NATO Data Exploitation Programme

北約數據開發計劃旨在有效利用數據，開發保持北約軍事和技術優勢所需的技能、人力、敏捷流程、工具、服務和技術。

目標

• 實現認知優勢（以及信息優勢和數據支持決策）
• 在 IT 和熟練勞動力的支持下保持軍事和技術優勢
• 單一邏輯 CIS 環境，促進聯盟范圍內的數據管理方法
• 可信信息共享文化、數據治理、企業范圍的數據可用性
• 積極利用數據基礎設施和資源來支持各級決策
• 數據素養和批判性思維被認為是整個聯盟的核心要求
• 越來越多的數據專業人員擁有有效利用的手段數據

實施計劃

• 數據開發計劃實施規劃將于 2022 年初到期
• 與數據利用框架戰略計劃（2022 年）密切相關
• 聯盟范圍內的參與、協調與協作（北約企業和國家）
• 有效交付需要立即實施行動

摘要

任務規劃對于建立成功執行任務所需的形勢意識至關重要。全面的計劃有助于預測不同的情況，這一點尤其重要，因為威脅的多樣性和復雜性會增加。規劃過程是團隊的努力，需要收集、分析相關信息并將其整合到一個全面的計劃中。由于第5代平臺、傳感器和數據庫生成的大量信息，這些過程面臨壓力。

本文描述了初始直升機任務規劃環境的創建，在該環境中，來自不同來源的數據被整合、分析和可視化。參與規劃過程的所有人員都可以查看所有可用信息并與之交互。算法處理傳入的數據，為計劃的特定部分提供潛在的解決方案。交互式可視化有助于直觀理解輸入數據和算法輸出，而交互式增強現實環境有助于有效協作。

集成系統和算法是未來智能協作任務規劃的重要組成部分，因為它們可以有效處理與第5代平臺相關的大量多樣的數據流。結合直觀的可視化和協作，這使工作人員能夠構建靈活且響應迅速的操作所需的共享SA。

摘要

任務規劃對于建立成功執行任務所需的態勢感知至關重要。全規劃有助于預測不同的情況，這一點尤其重要，因為威脅的多樣性和復雜性會增加。規劃過程是需要收集、分析相關信息并將其整合到一個全面的規劃中。由于第 5 代平臺、傳感器和數據庫生成的大量信息，這些流程面臨壓力。

本文描述了軍用直升機任務規劃環境的創建，在該環境中，不同來源的數據被整合、分析和可視化。參與規劃過程的所有人員都可以查看所有可用信息并與之交互。算法處理后的數據，為規劃的特定部分提供潛在的解決方案。交互式可視化有助于直觀理解輸入數據和算法輸出，而交互式增強現實環境有助于有效協作。

集成系統和算法是未來智能、協作任務規劃的重要組成部分，因為它們允許有效處理與第 5 代平臺相關的大量多樣的數據流。結合直觀的可視化和協作，這使工作人員能夠構建靈活且響應迅速的操作所需的共享 態勢感知。

圖1: 增強協同技術下的智能任務規劃（IMPACT）

IMPACT系統由三層組成(見圖2):

• 人機交互應用層
• 傳輸層
• 支持服務層

圖2:從功能角度看IMPACT架構。

摘要

當代和新出現的安全威脅以及從最近的軍事行動中吸取的教訓已經證明，為了在傳統的物理領域（陸地、空中、海上、太空）實現作戰目標，確保在非物理領域的主導地位至關重要，即網絡空間、電磁環境（EME）和信息環境。因此，除了物理作戰領域之外，在非物理領域取得優勢的能力對于實現戰役的軍事和非軍事目標具有決定性意義。

作戰人員將面臨消除沖突，協作，同步和整合行動的挑戰，以實現并發揮協同效應以應對多種威脅，其中可能還包括來自每個作戰領域對手的武裝沖突閾值以下的行動，包括非物質的。

