元宇宙賦能競技體育的生成邏輯、現實困境與發展路徑

曹 宇，李芳馨

（1. 北京體育大學體育工程學院，北京 100084 ；2. 北京大學體育教研部，北京 100871）

現代體育是科技先導型的體育，要持續推進體育改革創新，加強體育科技研發，增強我國競技體育的綜合實力和國際競爭力，加快建設體育強國步伐。統籌新興技術開展體育科技革命，以科技助力競技體育發展，對于我國全面建成體育強國有著至關重要的戰略意義。2021年，元宇宙作為新興技術革命在全球不同領域引發震動，以其深度沉浸、虛實融生等特征為競技體育瓶頸突破提供了新的可能。因此，本文采用文獻資料法、邏輯分析法等，通過回溯元宇宙發展歷程和概念內涵，分析元宇宙賦能競技體育的生成邏輯，厘清兩者結合面臨的現實挑戰，提出元宇宙賦能競技體育的發展路徑，以期為加速競技體育發展，較好地順應元宇宙發展趨勢以助力體育強國建設提供借鑒和參考。

1 元宇宙概念

元宇宙是基于新興科技打造的互聯網應用形態，以其深度沉浸、虛實融生、去中心化等特征實現多維生存空間拓展。“元宇宙”在1992年美國作家尼爾·斯蒂芬森在科幻小說《雪崩》（Snow Crash）中首次提出。小說中的元宇宙是平行于現實時空的沉浸式數字空間，用戶憑借虛擬化身與智能主體進行互動。目前，關于元宇宙尚缺乏國際公認的定義，學者從不同的角度對元宇宙進行闡述。美國計算機協會期刊的一項研究認為，元空間是一個身臨其境的三維數字環境，它不是更包容的網絡空間概念，而是代表所有維度共享的在線世界。一些國內學者從宏觀角度提出，元宇宙是包含基礎設施、交互和生態系統的三層體系結構。清華大學發布的《2020—2021年元宇宙發展研究報告》指出，元宇宙是整合多種新技術而產生的新型虛實相融的互聯網應用和社會形態，將虛擬世界與現實世界在經濟系統、社交系統、身份系統上密切融合。從以上國內外研究中對元宇宙的界定中不難看出，元宇宙是映射現實世界的在線虛擬世界，是以人工智能、區塊鏈、大數據等新興信息技術為基礎，建構的一個集合娛樂、社交、經濟、文明等要素的數字化生態系統。

2 元宇宙賦能競技體育的生成邏輯

2.1 數字孿生：打造通融的數字運動場景

運動場景是競技體育訓練發生的直接場所，元宇宙技術將依據運動員的個人特征建立不同的應用場景，促進學習場景的動態生成。數字孿生是物理對象的數字模型，可通過接收來自物理對象的數據而實時演化。運用數字孿生技術打造通融的運動場景，跨越空間限制提供全景式虛擬場域，帶來競技體育的運動場景變革。傳統訓練過程中，運動員由于場地、天氣、器械等限制無法充分開展訓練和模擬真實的比賽場景，而元宇宙能夠借助VR、腦機接口等技術提供深度沉浸的高保真運動場景，為競訓提供技術支撐。運動實景模擬得益于元宇宙的兩大優勢，一是通融，即虛擬與現實無縫銜接。通過VR裝置、腦機接口等技術打破物理限制，運動員能夠隨時隨地快速切換進入虛實融生的運動場景，選擇更有針對性的訓練器材和運動裝備，同時在深度沉浸式體驗運動訓練中，通過動作捕捉、人工智能等技術，實時監測技術動作、肌肉力量等數據并上傳分析平臺，生成個性化運動處方和優化方案，在有效降低訓練風險的同時，又可定制系統化、循序漸進的運動訓練模式，提供智慧訓練方案。二是群體編輯。元宇宙去中心化特征使得所有用戶都能在虛擬空間中自由編輯，幫助運動員和教練員根據實際訓練需求建模，定制專業化運動場景，這種泛化的創建自由實現了可想即具象的強大功能。

