元宇宙赋能竞技体育的生成逻辑、现实困境与发展路径

曹 宇，李芳馨

（1. 北京体育大学体育工程学院，北京 100084 ；2. 北京大学体育教研部，北京 100871）

现代体育是科技先导型的体育，要持续推进体育改革创新，加强体育科技研发，增强我国竞技体育的综合实力和国际竞争力，加快建设体育强国步伐。统筹新兴技术开展体育科技革命，以科技助力竞技体育发展，对于我国全面建成体育强国有着至关重要的战略意义。2021年，元宇宙作为新兴技术革命在全球不同领域引发震动，以其深度沉浸、虚实融生等特征为竞技体育瓶颈突破提供了新的可能。因此，本文采用文献资料法、逻辑分析法等，通过回溯元宇宙发展历程和概念内涵，分析元宇宙赋能竞技体育的生成逻辑，厘清两者结合面临的现实挑战，提出元宇宙赋能竞技体育的发展路径，以期为加速竞技体育发展，较好地顺应元宇宙发展趋势以助力体育强国建设提供借鉴和参考。

1 元宇宙概念

元宇宙是基于新兴科技打造的互联网应用形态，以其深度沉浸、虚实融生、去中心化等特征实现多维生存空间拓展。“元宇宙”在1992年美国作家尼尔·斯蒂芬森在科幻小说《雪崩》（Snow Crash）中首次提出。小说中的元宇宙是平行于现实时空的沉浸式数字空间，用户凭借虚拟化身与智能主体进行互动。目前，关于元宇宙尚缺乏国际公认的定义，学者从不同的角度对元宇宙进行阐述。美国计算机协会期刊的一项研究认为，元空间是一个身临其境的三维数字环境，它不是更包容的网络空间概念，而是代表所有维度共享的在线世界。一些国内学者从宏观角度提出，元宇宙是包含基础设施、交互和生态系统的三层体系结构。清华大学发布的《2020—2021年元宇宙发展研究报告》指出，元宇宙是整合多种新技术而产生的新型虚实相融的互联网应用和社会形态，将虚拟世界与现实世界在经济系统、社交系统、身份系统上密切融合。从以上国内外研究中对元宇宙的界定中不难看出，元宇宙是映射现实世界的在线虚拟世界，是以人工智能、区块链、大数据等新兴信息技术为基础，建构的一个集合娱乐、社交、经济、文明等要素的数字化生态系统。

2 元宇宙赋能竞技体育的生成逻辑

2.1 数字孪生：打造通融的数字运动场景

运动场景是竞技体育训练发生的直接场所，元宇宙技术将依据运动员的个人特征建立不同的应用场景，促进学习场景的动态生成。数字孪生是物理对象的数字模型，可通过接收来自物理对象的数据而实时演化。运用数字孪生技术打造通融的运动场景，跨越空间限制提供全景式虚拟场域，带来竞技体育的运动场景变革。传统训练过程中，运动员由于场地、天气、器械等限制无法充分开展训练和模拟真实的比赛场景，而元宇宙能够借助VR、脑机接口等技术提供深度沉浸的高保真运动场景，为竞训提供技术支撑。运动实景模拟得益于元宇宙的两大优势，一是通融，即虚拟与现实无缝衔接。通过VR装置、脑机接口等技术打破物理限制，运动员能够随时随地快速切换进入虚实融生的运动场景，选择更有针对性的训练器材和运动装备，同时在深度沉浸式体验运动训练中，通过动作捕捉、人工智能等技术，实时监测技术动作、肌肉力量等数据并上传分析平台，生成个性化运动处方和优化方案，在有效降低训练风险的同时，又可定制系统化、循序渐进的运动训练模式，提供智慧训练方案。二是群体编辑。元宇宙去中心化特征使得所有用户都能在虚拟空间中自由编辑，帮助运动员和教练员根据实际训练需求建模，定制专业化运动场景，这种泛化的创建自由实现了可想即具象的强大功能。

