metaverse โลกเสมือนจริง ที่นำประสบการณ์ที่สมจริง กำลังได้รับความสนใจอย่างมากจากผู้ประกอบการอุตสาหกรรม และสถาบันการศึกษา เมื่อเร็ว ๆ นี้ metaverse ถูกกำหนดให้เป็นโลกเสมือนจริง ที่ให้ประสบการณ์ การโต้ตอบ และการทำงานร่วมกันแก่ผู้ใช้ จากการพัฒนาของอินเทอร์เน็ต เครือข่ายการสื่อสารไร้สาย โครงสร้างพื้นฐานการจัดเก็บข้อมูลขนาดใหญ่ และหน่วยประมวลผลกราฟิก ได้กระตุ้นการเติบโตของ metaverse บริษัทหลายแห่งได้ลงทุนอย่างจริงจังใน metaverse และคาดว่าโอกาสในการสร้างรายได้ทั่วโลกจะเพิ่มขึ้นจาก 5 แสนล้านเหรียญสหรัฐในปี 2020 เป็น 8 แสนล้านเหรียญสหรัฐในปี 2024 สิ่งนี้นำไปสู่การพัฒนา artificial intelligence (AI) นวัตกรรมเทคโนโลยี เพื่อยกระดับประสบการณ์ที่สมจริงของ metaverse ครอบคลุมถึง AI ผ่านแมชชีนเลิร์นนิง และอัลกอริธึมดีพเลิร์นนิ่ง ด้วยศักยภาพที่ยอดเยี่ยมในการปรับปรุงคุณภาพของโลกเสมือนจริง และแอปพลิเคชันที่สร้างขึ้นใน metaverse เทคนิค AI เช่น การประมวลผลภาษาธรรมชาติ วิชันซิสเต็ม บล็อกเชน เครือข่าย ดิจิตอลทวิน และนิวรอนอินเทอร์เฟซ สามารถนำมาใช้เพื่อปรับปรุงรูปลักษณ์ของเมตาเวิร์ส และคุณภาพของแอปพลิเคชันที่สร้างขึ้นในโลกเสมือนจริง แอปพลิเคชันที่นำ AI มาใช้งาน ได้แก่ กลุ่มการดูแลสุขภาพ การผลิต เมืองอัจฉริยะ และเกม ยังสามารถนำผู้ใช้เข้าไปในโลกเสมือนจริงได้ด้วย บทความนี้ให้การตรวจสอบที่ครอบคลุมเกี่ยวกับวิธีการที่ใช้ AI และบทบาทในรากฐานและการพัฒนาของ metaverse สรุปโดยเน้นความสำคัญของ AI ใน metaverse และแนะนำทิศทางการวิจัยในอนาคต แบบสำรวจนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อช่วยเหลือผู้เชี่ยวชาญและผู้ที่ไม่ใช่ผู้เชี่ยวชาญในการปรับใช้ พัฒนา และปรับเทคนิค AI ให้เหมาะสม เพื่อปรับปรุงประสบการณ์ที่เหมือนจริงของ metaverse
The metaverse is a shared virtual world that offers an immersive experience and has gained tremendous attention from industry and academia recently. The metaverse is defined as a virtual world that provides users with an interactive and collaborative experience. The development of the Internet, wireless communication networks, big data storage infrastructure, and graphic processing units has fueled the growth of the metaverse. Many companies have invested heavily in the metaverse, and the global revenue opportunity is expected to increase from USD 500 billion in 2020 to USD 800 billion in 2024. This has led to the development of various innovative technologies to enhance the metaverse’s immersive experience, including artificial intelligence (AI). AI, through machine learning and deep learning algorithms, has shown great potential to improve the quality of the virtual worlds and applications built in the metaverse. AI techniques, such as natural language processing, machine vision, blockchain, networking, digital twin, and neural interface, can be applied to enhance the metaverse’s appearance and the quality of applications built in the virtual world. AI-aided applications, such as healthcare, manufacturing, smart cities, and gaming, can also be deployed in the virtual world. The article provides a comprehensive investigation of AI-based methods and their role in the metaverse’s foundation and development. It concludes by emphasizing the importance of AI in the metaverse and suggests future research directions. This survey is intended to assist experts and non-experts in applying, developing, and optimizing AI techniques to enhance the metaverse’s immersive experience.