2.2 數字身份：創新競技體育的全景體驗

元宇宙的高級形態將支持數字身份，允許運動員憑借數字身份進入，且數字身份在線上線下的切換中保持完整。以龐大的個人數據為支撐，數字身份擁有與用戶相同的身份及物理特征，借助區塊鏈技術保護身份信息和個人隱私。將數字身份應用于競技體育領域能夠變革比賽的競技形態，豐富比賽的場景設置，使其更趨向于全景化和真實化。以身體參與互動為主要手段的體育運動而言，例如以往的電子競技中選手操控計算機進行比賽爭奪，但因缺乏現實物理對抗使在線體育比賽備受爭議。元宇宙時代，通過腦機接口、MR等技術，選手能實現異時空場景共存，將不同位置用戶的虛擬影像耦合連接在同一虛擬環境。體感衣、氣動觸覺手套等穿戴設備，可以使運動員擁有觸覺、嗅覺等多維度的身體感知，借助數字身份在深度沉浸式的虛擬場景中進行在線比拼。教練員也可借助數字身份跨越物理距離進入競技場，借助元宇宙精準的動作捕捉數據以及“虛擬教練”第二視角的輔助，實現教練員與運動員“共場”指導的數字場域。

2.3 數據生慧：變革競技體育選材方式

在運動員選材方面，傳統的選材方式為體校、市級運動隊、省隊到國家隊層層選拔，根據運動員大型運動會成績、身體素質、技術水平和運動天賦等因素綜合選材。全國各地的運動員憑借數字身份進入虛擬場景中進行在線比拼，借助區塊鏈、人工智能、大數據等技術打造的元宇宙數據管理系統，可以準確實時記錄運動員的物理數據和競訓情況，運動員在元宇宙空間獲得的比賽積分真實有效，世界通用，在改變競技體育比賽積分方式的同時，也方便各級集訓隊對照冠軍模型，借助系統科學選拔有潛力的運動員，變革層層選拔的選材方式。

2.4 虛實融生：彰顯競技體育的人文關懷

以往的人工智能輔助設備僅提供技術支持，缺乏與運動員的情感交流。將元宇宙運用于競技體育領域能夠彌補技術使用中情感交流的缺陷，使兼具深度沉浸和交互體驗的訓練過程成為可能。元宇宙具有超強的社交屬性和精準的情感表達，通過全息投影技術打造的虛擬人物智能逼真，運動員可以根據自己的喜好和訓練需要選擇“虛擬教練”，“虛擬教練”一方面能隨時跟進運動員的訓練進程并提供指導建議，溝通過程中給予充分的鼓勵和支持；另一方面，利用體感技術可以模擬視、聽、觸等感覺，提升與虛擬人物的互動體驗，幫助運動員擁有更多的身體感知。元宇宙構建的結構化訓練社交場景，使得競技體育由單一的現實屬性形成適應虛與實的“兩棲”素養，運動員在交織的二重空間內完成兼具自由社交和個性化訓練的體育活動，彰顯競技體育人文關懷。

3 元宇宙賦能競技體育的現實困境

3.1 技術困境：科技瓶頸尚待突破，數字安全亟待提高

硬件方面，元宇宙賦能競技體育的各項場域需要消耗大量的網絡資源、存儲資源和算力資源，目前5G基站建設、大數據中心、智能算力中心等建設還遠遠達不到元宇宙所需要的條件。軟件方面，元宇宙生成個性化的運動處方和優化技戰術方案都是基于運動員訓練數據、肢體、生理等各類海量數據的支撐，如何保護不斷膨脹的數字信息，防止運動員隱私被惡意竊取或侵犯，信息安全是元宇宙賦能競技體育發展的重中之重。另外，現今運動員進入元宇宙的途徑仍以可穿戴設備和人機交互為主，穿戴設備笨重且價格較高、虛實融生的運動場景無法做到隨時隨地快速切換等連接入口問題，仍是需要解決的技術課題。

3.2 制度困境：制度建設有待完善，制度執行有待監管

元宇宙賦能競技體育所創設的虛擬世界中，具備與真實世界中所對應的各項要素，涉及訓練環境、比賽規則、商業運行、治理體系等規則因素，需因況施策，細化政策措施，保障元宇宙與競技體育結合的行業秩序和效率。然而，尚處萌芽階段的競技體育元宇宙世界里，賽事組織、商業運行、技術標準等準則有待探索，競技體育與元宇宙融合發展的規章制度尚需加強。此外，元宇宙相關立法相對滯后，制度層面無法有效規避可能出現的數據安全、倫理公平、道德風險等問題，缺乏配套法律法規對其進行監管。