本文探討了作戰環境聯合情報準備 (JIPOE) 作為支持聯合作戰規劃、執行和評估的主要工具的作用和意義，從而有助于多域作戰 (MDO) 的同步和協調。在這方面，基于政治、軍事、經濟、信息、基礎設施-物理、時間(PMESII-PT)方法，不可能將對當代作戰環境(OE)的分析局限于物理領域及其與非物理領域的關系。相反，作者們相信，確定一種合適的方法來關注在非物理領域單獨或聯合進行的活動影響，它們在PMESII-PT所有領域的相互融合和實際操作領域的相關性，將大大有助于友軍識別和評估對手的重心(COG)、關鍵弱點、意圖和行動路線(COAs)的能力，包括各自的指標。JIPOE將為聯合部隊指揮官(JFC)提供OE的整體視圖，將與戰術層面密切合作、共享和開發，通過結合不同領域的能力，應該能夠壓倒對手的部隊。這種集中控制和分散執行的方法將有助于在作戰和戰術層面之間產生協同效應。

引言

未來的軍事行動將以物理和非物理層面的融合為特征，眾多不同的行為者將在其中運作。任何部隊都需要適應極其復雜的作戰環境和大量的作戰變量，需要適應性地使用一系列武器系統來產生致命和非致命的效果。因此，除了物理作戰領域（即陸地、空中、海上和太空），在非物理領域（網絡空間、EME、信息環境）取得優勢的能力將對實現戰役的軍事和非軍事目標具有決定性意義[1, p.280]。

OE是影響能力運用和影響指揮官決策的條件、環境和影響因素的綜合體[2, p.3]。了解OE的因素和條件不僅是所有計劃活動，特別是行動設計的關鍵前提，也是友軍保護和許多其他相關任務的關鍵前提[3, p.41]。

JIPOE代表了一種系統的方法，用于分析有關OE和對手的信息。它可以應用于全部的軍事行動。指揮官和參謀部在危機背景、根本原因和具體動態方面，對戰區形成共同的理解和整體的看法。它使指揮官能夠直觀地看到問題的程度，以及他們如何塑造和改變OE，使之成為他們的優勢，這將為他們的決策提供信息[2, p.3-5]。

JIPOE產品極大地促進了聯合（即作戰）層面的軍事行動的規劃和執行。現代軍隊，特別是北大西洋公約組織（NATO）內的軍隊，幾十年來在討論跨領域（陸、海、空）的協調行動時一直使用聯合這一術語。如今，由于全球安全環境的巨大變化以及俄羅斯和中國日益增長的野心，為了挑戰潛在的同行對手，需要采取多領域的方法。在傳統的戰爭門檻下，盟國及其合作伙伴已經受到了跨越物理和非物理領域的持續攻擊[4, p.2]。MDO一詞不同于聯合行動，因為它旨在關注跨越多個領域的行動，而不考慮服務的歸屬，不一定是由多個部門進行的行動[5，p.49]。

圖1:支持聯合行動的當前JIPOE流程的可視化。

圖2:提出支持MDO的JIPOE過程方案。

摘要

幾十年來，政治科學家和國家層面的軍方政策制定者一直在戰略層面使用博弈論，但對其在作戰層面的使用幾乎沒有評論。傳統上，三個主要挑戰阻礙了規劃人員和分析人員在作戰層面使用博弈論，即復雜的作戰環境、參與者的動態交互以及大多數陸軍參謀人員不具備使用復雜數學技能。

這本專著表明，這些挑戰是可以克服的，博弈論可以在規劃過程中提供新穎的見解。美陸軍參謀部規劃人員可以在作戰層面有效地使用基本博弈論和簡單的數學來了解作戰環境、了解行動者及其動機，并在軍事決策過程中比較行動方案。本專著展示了如何避免高級博弈論用于解決理論問題的繁瑣數學程序，而是專注于使用基本博弈論在規劃過程中提供價值。它通過回顧博弈論在戰略層面的應用、教授基本博弈論和涵蓋一些基本博弈概念來展示博弈論的實用性。然后，它考察了一場歷史性的行動，以展示博弈論的使用將如何達到另一個推薦行動方案和結果，也許會改變歷史進程。最后，它通過將博弈論應用于軍事決策過程、任務分析和行動制定過程的兩個步驟的練習，提供了使用博弈論的指南。

引言

幾十年來，戰略規劃者和政策制定者在戰略層面有效地應用了博弈論，但軍事從業者往往不在作戰層面使用它。當約翰·馮·諾依曼和奧斯卡·摩根斯坦在 1940 年代初在蘭德公司工作期間發展博弈論時，他們尋求一種數學方法來為沖突領域，特別是經濟沖突提供解決方案。他們于 1944 年發表了開創性的著作《博弈論與經濟行為》