2.2 数字身份：创新竞技体育的全景体验

元宇宙的高级形态将支持数字身份，允许运动员凭借数字身份进入，且数字身份在线上线下的切换中保持完整。以庞大的个人数据为支撑，数字身份拥有与用户相同的身份及物理特征，借助区块链技术保护身份信息和个人隐私。将数字身份应用于竞技体育领域能够变革比赛的竞技形态，丰富比赛的场景设置，使其更趋向于全景化和真实化。以身体参与互动为主要手段的体育运动而言，例如以往的电子竞技中选手操控计算机进行比赛争夺，但因缺乏现实物理对抗使在线体育比赛备受争议。元宇宙时代，通过脑机接口、MR等技术，选手能实现异时空场景共存，将不同位置用户的虚拟影像耦合连接在同一虚拟环境。体感衣、气动触觉手套等穿戴设备，可以使运动员拥有触觉、嗅觉等多维度的身体感知，借助数字身份在深度沉浸式的虚拟场景中进行在线比拼。教练员也可借助数字身份跨越物理距离进入竞技场，借助元宇宙精准的动作捕捉数据以及“虚拟教练”第二视角的辅助，实现教练员与运动员“共场”指导的数字场域。

2.3 数据生慧：变革竞技体育选材方式

在运动员选材方面，传统的选材方式为体校、市级运动队、省队到国家队层层选拔，根据运动员大型运动会成绩、身体素质、技术水平和运动天赋等因素综合选材。全国各地的运动员凭借数字身份进入虚拟场景中进行在线比拼，借助区块链、人工智能、大数据等技术打造的元宇宙数据管理系统，可以准确实时记录运动员的物理数据和竞训情况，运动员在元宇宙空间获得的比赛积分真实有效，世界通用，在改变竞技体育比赛积分方式的同时，也方便各级集训队对照冠军模型，借助系统科学选拔有潜力的运动员，变革层层选拔的选材方式。

2.4 虚实融生：彰显竞技体育的人文关怀

以往的人工智能辅助设备仅提供技术支持，缺乏与运动员的情感交流。将元宇宙运用于竞技体育领域能够弥补技术使用中情感交流的缺陷，使兼具深度沉浸和交互体验的训练过程成为可能。元宇宙具有超强的社交属性和精准的情感表达，通过全息投影技术打造的虚拟人物智能逼真，运动员可以根据自己的喜好和训练需要选择“虚拟教练”，“虚拟教练”一方面能随时跟进运动员的训练进程并提供指导建议，沟通过程中给予充分的鼓励和支持；另一方面，利用体感技术可以模拟视、听、触等感觉，提升与虚拟人物的互动体验，帮助运动员拥有更多的身体感知。元宇宙构建的结构化训练社交场景，使得竞技体育由单一的现实属性形成适应虚与实的“两栖”素养，运动员在交织的二重空间内完成兼具自由社交和个性化训练的体育活动，彰显竞技体育人文关怀。

3 元宇宙赋能竞技体育的现实困境

3.1 技术困境：科技瓶颈尚待突破，数字安全亟待提高

硬件方面，元宇宙赋能竞技体育的各项场域需要消耗大量的网络资源、存储资源和算力资源，目前5G基站建设、大数据中心、智能算力中心等建设还远远达不到元宇宙所需要的条件。软件方面，元宇宙生成个性化的运动处方和优化技战术方案都是基于运动员训练数据、肢体、生理等各类海量数据的支撑，如何保护不断膨胀的数字信息，防止运动员隐私被恶意窃取或侵犯，信息安全是元宇宙赋能竞技体育发展的重中之重。另外，现今运动员进入元宇宙的途径仍以可穿戴设备和人机交互为主，穿戴设备笨重且价格较高、虚实融生的运动场景无法做到随时随地快速切换等连接入口问题，仍是需要解决的技术课题。

3.2 制度困境：制度建设有待完善，制度执行有待监管

元宇宙赋能竞技体育所创设的虚拟世界中，具备与真实世界中所对应的各项要素，涉及训练环境、比赛规则、商业运行、治理体系等规则因素，需因况施策，细化政策措施，保障元宇宙与竞技体育结合的行业秩序和效率。然而，尚处萌芽阶段的竞技体育元宇宙世界里，赛事组织、商业运行、技术标准等准则有待探索，竞技体育与元宇宙融合发展的规章制度尚需加强。此外，元宇宙相关立法相对滞后，制度层面无法有效规避可能出现的数据安全、伦理公平、道德风险等问题，缺乏配套法律法规对其进行监管。