3.3 倫理困境：競技體育精神面臨挑戰，加劇體育倫理的善惡之辯

元宇宙面臨的體育倫理問題可歸結為本我與替身、虛擬與現實的關系問題。數字身份為運動員提供在元宇宙參與訓練和競技機會的同時，也對運動員的身份認同造成倫理沖擊。借助數字身份進行的比賽對抗本質上仍屬算法博弈，其依賴于智能算力、大數據等不可見的因素，這就使得體育競技被異化為運動員背后軟硬件設備之間的競技，偏離公平公正的競技體育精神。與此同時，元宇宙因具有交互、沉浸體驗以及對現實的“補償效應”而具有強烈的“成癮性”風險，運動員易沉迷于元宇宙空間，容易造成主體間交往能力的弱化、身體和生命經驗邊緣化等消極后果，更加劇了元宇宙體育倫理的善惡之辯。

4 元宇宙賦能競技體育的發展路徑

4.1 頂層設計：構建政府引導、市場主導和各級體育部門牽頭的發展格局

元宇宙虛實融生的文明形態應是對現實生活的有益補充而非替代，這需要在元宇宙的內容開發、場景構建、功能實現等領域進行前瞻性的治理參與和政策引導。因此，應從國家、社會、各級體育部門三個角度加強前瞻引導，構建政府引導、市場主導和全社會共同參與的發展格局。國家要做好頂層設計，發揮其宏觀引導和協調組織優勢，確保“元宇宙+體育”發展方向不跑偏、戰略目標不偏移，全局引領體育元宇宙的發展。首先，圍繞運動員訓練和比賽中數據安全，國家逐步建立從數據采集、傳輸、分析、應用、評價等多個環節數據規范和安全標準，重點做好風險防范工作，構建國家層面的監測、分析、研判、預警四位一體監測平臺，按實際情況劃分數據風險的安全級別，按級別設定相關的應急預案，同時制定國家級的元宇宙平臺數據標準，實現不同平臺間的互操作性。其次，國家要加強競技體育與元宇宙結合的知識產權政策和法律保護，針對體育用戶創建內容制定知識產權管理規范，形成多元動態的知識產權保護環境。再次，國家要通過出臺宏觀調控政策，發揮市場主導作用，維護市場公平秩序，防止陷入科技巨頭公司壟斷元宇宙技術、不良競爭、零和博弈等陷阱，營造良好的產業經營環境，實現元宇宙發展過程中舉國體制優勢與市場機制優勢的系統耦合和功能互補。最后，各級政府應在國家政策指導下，在制定符合地方經濟、科技發展等實際情況的指導性政策同時，加大資金投入，積極支持元宇宙與競技體育結合的項目實踐，扶植具有發展潛力的技術爆發點，支持基礎性與應用性研究和項目，鼓勵元宇宙體育研發基地的建立，為元宇宙賦能競技體育提供實踐平臺。體育相關的各級部門應做好服務和監管職責，圍繞競技體育發展的痛點，與科技部門聯合發布元宇宙體育應用的指導綱要，對元宇宙在競技體育訓練和比賽中的使用、權限等進行規范，為相關研究提供專項資金支持和政策紅利，為元宇宙在競技體育中的應用創建一個有政策支持、合理監管的環境。

4.2 科技攻關：加快云宇宙科技創新，加強體育科技創新孵化和實踐應用

元宇宙是集成人工智能、區塊鏈、虛擬現實等技術的集合體，突破數字安全、虛實融生等技術瓶頸有利于加快構建元宇宙與競技體育結合的創新格局。國家要加強5G基站建設，注重底層區塊鏈技術和數字孿生技術的研發創新，促進前沿科技的前瞻部署和成果轉化，為數據安全和虛實融生等關鍵領域注入發展活力，推進元宇宙與競技體育結合的研發應用。數字安全方面，區塊鏈的分布式賬本可保存作者所有權和版權的信息，解決網絡易受攻擊、隱私侵犯等問題。為促進區塊鏈技術研發創新，要鼓勵支持研發項目落地，集中解決智能合約、共識機制等核心技術攻關難題，以關鍵技術創新推動產業高質量發展，維護數字安全。在數字孿生技術方面，以數字紐帶技術促進數字孿生體全周期各階段模型和關鍵數據的雙向交互，實現單一數據源和數字孿生體全生命周期各階段高效協同。