博弈論允許通過將場景建模為簡化的博弈來分析決策。博弈論試圖定義參與者、策略——或可供他們選擇的選項——以及博弈結果的預期回報。它試圖澄清由于參與者的選擇而導致的不確定性。它的主要用途是它認識到結果是通過多個參與者的互動共同決定的，而不僅僅是一個人自己決定的結果，它允許分析對手可能會做什么。由于這些原因，政策制定者和戰略家使用博弈論來理解戰略問題，例如核對手、貿易慣例、內戰解決和裁軍以及缺乏國際合作，從而制定政策建議以幫助解決這些問題

作戰層面的規劃者是否可以有效地應用博弈論仍然是一個懸而未決的問題。在作戰層面使用博弈論的批評者強調了動態交互的復雜性。他們指出，培訓軍官了解博弈論的基本概念并將操作層面問題的復雜性提煉成基本博弈需要大量時間。

本專著認為博弈論提供了一個有價值的框架，最適用于在軍事決策過程的任務分析和行動發展步驟過程中理解環境中的參與者。博弈論旨在提供對情況的理解。這需要了解參與者及其潛在計劃或戰略動機。博弈論提供了一種理性的方法來研究行動者如何制定他們的策略和他們的動機基礎。由此，指揮官和參謀人員可以獲得理解，然后疊加其他因素，包括行動方案和潛在結果。它提供了一種合理而直接的方法來簡化復雜的問題。因此，博弈論為作戰規劃者提供了另一種工具，可用于了解作戰環境。

本專著重點介紹博弈論在戰略層面的歷史應用、當前的規劃過程學說和相關框架，以回答作戰規劃者能否在作戰層面有效地使用博弈論。這本專著主要通過囚徒困境分析博弈論在戰略層面的應用，將其應用于冷戰、國際貿易和價格戰期間的降價。 1777 年的新澤西戰役為應用博弈論和理解喬治華盛頓將軍和查爾斯康沃利斯將軍之間的競爭環境提供了一個歷史例子。最后，它演示了如何以及在何處將博弈論工具實施到美國陸軍當前使用的規劃過程中。所使用的博弈論是一種基本的應用方法，而不是過于復雜和無用的高級學術博弈論。簡單的博弈可以使復雜的操作情況變得清晰。該研究回顧了陸軍規劃學說，以專注于了解作戰環境和問題。任務分析旨在了解環境中的參與者以及他們之間沖突的根源。這 3 項研究的重點是深入了解對抗性和中立的參與者、激勵措施、潛在的行動方案和回報。該專著追溯了博弈論的戰略應用和作戰應用之間的差異，以了解哪些要素是一致的，同時說明了差異。最后，它將討論如何克服實施中的潛在挑戰。

博弈論在軍事決策過程中的應用

規劃人員可以在軍事決策過程中使用博弈論工具，特別是在任務分析期間，以不同的視角理解作戰環境和行動發展過程，以檢查未發現的假設。博弈論工具不是替代軍事決策過程中現有的步驟和工具，而是對其進行補充。戰地手冊 6-0 解釋說，指揮官和參謀人員使用任務分析來更好地了解作戰環境和部隊面臨的問題。接下來，規劃人員使用任務分析來制定假設以填補知識空白。最后，考慮到博弈論理解競爭的本質，任務分析也有助于理解友軍和敵軍如何互動。行動方案制定過程提供了一種客觀的方式來看待多個潛在計劃。在上面的歷史例子中，華盛頓將軍和康沃利斯將軍需要了解他們的潛在行動以及他們認為 30 名敵方指揮官可能會做什么。在某種程度上，歷史例子中的將軍們可以在他們的行動發展過程中使用博弈論來檢查他們的假設。開發從敘述性或定性評估開始，然后轉向帶有每個計劃的加權分數的可量化評估。博弈論允許另一種觀點來評估潛在的計劃。以下思想實驗提供了一個示例，說明工作人員如何在任務規劃期間使用一些博弈論工具。