Artificial intelligence for the metaverse
ตั้งแต่ Facebook รีแบรนด์ตัวเองเป็น Meta ซึ่งประกาศโดย Mark Zuckerberg ในเดือนตุลาคม 2021 แนวคิดที่ยอดเยี่ยมของชื่อใหม่นี้ได้กลายเป็นกระแสร้อนแรงบนโซเชียลมีเดีย และได้รับความสนใจอย่างมากและมีการถกเถียงกันมากขึ้นจากชุมชนต่างๆ รวมถึงสถาบันการศึกษาและอุตสาหกรรม นอกจาก Meta แล้ว บริษัทเทคโนโลยีขนาดใหญ่บางแห่งยังมีกิจกรรมการลงทุนและการพัฒนา Metaverse เช่น Microsoft ซื้อ Activision Blizzard ซึ่งเป็นบริษัทโฮลดิ้งวิดีโอเกมด้วยมูลค่า 68.7 พันล้านดอลลาร์เพื่อขยายเกมไปสู่ Metaverse เมื่อเร็ว ๆ นี้ Metaverse Group ซึ่งเป็นบริษัทการลงทุนด้านอสังหาริมทรัพย์ของ Metaverse ได้ซื้อที่ดินบนแพลตฟอร์มความเป็นจริงเสมือนแบบกระจายอำนาจที่รู้จักกันในชื่อ Decentraland ในราคาที่น่าตกใจถึง 2.43 ล้านเหรียญสหรัฐ และบันทึกเป็นจำนวนเงินสูงสุดเป็นประวัติการณ์สำหรับอสังหาริมทรัพย์เสมือนจริง แร็ปเปอร์ชื่อดังที่ซื้อที่ดินใน Sandbox metaverse ในราคา 450,000 ดอลลาร์คือ Snoop Dogg ซึ่งแร็ปเปอร์คนนี้สามารถจัดกิจกรรมเสมือนจริง เช่น เทศกาลดนตรีและคอนเสิร์ต เพื่อมอบประสบการณ์ที่ดื่มด่ำให้กับผู้ชมที่เข้าร่วมในโลกเสมือนจริงผ่านเทคโนโลยีความจริงเสมือน . ในไม่ช้า metaverse จะกลายเป็นเทคโนโลยีขนาดใหญ่ถัดไป และกำลังดึงดูดผู้ผลิตเกมออนไลน์ ธุรกิจการเงินทางอินเทอร์เน็ต โซเชียลเน็ตเวิร์ก และผู้นำด้านเทคโนโลยีอื่นๆ รัฐบาลกรุงโซลเพิ่งประกาศแผนการที่เรียกว่า Metaverse Seoul ซึ่งสร้างระบบนิเวศการสื่อสารเสมือนจริงสำหรับเขตการปกครองเทศบาลทั้งหมด เช่น วัฒนธรรม การท่องเที่ยว เศรษฐกิจ การศึกษา และการบริการพลเมือง นอกเหนือจากการให้บริการสนับสนุนทางธุรกิจและสิ่งอำนวยความสะดวกต่างๆ แล้ว Metaverse Seoul ยังเสนอบริการพิเศษบางอย่างสำหรับผู้พิการเพื่อให้ได้รับความพึงพอใจในเนื้อหาที่ปลอดภัยและสะดวกสบายโดยใช้เทคโนโลยี Extended Reality (XR) จากการวิเคราะห์ของ Bloomberg Intelligence โอกาสในการสร้างรายได้จาก metaverse ทั่วโลกจะเพิ่มขึ้นจาก 5 แสนล้านเหรียญสหรัฐ ในปี 2020 เป็น 8 แสนล้านเหรียญสหรัฐ ในปี 2024 ซึ่งอุตสาหกรรมเกมออนไลน์จะรับส่วนแบ่งครึ่งหนึ่งของรายได้ทั่วโลก (Kanterman และ Naidu, 2021) ที่น่าสังเกตคือ บริษัทวิดีโอเกมและสตูดิโอต่างๆ มีแผนที่จะอัปเกรดเกมดั้งเดิมที่มีอยู่ให้เป็นโลกเสมือนจริงแบบสามมิติ (3D) ที่เกี่ยวข้องกับโซเชียลเน็ตเวิร์ก ซึ่งกิจกรรมที่น่าสนใจบางอย่าง เช่น ความบันเทิงสดและกิจกรรมโฆษณาทางสื่อ สามารถจัดนอกเหนือจากเกมได้ ในรูปที่ 1 รายได้ของฮาร์ดแวร์ความจริงเสมือน (VR) และโฆษณาในเกมเพิ่มขึ้นอย่างมากจากความก้าวหน้าของกิจกรรมเสมือนจริงใน metaverse