元宇宙如何賦能競技體育發展，解決體育發展的關切問題，不僅需要技術革新，還需要全面加強基于元宇宙的體育科技創新孵化和實踐應用。元宇宙要發揮多方力量，積極引入創新創意資源。體育科研院所和體育科技企業要積極合作，鼓勵科研人員深入國家隊訓練基地，向運動員、教練員科普元宇宙體育應用，了解運動員和教練員的實際所需與成績提高困境，探索元宇宙與競技體育結合的發力點，基于項目特點和競訓需求，集中多方力量進行創新成果孵化，共同攻克發展難題，為推動“元宇宙+體育”的科技創新提供跨領域合作的成果研發和產品孵化。再者，體育高等院校、體育科研院所、中國體育科學學會等組織機構應定期開展“元宇宙+體育”為主題的國際會議，對智能體育最新發展動態和研究熱點進行研討，并組建國際性的學術團隊對世界科技前沿動態進行整理分析，甄選出具有重要應用價值的選題或研究方向，集中多方力量進行創新成果孵化，為推動體育領域的科技創新提供扎實的理論基礎和應用指導。

4.3 人才培養：構建“校社”育人共同體

元宇宙體育應用的發展，歸根到底要依靠專業人才，因此，共同構建元宇宙與競技體育人才培養的“校社”育人共同體，是涵養元宇宙在競技體育領域行穩致遠的源頭活水。體育是具有鮮明教育特色的學科，元宇宙體育人才是元宇宙與體育深度融合的有力推手。高校在培養元宇宙體育人才過程中，要挖掘學校自身的體育優勢，圍繞競技體育實際需求和痛點問題，開設對應的體育工程類專業，不僅要讓學生具備運動人體科學、運動訓練學等體育專業知識，還要學習大數據、人工智能等元宇宙相關課程，同時將倫理道德、個人隱私等人文教育納入到必修課程中，從知識層面扎實元宇宙體育人才的理論基礎。同時，元宇宙體育人才培養要側重學生技術應用和研發能力，因此高校尤其是體育院校應依托體育專業優勢，創新孵化與體育科技企業的產學研平臺，鼓勵支持元宇宙與競技體育結合的創新創業項目，為學生提供經費和實踐的機會，并以企業委派相關智能科技研發人員進行課堂教學和科研指導、高校學生深入企業內部進行項目化實習等形式，推動“產學研”的深度融合。元宇宙體育人才培養是學校教育和社會與人的相互作用中實現的，構建以學校為主導、社會為依托的協同機制，營造元宇宙與競技體育結合發展的良好社會氛圍對人才培養起到積極的推進作用。在中小學、社區等多地建立元宇宙與競技體育結合的科技體驗館，促進大眾尤其是青少年在親身參與過程中感悟元宇宙賦能競技體育的巨大魅力；通過主題講座、新媒體等方式，拓寬受眾的觸達面，以競技體育為切入點，促進元宇宙科技走進大眾視野，積極宣傳元宇宙賦能體育的重要意義，營造科技助力體育發展的社會氛圍，為元宇宙體育發展儲備后備人才。

5 結語

在新一輪科技革命和產業變革與我國體育強國建設的歷史交匯期，體育科技創新助力競技體育發展，是推動我國競技體育高質量發展的核心競爭力，也是全面建成體育強國的必然要求。元宇宙作為當前科技創新的集大成者，其在我國競技體育的應用正處于探索起步階段，對于其技術標準、訓練場景、賽事組織應用等還存在很大的研究空間，隱藏其中的倫理道德、核心技術攻關、元宇宙平臺建設等議題也有待學界進一步探討。面對元宇宙賦能競技體育發展的新機遇，每一位體育工作者有必要密切關注，應清醒地認識到元宇宙在競技體育應用中的利與弊，積極探索相應的解決對策和實施路徑，推動元宇宙與競技體育的多域互嵌和深度融合，以開放、合作的態度順應元宇宙競技體育發展，為全面建成體育強國提供強大動力。