元宇宙下,NFT、数字孪生技术梳理

文章首发-公众号:钻石研报。来源:招商证券。

一、NFT技术。

NFT相较于FT具有不可替代性,使得NFT可以作为数字领域中真实性和所有权的证明。NFT(Non-fungible token)是基于区块链数位账本上的一种数据单位,意思是不可互换的代币,即非同质代币,每个代币具有不同的属性,其本身具有独特性;不同于同质代币,如BTC等,NFT具有独一无二、稀缺、不可分割的属性。由于NFT的不可替代性,使得NFT可以作为数字领域中真实性和所有权的证明,该技术被应用于艺术作品、游戏或其他创意形式的作品存储,其中发展最为迅速的是游戏、艺术品、域名等领域。

NFT主要基于底层协议实现,目前,主流的包括ERC721、ERC1155、ERC998。

ERC721:是最早被以太坊认可的NFT协议,同时也是目前应用最广的协议标准。ERC721协议诞生自cryptokitties,它定义了NFT的四个关键元数据:ID(全局id),NAME(名称),SYMBOL(符号),URI(统一资源标识符),这些也成为了后来出现的各种NFT协议的元数据基础。ERC721协议接口与标准代币接口ERC20具有相似的属性,能够实现NFT的发行、交易和授权,可以满足区块链业务的基本需求;ERC721与ERC20的主要区别在于,ERC721允许跟踪资产的所有权记录,即赋予这些资产独一无二的属性。目前ERC721协议主要用于画作、债券、房子、汽车等资产的数字化存储,其优势在于保证所有权的安全性、所有权转移的便捷性以及所有权利是的不可更改和透明性;但ERC721协议有着其局限性:一份合约只能发行一种NFT资产,因此,在资产过多时,难以对合约进行方便地统一管理,导致ERC721难以胜任游戏等复杂场景(游戏道具数量庞大),ERC1155应运而生。

ERC1155:主要针对游戏场景的NFT资产协议,资产将被储存在一个中央智能合约,其与ERC721核心不同在于:1)一份合约支持发行多种的NFT资产,且可以实现对多种类的NFT资产进行统一管理、打包交易,大幅节省用户对多种类资产的管理与交易时的手续费用;2)通过ID Split方案,使得ERC1155兼备FT(同质代币)与NFT特征,使得协议针对游戏内的道具表征更加便捷,如游戏内消耗品本身更具被同质化属性;3)ERC1155移除了ERC721中的NAME、SYMBOL字段,仅保留ID和URI,使得ERC1155对资产的描述能力大幅降低,而将描述资产的权力交给上层,使得上层管理可以基于不同的场景,对URI字段进行定制化的逻辑解析,这使得开发者可以针对不同业务场景对NFT游戏道具进行合理的复用。综上,ERC1155其设计理念更看重NFT的轻量和可操作性,更是通过直接使用整个id字段来表征FT的种类,而对于id的具体含义则交由更上层的解析,因此,ERC1155对游戏内的场景应用具备领先优势。

ERC998:协议可以实现非同质化代币的组合,它的结构设计是一个标准化延伸可以让任何一个NFT可以拥有其他NFT或FT。转移CNFT时,就是转移CNFT所拥有的整个层级结构和所属关系。简单来说就是ERC-998可以包含多个ERC-721和ERC-20形式的代币。如进行房屋交易时,ERC721协议仅能代表房屋整体,但内部家具等细分资产却无法表达,因此,需要对细节更细化的代币来表达。ERC998可以将房屋与房屋内的各自资产进行集合来完整的描述房屋这个集合资产,其中包含了房屋内子资产与房屋的所有权关系,实现对整体资产的一次性交易。

目前NFT主要应用于元宇宙、收藏品、艺术品、游戏以及现实世界的资产和文档。

元宇宙:诸如Decentraland,The Sandbox和Cryptovoxels之类的去中心化虚拟现实平台使用户可以创建、拥有和货币化虚拟土地和其他游戏中的NFT物品。Decentraland的LAND由社区永久拥有,使玩家能够完全控制自己的作品和虚拟资产。