metaverse ไม่ใช่แนวคิดใหม่เพราะมันหมุนเวียนไปพร้อมกับการพัฒนาอินเทอร์เน็ตและเทคโนโลยีอื่น ๆ มานานหลายทศวรรษ รูปที่ 2 อธิบายไทม์ไลน์ของการพัฒนาเมตาเวิร์สที่เกี่ยวข้องกับเหตุการณ์หลักๆ มากมาย ตั้งแต่การกำเนิดของอินเทอร์เน็ตและการกล่าวถึงครั้งแรกในวรรณกรรม ไปจนถึงโครงการโลกเสมือนจริงครั้งแรกกับ Second Life และโปรเจกต์เมตาเวิร์สล่าสุดของบริษัทเทคโนโลยีขนาดใหญ่อย่าง Microsoft และ Facebook Metaverse เป็นคำที่เกิดจากการรวม Meta และ Universe เข้าด้วยกัน ซึ่งอาจถูกกล่าวถึงครั้งแรกในนิยายแนวดิสโทเปียเรื่อง Snow Crash ในปี 1992 เพื่ออธิบายโลกเสมือนจริงที่เรียกว่าเมทริกซ์ (Hackl, 2021) ในปัจจุบัน metaverse ถูกกำหนดให้เป็นโลก 3 มิติเสมือนจริงที่ใช้ร่วมกันหรือแม้แต่โลกข้ามแพลตฟอร์มหลายแห่งที่สามารถมอบประสบการณ์ที่ดื่มด่ำอย่างครอบคลุมแก่ผู้ใช้ รวมถึงกิจกรรมแบบโต้ตอบและการทำงานร่วมกัน นอกเหนือจากสถานที่และสิ่งปลูกสร้างเสมือนจริงที่แก้ไขในโลกเสมือนจริงแล้ว สิ่งอื่นๆ อีกมากมาย เช่น วัตถุ ตัวตนของผู้ใช้ และสินค้าดิจิทัล สามารถแลกเปลี่ยนระหว่างโลกเสมือนจริงต่างๆ และแม้แต่สะท้อนให้เห็นในโลกความเป็นจริง (Park and Kim, 2022)
ไม่กี่ปีที่ผ่านมาได้เห็นการระเบิดของเมตาเวิร์สอย่างไม่เคยปรากฏมาก่อน ซึ่งส่วนใหญ่มาจากเกม 3 มิติ ซึ่งขับเคลื่อนโดยการปรับปรุงฮาร์ดแวร์ (เช่น โครงสร้างพื้นฐานการจัดเก็บข้อมูลขนาดใหญ่ เครือข่ายการสื่อสารไร้สาย เซ็นเซอร์ในตัว และหน่วยประมวลผลกราฟิก—GPU) และการเพิ่มประสิทธิภาพของซอฟต์แวร์ (เช่น การจัดสรรทรัพยากรในการสื่อสาร การประมวลผลภาษา และการมองเห็นด้วยคอมพิวเตอร์) เพื่อสร้างโลกเสมือนอย่างมั่นคงและสร้างสรรค์ยิ่งขึ้น แตกต่างจากรูปแบบ metaverse แบบดั้งเดิมที่จำกัดประสบการณ์ที่ดื่มด่ำได้ไม่ดีด้วยข้อมูลที่ไม่เพียงพอ รูปแบบใหม่นี้ไม่เพียงสร้างแหล่งข้อมูลผู้ใช้และพฤติกรรมใหม่ขนาดใหญ่สำหรับองค์กร (ที่ผู้ใช้สร้างเนื้อหาสร้างสรรค์ได้อย่างอิสระ) แต่ยังนำเสนอรากฐานมากมายในการปรับใช้ปัญญาประดิษฐ์ (AI) เข้าไปในโดเมนต่างๆ เช่น การประมวลผลภาษาธรรมชาติ คอมพิวเตอร์วิทัศน์ และส่วนต่อประสานประสาท นอกจากนี้ แพลตฟอร์มมาตรฐานที่สร้างขึ้นสำหรับ metaverse สมัยใหม่ควรเป็นไปตามคุณลักษณะต่อไปนี้: โลกเสมือน ความคงอยู่ ความสามารถในการปรับขนาด การเปิดตลอดเวลาพร้อมการซิงโครไนซ์ การเผื่อทางการเงิน การกระจายอำนาจ ความปลอดภัย และความสามารถในการทำงานร่วมกัน ใน Radoff (2021) แพลตฟอร์ม metaverse สามารถรวมได้หลายเลเยอร์ ดังนี้:
