律,生成无限接近真实的变体。小鹏汽车表示,其世界模型支持的仿真测试相当于每天模拟3000万公里,而地平线公司则能让模型在30秒内生成可控驾驶视频。因此,仿真数据平台可视为世界模型的1.0版本,后者则通过AI实现智能化、自动化和规模化。

数字孪生:世界模型增加了“预测未来”能力

数字孪生在工业、城市和能源领域应用广泛,其核心是对物理世界进行高精度的一比一镜像,用于监控、运维和优化。数字孪生是“现在的镜子”,回答“现实世界现在怎么样?”的问题。而世界模型则是“未来的沙盘”,不仅了解现状,还能预测未来发展,例如设备过热的可能性、机器人移动的潜在碰撞风险或台风对电网负荷的影响。它回答“现实世界将会怎么样,以及我该如何行动?”的问题。世界模型包含数字孪生的部分能力,但更进一步,从“复刻现实”发展到“推演未来”。数字孪生可被视为世界模型的一个组件或先决条件,但世界模型的野心更大。

物理AI:世界模型是其关键组成部分

英伟达等公司一直在推广“Physical AI”,即能在物理世界中行动的人工智能,如自动驾驶汽车、人形机器人等。物理AI的行动需要感知、理解和决策三个环节。世界模型主要负责“理解”环节,即理解世界规律并预测未来,使AI不仅能看到障碍物,还能预判其动态并评估自身行动的后果。因此,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、控制算法和安全系统等。世界模型可以被视为物理AI的“大脑皮层”,负责行动前的推演。

一张图看懂它们的关系

将这些概念置于一个层次结构中:底层是算力、GPU、云、传感器等基础设施;“认知层”是世界模型,负责理解和推演物理世界规律;“应用工具层”包括仿真数据平台和数字孪生,将认知能力落地为训练或监控工具;“行动层”是物理AI,负责在真实世界中行动;“体验层”是元宇宙,提供沉浸式虚拟空间;“规则层”是Web3.0,定义所有权、身份和经济激励。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,向下依赖基础设施。它本身并非某个概念,而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,是因为它们都指向数字世界与物理世界边界模糊的趋势。元宇宙旨在让人们更多地生活在数字世界;Web3.0希望数字资产归个人所有;仿真数据平台利用数字世界训练AI;数字孪生致力于实时同步两个世界;物理AI让AI能在物理世界行动;而世界模型则让AI拥有一个可推演的世界,是连接数字与物理的“认知层”。世界模型不一定取代这些概念,但可能成为它们的底层基础设施,如同操作系统之于应用程序。元宇宙、仿真平台、数字孪生、物理AI等应用,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。严格来说,世界模型与这些概念并非同一事物,但很多概念当初的设想,最终可能需要依靠世界模型来实现。