3.3 伦理困境：竞技体育精神面临挑战，加剧体育伦理的善恶之辩

元宇宙面临的体育伦理问题可归结为本我与替身、虚拟与现实的关系问题。数字身份为运动员提供在元宇宙参与训练和竞技机会的同时，也对运动员的身份认同造成伦理冲击。借助数字身份进行的比赛对抗本质上仍属算法博弈，其依赖于智能算力、大数据等不可见的因素，这就使得体育竞技被异化为运动员背后软硬件设备之间的竞技，偏离公平公正的竞技体育精神。与此同时，元宇宙因具有交互、沉浸体验以及对现实的“补偿效应”而具有强烈的“成瘾性”风险，运动员易沉迷于元宇宙空间，容易造成主体间交往能力的弱化、身体和生命经验边缘化等消极后果，更加剧了元宇宙体育伦理的善恶之辩。

4 元宇宙赋能竞技体育的发展路径

4.1 顶层设计：构建政府引导、市场主导和各级体育部门牵头的发展格局

元宇宙虚实融生的文明形态应是对现实生活的有益补充而非替代，这需要在元宇宙的内容开发、场景构建、功能实现等领域进行前瞻性的治理参与和政策引导。因此，应从国家、社会、各级体育部门三个角度加强前瞻引导，构建政府引导、市场主导和全社会共同参与的发展格局。国家要做好顶层设计，发挥其宏观引导和协调组织优势，确保“元宇宙+体育”发展方向不跑偏、战略目标不偏移，全局引领体育元宇宙的发展。首先，围绕运动员训练和比赛中数据安全，国家逐步建立从数据采集、传输、分析、应用、评价等多个环节数据规范和安全标准，重点做好风险防范工作，构建国家层面的监测、分析、研判、预警四位一体监测平台，按实际情况划分数据风险的安全级别，按级别设定相关的应急预案，同时制定国家级的元宇宙平台数据标准，实现不同平台间的互操作性。其次，国家要加强竞技体育与元宇宙结合的知识产权政策和法律保护，针对体育用户创建内容制定知识产权管理规范，形成多元动态的知识产权保护环境。再次，国家要通过出台宏观调控政策，发挥市场主导作用，维护市场公平秩序，防止陷入科技巨头公司垄断元宇宙技术、不良竞争、零和博弈等陷阱，营造良好的产业经营环境，实现元宇宙发展过程中举国体制优势与市场机制优势的系统耦合和功能互补。最后，各级政府应在国家政策指导下，在制定符合地方经济、科技发展等实际情况的指导性政策同时，加大资金投入，积极支持元宇宙与竞技体育结合的项目实践，扶植具有发展潜力的技术爆发点，支持基础性与应用性研究和项目，鼓励元宇宙体育研发基地的建立，为元宇宙赋能竞技体育提供实践平台。体育相关的各级部门应做好服务和监管职责，围绕竞技体育发展的痛点，与科技部门联合发布元宇宙体育应用的指导纲要，对元宇宙在竞技体育训练和比赛中的使用、权限等进行规范，为相关研究提供专项资金支持和政策红利，为元宇宙在竞技体育中的应用创建一个有政策支持、合理监管的环境。

4.2 科技攻关：加快云宇宙科技创新，加强体育科技创新孵化和实践应用

元宇宙是集成人工智能、区块链、虚拟现实等技术的集合体，突破数字安全、虚实融生等技术瓶颈有利于加快构建元宇宙与竞技体育结合的创新格局。国家要加强5G基站建设，注重底层区块链技术和数字孪生技术的研发创新，促进前沿科技的前瞻部署和成果转化，为数据安全和虚实融生等关键领域注入发展活力，推进元宇宙与竞技体育结合的研发应用。数字安全方面，区块链的分布式账本可保存作者所有权和版权的信息，解决网络易受攻击、隐私侵犯等问题。为促进区块链技术研发创新，要鼓励支持研发项目落地，集中解决智能合约、共识机制等核心技术攻关难题，以关键技术创新推动产业高质量发展，维护数字安全。在数字孪生技术方面，以数字纽带技术促进数字孪生体全周期各阶段模型和关键数据的双向交互，实现单一数据源和数字孪生体全生命周期各阶段高效协同。