โครงสร้างพื้นฐาน: 5G, 6G, WiFi, คลาวด์, ศูนย์ข้อมูล, หน่วยประมวลผลกลาง และ GPU – ส่วนต่อประสานกับมนุษย์: มือถือ, สมาร์ทวอทช์, แว่นตาอัจฉริยะ, อุปกรณ์ที่สวมใส่ได้, อุปกรณ์ติดตั้งบนศีรษะ ท่าทางสัมผัส, เสียง และชุดอิเล็กโทรด – การกระจายอำนาจ: การประมวลผลที่ขอบ เอเจนต์ AI บล็อกเชน และไมโครเซอร์วิส – การคำนวณเชิงพื้นที่: เอ็นจิ้น 3 มิติ, VR, ความจริงเสริม (AR), XR, การทำแผนที่เชิงพื้นที่ และการทำงานหลายอย่างพร้อมกัน – เศรษฐกิจของผู้สร้าง: เครื่องมือออกแบบ ตลาดสินทรัพย์ อีคอมเมิร์ซ และเวิร์กโฟลว์ -การค้นพบ: เครือข่ายโฆษณา ร้านค้าเสมือนจริง การดูแลจัดการทางสังคม การให้คะแนน อวาตาร์ และแชทบอท – ประสบการณ์: เกม สังคม E-sports ช้อปปิ้ง เทศกาล กิจกรรม การเรียนรู้ และการทำงาน
ไม่ยากที่จะค้นหาการมีอยู่ของ AI ภายในเลเยอร์ ด้วยอัลกอริทึมแมชขีนเลิร์นนิ่ง (ML) และสถาปัตยกรรมดีพเลิร์นนิ่ง (DL) พร้อมกับความสำคัญในแง่มุมที่หลากหลาย ตัวอย่างเช่น อัลกอริธึม ML จำนวนมาก (Kotsiantis et al., 2007, Hu et al., 2015, Sheikhpour et al., 2017, Kiumarsi et al., 2018) สำหรับ supervised, unsupervised, semi-supervised และ reinforcement learning ถูกนำมาใช้ในโมเดลการจำแนกประเภทและโมเดลรีเกรสชั่น สำหรับการจดจำเสียงและงานประมวลผลภาษาอื่นๆ ที่ช่วยให้ตัวแทนระบบเข้าใจคำสั่งของผู้ใช้ ด้วยข้อมูลอินพุตของสัญญาณที่ใช้เซ็นเซอร์ซึ่งรวบรวมโดยอุปกรณ์หลายชิ้น เช่น โทรศัพท์มือถือ สมาร์ทวอทช์ และอุปกรณ์สวมใส่อื่นๆ รูปแบบที่ซับซ้อนของการกระทำของมนุษย์สามารถวิเคราะห์และเรียนรู้ได้สำหรับบางแอปพลิเคชัน เช่น การจดจำกิจกรรมทางกายที่ช่วยให้ระบบสามารถรับรู้ผู้ใช้ได้ กิจกรรมและปฏิสัมพันธ์ในโลกเสมือนจริง
เมื่อเร็ว ๆ นี้ DL ซึ่งประกอบด้วยสถาปัตยกรรม recurrent neural network (RNN), long short-term memory (LSTM) และ convolutional neural network (CNN) ได้กลายเป็นเครื่องมือ AI อันทรงพลังเพื่อจัดการกับปัญหาในทางปฏิบัติของการทำความเข้าใจรูปแบบที่ซับซ้อนจาก ข้อมูลขนาดใหญ่ที่สร้างความสับสน (Ho et al., 2021, Hua et al., 2020b, Pham et al., 2021) ด้วยความสำเร็จอย่างมากในโดเมนการมองเห็นของคอมพิวเตอร์ ปัจจุบัน DL ได้รับการใช้ประโยชน์จากโดเมนต่างๆ เช่น การสื่อสารไร้สาย การโต้ตอบระหว่างมนุษย์กับคอมพิวเตอร์ เกม และการเงิน เมื่อไม่กี่ปีที่ผ่านมา NVIDIA ได้เปิดตัว DL super sampling (DLSS) ซึ่งเป็นเทคโนโลยีที่ก้าวล้ำซึ่งใช้ประโยชน์จากพลังของ DL และอัลกอริทึม AI อื่นๆ เพื่อเพิ่มอัตราเฟรมในขณะที่ยังคงรักษาภาพในเกมที่สวยงามและคมชัด