元宇宙理论与技术基础

近日，国家自然科学基金委员会发布了2024“元宇宙理论与技术基础研究”专项项目申请指南（第II期），觉得里面列出的相关理论和技术很好，特此记录下来。

（一）元宇宙中复杂数据处理与高效计算方法。

针对元宇宙中复杂数据处理与编码效率低，数据分发与传输过程中保密性、完整性和可用性不足的问题，研究复杂数据分布式高效处理和视听觉多模态数据高效编码方法，支持海量多模态异构时变数据高效存储加工与表示，研究基于隐私计算的元宇宙数据分发方法与协作机制，实现元宇宙数据的高效共享与安全可信应用。

（二）面向元宇宙的多源沉浸感知与物理仿真。

针对元宇宙中情境感知和场景重现的迫切需求，研究用于精准采集环境及目标物体的视觉、听觉、触觉、味觉、嗅觉等多源感知技术，基于多源感知信息构建情境理解引擎，研究模拟声、光、电、力学等物理规律的数学模型与算法、计算优化和数据驱动仿真等，构建高真实感的虚拟环境，实现高精度的实时仿真和多物理场耦合。

（三）元宇宙模型的不确定性量化与在线更新。

针对元宇宙模型构建过程不确定性产生方式多源、经济模型缺失、量化策略不精准等问题，研究“机理+数据”仿真的不确定性量化理论方法；研究原创的元宇宙经济模型，完成多元主体参与的激励机制及元宇宙数字资产标准；研究基于不确定性与建模精度的模型在线更新机制，实现模型在不同计算资源下的灵活切换与优化，提升元宇宙模型反映物理世界变化的实时性。

（四）元宇宙虚实融合空间三维生成与呈现技术。

针对元宇宙虚实融合空间构建效率低的问题，研究物理世界高真实感快速三维重建方法，通过融合多模态传感器采集动态三维场景信息，利用三维生成技术提高三维场景采样效率，进行几何与外观的快速重建，为虚实融合提供高真实感的空间信息，研究复杂几何、材质和结构的三维物体和场景的生成式构建及虚实融合呈现方法，有效支撑虚实融合空间的沉浸式信息融合渲染。

（五）元宇宙多尺度世界模型构建与具身行为交互技术。

针对元宇宙中构建世界模型的需求，及具身行为交互中的感知-认知-行为的一致性挑战，研究复杂真实世界的结构化层级化抽象机理，构建从真实环境到虚拟场景的多尺度世界模型，研究元宇宙具身交互多感官融合机制，评估不同类型的感官呈现一致性准则及对用户感知-认知-行为的影响，支撑元宇宙中具身行为的高真实感、高沉浸感人机交互。

（六）元宇宙中多智能体协作机制。

针对元宇宙中多智能体协作方式多样、协作机制固化、协作效率低下问题，研究元宇宙多机协作、多人协作、人机协作等多元智能体协作机制，包括协作任务分解、协作意图理解、协作冲突消解、协作行为抽象、协作决策共商等方法，实现元宇宙中多智能体的高效协作与人机高效互动。

（七）工业元宇宙实现与应用。

针对目前工业元宇宙数据整合复杂、虚实映射难度大、场景难以泛化等问题，研究多元异构工业数据转换与几何-物理-行为-工况建模技术，实现高精度的工业场景建模与虚实映射；研究数字孪生多元数据耦合与全要素仿真技术，提升对工业系统的预测精度与决策支持能力。在装备设计优化、智能车间规划、故障智能预测等不少于一个典型工业场景中开展应用验证。