演習如下：美國討論在一個靠近對手的友好國家增加軍事存在，這旨在阻止對手入侵友好國家。軍團工作人員了解國家決策者關于在一個地區增加軍事存在的辯論。此外，他們知道如果國家領導層追求升級，軍團是升級的一個因素。工作人員致力于了解作戰環境并了解國家層面的優先事項和激勵措施，以便他們可以就選項提出更高的建議并為預期的行動方案做好準備。其次，他們努力了解敵人的動機和行動計劃。敵人還面臨著增加其在該地區的軍事存在或維持現狀的前景。兩國都擁有核武器，都不想進行全面戰爭。最后，兩個大國都可以遷移的地區的人口不希望被外國勢力占領。國家決策者面臨的戰略決策具有操作層面的影響。

如上所述，任務分析提供了對情況和問題的理解。在任務分析過程中，工作人員開始對行動者的動機和動機有所了解。戰場情報準備是任務分析的關鍵步驟。參謀人員對友軍和敵軍如何在環境中相互作用做出假設。由此，工作人員開發了每個參與者在即將到來的操作中可以使用的潛在選項。此外，情報準備步驟確定了指揮官和參謀人員的知識差距。這些差距導致了獲取信息的情報需求的發展。正如文獻回顧中所述，人們根據他們擁有的信息做出決策，并預測競爭對手的行為。這些步驟不會取代或否定軍事決策過程的任何步驟，它們只是關于如何以及在何處實施博弈論工具的建議。

鑒于這種情況，參謀人員開始制定敵人的行動方案。當應用于博弈矩陣時，這些行動方案成為敵人的策略。敵人可以用他們的一個師或軍將該地區軍事化，也可以選擇不軍事化。是否軍事化的選擇為敵人創造了兩種不同的戰略。第二步著眼于每個策略的結果。如果雙方都軍事化，那么他們將面臨戰爭。如果雙方都沒有軍事化，那么他們就維持現狀。如果一個國家軍事化而另一個國家不軍事化，那么軍事化的國家就會在沒有爭議的環境中這樣做。表11顯示了這種情況的結果。

表11：定性結果

第三步要求參謀人員查看敵人的動機，然后對他們的選擇進行定性分析。敵人想在美國不決定將該地區軍事化的情況下將該地區軍事化。這為他們創造了一個無可爭議的環境。其次，他們既不看重自己也不看重美國將該地區軍事化，這是現狀。第三個可取的結果是美國軍事化，而敵人沒有，這意味著美國擁有無可爭議的軍事化。最后，如果美國也進行軍事化，敵人不想升級為戰爭，也不想將該地區軍事化。工作人員現在可以根據偏好對敵人的行動路線進行排序。作戰和情報人員可以利用收集資產并制定收集計劃，以確定有關敵人計劃的任何指標，例如在該地區集結部隊。信息收集計劃有助于回答信息需求并協助進行有效規劃。

工作人員現在進入行動開發過程。生成選項步驟概述了指揮官和參謀人員可用的選項。工作人員制定了可以切實擊敗敵人行動方案的選項，然后確定它們的優先級。工作人員還產生了兩個廣泛的選項。他們可以軍事化，也可以不軍事化。由于每個參與者的策略，工作人員現在可以對他們的行動方案進行排序。指揮官和參謀更愿意維持現狀。如果美國采取行動將該地區軍事化，它可能會擾亂地方、國家政府和民眾。因此，美國對該地區的軍事化和一個不軍事化的敵人是次要的選擇。這種選擇意味著美國擁有無可爭議的軍事化，但正如所述，當地政府感到不安。第三，排名是美國不軍事化，但敵人軍事化，給了他們無可爭議的優勢。最后，美國不希望發生戰爭，如果美國和敵人都進行軍事化，就會發生戰爭。

接下來，工作人員將博弈發展為矩陣或戰略形式。首先，他們進行定性分析，說明每次交戰的可能結果，見表 12。然后參謀人員從每個指揮官的角度對結果進行排序，以生成定量分析和回報，如表 13 所示。該表顯示了回報敵方第一，美國第二。使用倒序排列，最低數字的收益表示排后的選項，數字越大，表示首選的選項。每個戰斗人員都是近鄰，因此參謀人員認為交戰將有利于主動一方。