ดังนั้นจึงเป็นศักยภาพในการปรับปรุงภาพ ประสบการณ์ใน metaverse AI ยังใช้เพื่อปรับปรุงความสมดุลของเกมในเกมออนไลน์แบบผู้เล่นหลายคนหลายเกมด้วยการฝึกอบรมโมเดลการเรียนรู้ภายใต้การดูแลซ้ำๆ จนกว่าจะสร้างความพึงพอใจให้กับนักออกแบบและผู้ทดสอบการเล่น ในบางโดเมนเฉพาะ ประสิทธิภาพของระบบช่วย AI สามารถปรับปรุงได้โดยอัลกอริทึม metaheuristic ต่างๆ เช่น อัลกอริธึม prairie dog optimization (Ezugwu et al., 2022), อัลกอริธึม dwarf mongoose optimization (Agushaka et al., 2022) และอัลกอริทึม Ebola optimization search (Oyelade et al., 2022) เพื่อดำดิ่งสู่ยุคใหม่ของการจำลองการออกแบบ 3 มิติและการทำงานร่วมกันเพื่อสร้างโลกเสมือนจริงที่น่าประทับใจ ใน metaverse ที่ร่ำรวยพอๆ กับโลกแห่งความเป็นจริง NVIDIA ได้เปิดตัว Omniverse1 แพลตฟอร์มแบบเปิดและขยายได้ ซึ่งเป็นเจ้าของคุณสมบัติที่มีค่ามากมาย รวมถึงการจำลองที่แม่นยำทางกายภาพ การทำงานร่วมกันในการออกแบบโดยผู้ใช้หลายคน การเรนเดอร์ภาพเสมือนจริงและเรียลไทม์ และเวิร์กโฟลว์ที่เร่งด้วย AI ด้วยการผสาน AI เข้ากับเทคโนโลยีอื่นๆ เช่น AR/VR, บล็อกเชน และเครือข่าย ทำให้ metaverse สามารถสร้างโลกเสมือนจริงที่ปลอดภัย ปรับขนาดได้ และสมจริงบนแพลตฟอร์มที่เชื่อถือได้และเปิดใช้งานตลอดเวลา ตามแพลตฟอร์ม metaverse เจ็ดชั้น ไม่ต้องสงสัยเลยว่าการตระหนักถึงบทบาทสำคัญของ AI ในการรับประกันความน่าเชื่อถือของโครงสร้างพื้นฐานและปรับปรุงประสิทธิภาพจนถึงตอนนี้ ในระบบ 5G และ 6G ในอนาคต อัลกอริทึม ML ขั้นสูงจำนวนมากที่มีการเรียนรู้ภายใต้การดูแลและการเรียนรู้แบบเสริมกำลังถูกนำมาใช้สำหรับงานที่ท้าทายต่างๆ เช่น การตรวจสอบสเปกตรัมอย่างมีประสิทธิภาพ การจัดสรรทรัพยากรอัตโนมัติ การประมาณช่อง การปิดการรับส่งข้อมูล การป้องกันการโจมตี และข้อบกพร่องของเครือข่าย การตรวจจับ ด้วยอุปกรณ์สวมใส่ที่ใช้เซ็นเซอร์และอุปกรณ์โต้ตอบระหว่างมนุษย์กับเครื่องจักรอื่นๆ การเคลื่อนไหวของมนุษย์ที่เรียบง่ายและการกระทำที่ซับซ้อนสามารถวิเคราะห์และจดจำได้โดยอาศัยการเรียนรู้โมเดล ML และ DL ดังนั้น การเคลื่อนไหวของผู้ใช้ในโลกแห่งความจริงจึงถูกฉายไปยังโลกเสมือนจริง ทำให้ผู้ใช้สามารถควบคุมอวาตาร์ของตนอย่างเต็มที่เพื่อโต้ตอบกับวัตถุอื่นๆ ใน metaverse ได้อย่างสะดวกสบาย ยิ่งไปกว่านั้น อวตารเหล่านี้สามารถมีส่วนร่วมกับรูปแบบต่างๆ ที่ใช้ในโลกแห่งความจริง เช่น การแสดงออกทางสีหน้า อารมณ์ การเคลื่อนไหวร่างกาย และการโต้ตอบทางกายภาพ นอกเหนือจากการรู้จำคำพูดและการวิเคราะห์ความรู้สึก ซึ่งขับเคลื่อนโดย AI ในแง่ของความแม่นยำและความเร็วในการประมวลผล