收藏品:收藏品是当前最流行的NFT应用之一,通过NFT技术创建明星运动员和名人的数字化版本,以及与数字NFT艺术一起,在Opensea、BakerySwap和Treasureland等NFT平台进行销售,凭借NFT具有的独一无二属性,赋予收藏品稀缺的属性,其在销售中占了很大比例。

艺术品:数字艺术家面临的最大挑战之一是保护其创作不受版权侵害,但是NFT是一种解决方案,因为它们提供了所有权,真实性证明并消除了假冒和欺诈问题。NFT是唯一的、不可拆分的代币。在区块链上加密艺术家的签名,能够有效验证真实性和所有权。

游戏NFT能够记录玩家在游戏内的状态和成就,保存游戏中获得的物品清单,如武器、电源、车辆、角色等。NFT能够确保记录不可篡改的无缝转移,保证游戏物品的所有权验证和真实性。

现实资产:NFT可以对诸如财产和股票之类的现实资产进行令牌化,或者对诸如资格,执照,病史,出生和死亡证明之类的文档进行令牌化。但是,该类别的开发仍处于早期阶段,其用例相对较少。

二、数字孪生技术。

元宇宙中的核心技术还包括数字孪生,数字孪生是通过利用物理建模、传感器数据、历史运行数据等多种数据源,集成多学科、多物理量、多概率计算的仿真过程,实现在虚拟空间中对现实设备、系统的映射,从而可以在虚拟空间模拟实体装备的全生命周期过程,其本质是创造一个数字版的现实装备“克隆体”,也称为“数字孪生体”。数字孪生实现了现实物理系统向虚拟空间数字化模型的反馈,各种基于数字化模型进行的各类模拟仿真、分析、数据积累、发掘,甚至于AI人工智能的应用,都能确保它与现实物理系统的适用性。

数字孪生生态系统由基础支撑层、数据互动层、模型构建与仿真分析层、共性应用层和行业应用层组成。其中基础支撑层由具体的设备组成,包括工业设备、城市建筑设备、交通工具、医疗设备组成。数据互动层包括数据采集、数据传输和数据处理等内容。模型构建与仿真分析层包括数据建模、数据仿真和控制。共性应用层包括描述、诊断、预测、决策四个方面。行业应用层则包括智能制造、智慧城市在内的多方面应用。

目前,数字孪生主要应用领域包括:数字化涉设计、虚拟工厂、设备维护、智慧城市、智慧医疗等方面。

数字化设计:数字孪生技术打造产品设计数字孪生体,在虚拟空间进行系统化仿真,实现反馈式设计、迭代式创新和持续性优化。目前,在汽车、轮船、航空航天、精密装备制造等领域,已普遍性展开原型设计、工艺设计、工程设计、数字化样机等形式的数字化设计实践。

虚拟工厂:基于数字孪生技术与MES结合,在虚拟空间构建出数字化的虚拟车间、数字工厂,实现物理实体与数字虚拟体之间的数据动态交互,根据虚拟空间的变化实时对生产进行预测,通过预测结果及时调整生产工艺、优化生产参数,从而提高生产效率。

设备维护:开发设计设备数字孪生体并与物理实体同步交付,实现设备生命周期数字化管理,同时依托于现场数据收集与数字孪生体分析,提供产品故障分析、寿命预测、远程管理等增值服务,增强用户体验,减少运维成本,强化企业核心竞争力。

智慧城市:建设城市数字孪生体,以定量与定性结合的形式,在数字世界预演天气环境、基础设施、人口土地、产业交通等要素的交互运作,绘制“城市画像”,支撑决策者在物理世界实现城市规划“一张图”、城市难题“一眼明”、城市治理“一盘棋”的综合性效益最优化布局。

智慧医疗:将数字孪生与医疗服务相结合,实现人体运作机理和医疗设备的动态监测、模拟和仿真,加快科研创新向临床实践的转化速度,提升医疗诊断效率,优化医疗设备质控监管。

三、通俗理解:(钻石研报)

你在现实中购买了一个LV的包,通过数字孪生技术可以把包克隆到虚拟世界中,被克隆在虚拟世界中的LV包可以通过NFT技术保证这个LV包的唯一性。

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投稿时间:2021-11-24  最后更新:2022-06-23

标签:代币   数字   同质   所有权   属性   宇宙   资产   协议   数据   城市   技术   游戏

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