表12 ：定性分析

表13：定量結果

這兩種的價值在于員工進行分析以掌握對潛在未來結果的理解。它提供了一個簡潔的可交付產品，參謀計劃人員可以在一張紙上將其交給指揮官或參謀長，以供將來參考或思考，因為指揮官和參謀人員開始在軍事決策過程的未來步驟中權衡選項。這種分析為員工提供了一個思考他們正在做什么以及他們的計劃可能產生什么結果。這是舍恩所說的實踐中反思的一個例子。正如他所說，它允許人們在執行任務時思考他們正在做什么，然后塑造他們所做的事情。

下一步要求參謀人員將可用選項縮小到只有指揮官可用的可信選項。參謀部尋找指揮官永遠不會使用任何主導策略。敵方指揮官沒有任何主導策略，并且兩種策略都可供他使用。但美國永遠不會在博弈中選擇軍事化，因為無論敵人選擇什么，不軍事化都會主導博弈。表 14 以粗體突出顯示哪個選項在美國占主導地位。例如，如果敵人決定軍事化，如果它決定軍事化，美國將獲得 1 的回報，否則將獲得 2 的回報。因此，在這種情況下，美國會選擇不進行軍事化。同樣，如果敵人不軍事化，那么如果它軍事化，美國將獲得三倍的回報，如果它不軍事化，美國將獲得四倍的回報，美國將再次選擇不進行軍事化。因此，工作人員將其排除在外。

表14：以粗體突出顯示的美國的收益

既然參謀人員了解美國沒有軍事化的動機，它就可以看看敵人可能會采取什么行動作為回應。敵人知道美國不想軍事化，并尋求使其結果最大化。因此，敵人選擇軍事化，因為這比不軍事化帶來更好的回報。這達到了納什均衡，即敵人軍事化并獲得四分之二的回報，而美國不軍事化并獲得三分之二的回報。表 15 顯示了圈出的所得納什均衡。

表15：軍事化為主

但現實生活中的情況并不總是一致的。一方通常首先采取行動，迫使另一方做出決定。在上述情況下，美國正在努力應對將該地區軍事化的決定。然后他們的決定迫使敵人做出決定。下一步著眼于在順序移動游戲中情況如何展開，以及納什均衡在決策分析中是否發生變化。順序博弈見表 16。該表首先顯示了敵人的收益，其次是美國的收益。

表16：順序多次博弈

參與者對每個結果的選擇和回報保持不變。唯一的區別是美國先行動，敵人必須做出反應。工作人員必須使用子博弈分析來分析這個博弈及其結果。敵人有第二步，因此分析從他們的預期步驟開始。這兩個參與者都知道，如果美國選擇軍事化，敵人將選擇不軍事化，因為兩個人的回報比一個人要好。如果美國選擇不軍事化，敵人會想要軍事化，因為四比三好。鑒于美國的選擇，上面的表 16 通過圈出每個敵人的首選選擇來表明這種行為。既然美國知道敵人會根據美國的選擇做出哪些選擇，他們就會在兩者之間做出選擇。美國選擇軍事化，知道敵人不會軍事化，從而為美國帶來三倍的回報。美國軍事化總比不軍事化并獲得兩個回報要好，因為知道敵人會選擇軍事化。因此，納什均衡變成了美國軍事化和敵人不軍事化，敵方兩分，美國三分，見表 17。

表17：納什均衡

序列博弈導致的納什均衡與同步博弈不同，為什么？每場比賽都會導致一方軍事化，而另一方不軍事化。在同步博弈中，敵人通過軍事化獲得了最有利的回報，美國知道這一點，因此選擇不軍事化。然而，在順序博弈中，美國先決勝負。如果他們不軍事化，他們將獲得最高的回報，而敵人也選擇不軍事化。兩國都不會軍事化，因為如果美國不軍事化，敵人就有動機進行軍事化。美國意識到這一點，因此認為他們的下一個最佳選擇是軍事化，因為它知道敵人不會軍事化，因為這會迫使兩個參與者之間發生戰爭。這個游戲提供了一個先發優勢的例子。如果敵人先選擇，他們也會有軍事化的動機