元宇宙如何赋能竞技体育发展，解决体育发展的关切问题，不仅需要技术革新，还需要全面加强基于元宇宙的体育科技创新孵化和实践应用。元宇宙要发挥多方力量，积极引入创新创意资源。体育科研院所和体育科技企业要积极合作，鼓励科研人员深入国家队训练基地，向运动员、教练员科普元宇宙体育应用，了解运动员和教练员的实际所需与成绩提高困境，探索元宇宙与竞技体育结合的发力点，基于项目特点和竞训需求，集中多方力量进行创新成果孵化，共同攻克发展难题，为推动“元宇宙+体育”的科技创新提供跨领域合作的成果研发和产品孵化。再者，体育高等院校、体育科研院所、中国体育科学学会等组织机构应定期开展“元宇宙+体育”为主题的国际会议，对智能体育最新发展动态和研究热点进行研讨，并组建国际性的学术团队对世界科技前沿动态进行整理分析，甄选出具有重要应用价值的选题或研究方向，集中多方力量进行创新成果孵化，为推动体育领域的科技创新提供扎实的理论基础和应用指导。

4.3 人才培养：构建“校社”育人共同体

元宇宙体育应用的发展，归根到底要依靠专业人才，因此，共同构建元宇宙与竞技体育人才培养的“校社”育人共同体，是涵养元宇宙在竞技体育领域行稳致远的源头活水。体育是具有鲜明教育特色的学科，元宇宙体育人才是元宇宙与体育深度融合的有力推手。高校在培养元宇宙体育人才过程中，要挖掘学校自身的体育优势，围绕竞技体育实际需求和痛点问题，开设对应的体育工程类专业，不仅要让学生具备运动人体科学、运动训练学等体育专业知识，还要学习大数据、人工智能等元宇宙相关课程，同时将伦理道德、个人隐私等人文教育纳入到必修课程中，从知识层面扎实元宇宙体育人才的理论基础。同时，元宇宙体育人才培养要侧重学生技术应用和研发能力，因此高校尤其是体育院校应依托体育专业优势，创新孵化与体育科技企业的产学研平台，鼓励支持元宇宙与竞技体育结合的创新创业项目，为学生提供经费和实践的机会，并以企业委派相关智能科技研发人员进行课堂教学和科研指导、高校学生深入企业内部进行项目化实习等形式，推动“产学研”的深度融合。元宇宙体育人才培养是学校教育和社会与人的相互作用中实现的，构建以学校为主导、社会为依托的协同机制，营造元宇宙与竞技体育结合发展的良好社会氛围对人才培养起到积极的推进作用。在中小学、社区等多地建立元宇宙与竞技体育结合的科技体验馆，促进大众尤其是青少年在亲身参与过程中感悟元宇宙赋能竞技体育的巨大魅力；通过主题讲座、新媒体等方式，拓宽受众的触达面，以竞技体育为切入点，促进元宇宙科技走进大众视野，积极宣传元宇宙赋能体育的重要意义，营造科技助力体育发展的社会氛围，为元宇宙体育发展储备后备人才。

5 结语

在新一轮科技革命和产业变革与我国体育强国建设的历史交汇期，体育科技创新助力竞技体育发展，是推动我国竞技体育高质量发展的核心竞争力，也是全面建成体育强国的必然要求。元宇宙作为当前科技创新的集大成者，其在我国竞技体育的应用正处于探索起步阶段，对于其技术标准、训练场景、赛事组织应用等还存在很大的研究空间，隐藏其中的伦理道德、核心技术攻关、元宇宙平台建设等议题也有待学界进一步探讨。面对元宇宙赋能竞技体育发展的新机遇，每一位体育工作者有必要密切关注，应清醒地认识到元宇宙在竞技体育应用中的利与弊，积极探索相应的解决对策和实施路径，推动元宇宙与竞技体育的多域互嵌和深度融合，以开放、合作的态度顺应元宇宙竞技体育发展，为全面建成体育强国提供强大动力。