序列多次博弈反映了更現實的情況。但是運行這兩種類型的博弈為工作人員了解動機和潛在行動提供了分析價值。工作人員可以看到排序操作如何改變結果。如上所述，使用這種方法的價值在于分析。工作人員可以按照矩陣形式對每個結果進行簡要說明。然后他們可以看到他們的選擇之一不是一個可行的選擇。然后，他們查看了定量評估并確定可以使用平衡結果。所進行的定性分析重申了 Thomas Schelling 的觀點，即博弈論的數學并不總能解決沖突，不應過度依賴數學。而是對問題的思考增加了價值。

結論

博弈論提供了一種分析工具來看待競爭情況。它使分析師能夠了解潛在的行動計劃、激勵措施以及回報或結果。此外，它可以突出信息差距和需要進一步理解的領域。在 20 世紀中葉，戰略層面的規劃者用它來更好地了解美國和蘇聯之間在使用核武器和原子戰方面的競爭。國防部以外的分析師使用它來了解競爭公司之間的貿易爭端和降價。

在作戰層面，博弈論允許對潛在計劃、激勵和結果進行相同類型的分析和理解。這本專著審視了博弈論的歷史并探索了基本的博弈論，確立了博弈論在分析沖突情況方面的有用性。文獻回顧揭示了博弈論的優勢和劣勢，這為如何最好地利用它以最大限度地發揮其潛力提供了信息。檢查諸如核局勢和國際貿易等戰略層面的決策為以前的努力如何有效地應用博弈論提供了背景。博弈論在特倫頓和普林斯頓的美國獨立戰爭中的應用與指揮官們所追求的不同，展示了使用博弈論如何提供獨特的見解，這對于像康沃利斯這樣經驗豐富的將軍來說并不明顯。最后，該專著展示了軍團級別的參謀人員如何使用博弈論來理解戰略級別的決策如何影響作戰級別的行動，比較了同步博弈和序列博弈的實用性。最后一部分提供了一個基本框架，工作人員可以通過將博弈論應用于任務分析和行動開發過程來解決操作問題。

博弈論的使用不僅限于軍事決策過程。博弈論非常適合國防部和美國陸軍目前使用的現有規劃流程。規劃人員可以在聯合作戰設計過程和陸軍設計方法中使用博弈論工具。具體來說，在聯合設計期間，博弈論工具最適合理解戰略指導和理解作戰環境。在軍隊設計期間，它最適合構建作戰環境和理解問題。博弈論是參謀人員或計劃團隊的工具包中的另一個有用工具。當通過軍事決策過程或設計過程應用時，博弈論分析與其他工具很好地結合在一起，可以更好地了解作戰環境。

元宇宙是當下熱門話題。區塊鏈技術在元宇宙究竟有何作用？最近來自韓國的學者發布了《人工智能區塊鏈》綜述論文，全面闡述探索區塊鏈在元宇宙的建立和發展中的作用，值得關注

自Facebook于2021年10月正式更名為Metaverse以來，Metaverse已經成為社交網絡和三維虛擬世界的新常態。這個元宇宙旨在利用許多相關技術為用戶帶來3D沉浸式和個性化的體驗。盡管有很多關注和好處，但元宇宙中的一個自然問題是如何保護用戶的數字內容和數據。在這方面，區塊鏈是一個很有希望的解決方案，因為它具有去中心化、不可變性和透明性的特點。**為了更好地理解區塊鏈在元宇宙中的作用，我們的目標是對區塊鏈在元宇宙中的應用進行廣泛的調研。**我們首先對區塊鏈和元宇宙進行了初步介紹，并強調了將區塊鏈用于元宇宙背后的動機。接下來，我們將從技術角度廣泛討論基于區塊鏈的元宇宙方法，如數據采集、數據存儲、數據共享、數據互操作性和數據隱私保護等。對于每個透視圖，我們首先討論元宇宙的技術挑戰，然后強調區塊鏈可以如何提供幫助。此外，我們還研究了區塊鏈對元宇宙中關鍵支持技術的影響，包括物聯網、數字孿生、多感官和沉浸式應用、人工智能和大數據。我們還介紹了一些主要項目，以展示區塊鏈在元宇宙應用程序和服務中的作用。最后，我們提出了一些有前景的方向，以推動進一步的研究創新和發展，以在未來的元宇宙中使用區塊鏈。

引言

元宇宙是數字進化的下一個階段，它可以以驚人的水平革新數字應用，并將服務領域擴展到標準的在線訪問系統之外。在過去的幾十年里，服務數字化已經成為提高商業、娛樂、教育或任何其他可以與在線訪問相結合的系統效率的趨勢。通過遠程數據中心和云平臺的數字系統和在線存儲/處理設施，這些服務和系統得到了最大限度的改進。隨著服務訪問的效率、性能和質量達到其最大潛力，視角已經轉向消費者體驗。因此，對改善服務體驗、增加互動能力的需求不斷增加，服務供應商也熱衷于將現有的服務標準提升到下一個水平。事實上，消費者對數字界面的觸覺和沉浸感的需求，只有在新興的虛擬現實(VR)、增強現實(AR)、混合現實(MR)和擴展現實(XR)[1]技術中才能實現。元宇宙是將所有這些相關技術合并到一起的解決方案。這一概念為它的消費者創造了一個模擬的數字化環境，可以作為身臨其境的虛擬世界。用戶可以通過他們的數字化身與這個虛擬生態系統進行交互，遵循二元性原則[2]。具體來說，化身是用戶的虛擬化身，在元宇宙中具有與在現實世界中的合法權利相同的法律權威; 這使得虛擬角色可以在虛擬域中進行任何交易，并限制拒絕任何承諾的行為。任何擁有支持VR/ AR的沉浸式設備的人都可以獲得訪問權限，例如在最低功能[3]下的耳機或玻璃。相反，像Teslasuit或Holosuit這樣的全身觸覺緊身衣，能夠跟蹤動作、提取觸覺反饋以及先進的生物識別技術，將身臨其境的體驗發揮到極致。

盡管元宇宙正在開發中，并打算擴大社交媒體的能力范圍，但它對其他工業、商業、社會、教育、醫療、軍事和政府部門的潛力是巨大的。缺乏身臨其境的體驗是在線遠程訪問和控制系統的一個眾所周知的缺點。特別是在控制監控和數據采集(SCADA)或基于可編程邏輯控制器(PLC)的遠程自動化系統[4]、服裝、商業地產或建筑感知、理解醫學/工程/或建筑教育中的三維(3D)可視化等方面，遙控無人駕駛的航空/海軍/或地面船只，體驗二維以外的數字娛樂是需要更多創新的領域。盡管AR和VR技術為這些領域提供了獨立的解決方案，但缺乏一個一體化的平臺或環境來組合這些工具。元宇宙向世界提供了這個數字生態系統，并廣泛開放了不可估量的可能性范圍。數字孿生(DTs)的概念使機器或車輛的遠程操作和控制具有更好的可視化和協調性，有利于工業和軍事部門[5]。三維可視化正在引導更好的準確性和上下文的理解，這有利于教育和娛樂應用。此外，基于AR的遠程機器人控制、基于AR的遠程手術等新指令也可以通過元宇宙平臺[6]實現。此外，加密貨幣[7]、數字生物識別技術[8]、可解釋人工智能(XAI)[9]等概念在現實世界中實施時面臨不可避免的挑戰;與現有系統的集成、兼容性、互操作性、法律和倫理差異等問題。由于元宇宙是一個新構建的世界，在設計階段實施這些策略將允許用戶在安全和隱私方面得到更多的保證，并增強服務體驗。

雖然元宇宙是作為未來數字擴張的靈丹妙藥而產生的，但它也存在著挑戰和實際問題。最關鍵的問題是缺乏可服務的數字基礎設施，以提供有保障的服務和具有屬性處理和網絡能力的應用程序。即使存在這樣的基礎設施，提供設想規格所需的接入技術也只有在新興的5G移動技術中才可行，而5G移動技術仍處于試驗階段，尚未在全球部署。在啟動元宇宙之前，需要理解和標準化虛擬世界和物理世界之間的兼容性和互操作性。很明顯，考慮到它與社交媒體主干的潛力和可擴展性，即使在元宇宙引擎上擁有強大的處理能力，資源可能也不足以滿足需求。因此，必須采用最優的處理和操作策略，以降低處理、存儲、網絡和財務方面的成本。這種策略只有通過基于自動化人工智能的方法才能實現，需要更多的同化和研究。因為要想進入元宇宙，至少需要戴上耳機或AR眼鏡，個人投資越高，它就會成為一種特權服務，而不是對所有人開放的系統。此外，用戶的安全和隱私是必要的方面，在現實世界中可能存在的某些隱私法律可能在虛擬領域中不起作用，而在現實世界中突出的生物特征可以在數字領域中復制。因此，在實用主義環境中部署元宇宙需要更多的研究和適當的標準化。

XR顯然是元宇宙開發所需的一項技術，當前的AR和MR技術應該改進到提倡虛擬實體完全集成到超現實的水平，并提高其無所不在的程度。如前所述，人工智能在自動化元宇宙生態系統、將完全控制權交給數字治理方面發揮著關鍵作用。人工智能的參與將進一步確保生產消費者的數字資產和內容安全，這是受他們的化身限制的。現有的計算視覺處理應通過AI集成來增強3D圖像處理，同時可以改進圖像/視頻/3D渲染技術來加速視覺數據和遙測數據的查詢處理。應該在設計階段采用XAI實踐，以確保兼容性的全局遵從性。由于現有的基于云計算的存儲和處理基礎設施缺乏托管元空間應用所需的網絡能力，邊緣計算是一種新興的范式，必須啟動它，因為它的近似性質，可以提高訪問容量以及上下文和位置感知功能。此外，還可以使用網絡切片來組織和構造[2]中給出的八個使能器之間的元宇宙程序。

與比特幣一起推出的區塊鏈，因其獨特的能力形成共享經濟而出名，并奠定了現有數字貨幣市場的基礎。區塊鏈被認為是一項突破性的安全和隱私保護技術[10]。簡單地說，區塊鏈是一個分類帳，存儲已提交的交易，以方便在商業網絡中追蹤數字資產并確保其安全。這些交易或記錄被存儲為塊，使用加密措施或精確的哈希機制連接在一起，確保分類賬的不可變性，并在不安全的環境中支持安全的共享能力。區塊鏈最顯著的特點是，它能夠在不需要集中權限[11]的情況下，對分散的分類賬內容進行操作。由于區塊鏈采用工作證明作為共識機制，該方法本身認為更安全，更適合電商平臺。在元宇宙的背景下，區塊鏈是相關的推動者，旨在對數字生態系統實施問責制。對區塊鏈的需求迫在眉睫，保護所有元空間用戶擁有的數字內容是其主要目的。元宇宙生態系統依賴于區塊鏈來計算其內容和交易，以確保用戶的完整性、隱私和聲譽。

** 區塊鏈在元宇宙中應用**

將區塊鏈和AI融合在一起進行元宇宙開發的想法在[11]中作為一項綜述提出。本文通過由數據層、網絡層、共識層、激勵層、契約層和應用層組成的分層體系結構，討論了元宇宙和區塊鏈之間的潛在關聯。雖然作者提出了四個支持區塊鏈的應用，但他們主要關注區塊鏈的商業應用。區塊鏈和AI對元宇宙的貢獻在[13]中提出，其中對處理和重用高質量/豐富數據、穩定分散網絡、數據隱私和處理經濟相關數據進行了簡要討論。此外，有很多研究[14]-[16]都將區塊鏈作為元宇宙的必要條件，但沒有進行嚴格的討論。表一強調了本文的貢獻。據我們所知，還沒有一項研究討論了區塊鏈在元宇宙應用中的應用。因此，我們的研究提出了區塊鏈集成將提高其效率的元宇宙的各種潛在應用，以及區塊鏈對實現技術的影響。 **本綜述的主要貢獻如下: **

• 首先，我們簡要介紹了區塊鏈和元宇宙，然后介紹了在元宇宙中集成區塊鏈的動機。

• 其次，我們討論了區塊鏈的應用，以解決元宇宙的幾個技術方面所面臨的挑戰，包括數據采集、數據存儲、數據共享、數據互操作性和數據隱私保護。

• 第三，我們討論了區塊鏈對元空間中的一些關鍵實現技術的影響，如物聯網、數字孿生、多感官XR和全息臨場呈現、人工智能和大數據。

• 第四，我們討論了一些有趣的項目，如Decentraland、Sandbox、axi Infinity和Illuvium，它們在元宇宙中利用了區塊鏈。

• 最后，我們總結了本文的一些潛在的未來研究方向。