玩游戏还能推动科技创新？
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2023-08-03 08:27
长期以来，游戏突出的趣味属性掩盖了它的科学属性。直到近年，伴随着全球范围内对AI等前沿技术的关注，以及游戏技术外溢到越来越多的行业，游戏科技开始被更多人讨论、研究。今年的ChinaJoy2023论坛上，科技创新、游戏科技也成为最大焦点。
据悉，早在2022年7月，由中国游戏产业研究院、中国科学院相关课题组联合发布的《游戏技术——数实融合进程中的技术新集群》报告就首次明确了“游戏技术”的定义，即游戏技术是在电子游戏中首次实现规模化应用，以丰富和提升人的交互体验为主要目标的功能质性技术集群。因为其可交互、高仿真、强沉浸、精渲染等技术特性，游戏技术正在被逐步应用到社会经济多个领域，成为推进数实融合发展的重要技术工具箱。报告首次提出了跨领域的科技进步贡献率量化测评方法，测算出游戏技术对于芯片产业、高速通信网络产业、AR/VR产业分别有着14.9%、46.3%、71.6%的科技进步贡献率。报告认为，游戏和技术互相促进，在彼此共生中形成新的社会生产力，在文旅文保、工业和自动化、影视制作、智慧城市、医疗医药等领域实现跨界应用，游戏技术将成为数实融合社会的下一代重要基础设施。
在ChinaJoy2023主论坛上，第十三届全国政协委员、中国音像与数字出版协会理事长孙寿山也强调了游戏的科技价值，他指出，“科技创新是游戏产业发展的有力推手。科技创新是游戏产品开发、市场模式演变、企业管理提效的催化剂，推动了游戏产业的蓬勃发展与迭代升级。更进一步地说，游戏正从科技的应用者向科技创新的推动者、新兴技术的创造者转变，科技创新影响力正辐射各传统领域，为实体产业注入活力，为高质量发展贡献了自身力量。”
7月29日，由中国音像与数字出版协会游戏出版工作委员会、中国游戏产业研究院主办的主题为《超级数字场景开启产业新格局—“游戏再认知”》的论坛，就当下如何看待游戏凝聚共识。论坛上，中国音像与数字出版协会第一副理事长、游戏工委主任委员张毅君以《挖掘游戏创新潜能推动产业高质量发展》为主题发表了致辞。他表示：“当今世界正经历百年未有之大变局，游戏作为一个全新的超级数字场景，其所扮演角色的内涵与外延也在不断产生着人们始料未及的变化。游戏在诸如加速相关技术升级、促使业态裂变、推动数实融合、提升产业价值等许多方面的催化作用，日益受到广泛关注。”
中国人民大学文化创意产业研究所所长、中国文化创意产业研究会会长金元浦以《作为超级数字场景的游戏技术与行业AI大模型》展开主题分享，他表示：数实融合中的游戏技术，是支撑人与社会、人与人、人与物新交互的技术实现基石，是包含了数字环境、数字化身和数字资产的“一体三位”超级数字场景。在被场景化的社会中结构，以游戏技术为核心组成的技术系统成为推动社会全面可持续发展的重要“新能源”。
中国科学院虚拟经济与数据科学研究中心研究组成员刘锋就《探寻AI创新之路——游戏科技与人工智能创新发展》，分享了团队的最新研究成果。研究发现，游戏科技已成为人工智能创新发展的重要驱动力，对人工智能相关的多智能体博弈、人机交互、强化学习等17个技术领域的发展起到强驱动作用。研究测算，游戏产业规模每增长1%，各省人工智能上市企业的合计营业收入大约平均增加了1.42亿元。未来，游戏产业对于人工智能产业的拉动规模持续增加，预计将从2023年的315.76亿上升至2030年的1038.1亿元，年均增长率约达16%。刘锋提到，人工智能创新国家与世界游戏市场排行榜的吻合度极高，人工智能的强国同时也是游戏市场的强国。
今年7月13日，《Science》杂志上最新发表的文章《游戏持续驱动着人工智能发展进步》认为，电子游戏为通用智能工作提供了前景广阔的应用领域，将电子游戏作为研究人工智能的平台，给价值2000亿美元全球电子游戏产业带来了直接的助益。电子游戏中取得人工智能方面的进展，也将是朝着在现实世界中运行更强大、更灵活的人工智能系统所迈出的重要一步。这与今年中国科学院相关课题组的研究结论不谋而合。
本文摘编了2023年4月26日由中国科学院虚拟经济与数据科学研究中心、中国科学院大数据挖掘与知识管理重点实验室联合发布的《探寻AI创新之路——游戏科技与人工智能创新发展报告》，以下是报告核心内容：
报告提出，游戏科技就是21世纪先进的数字科技全面作用于游戏产业所形成的科学、技术与人文综合生态。具体来讲，“游戏科技”是生发于游戏产业，伴随着游戏产业的发展而逐步完善的一种新技术集群，对人类休闲娱乐、教育学习、产业创新、文化传播、科学探索等需求产生越来越多的支持，在不断地与计算机、互联网和数字科技结合过程中，构建的人类游戏相关理论、技术、伦理和文化的综合生态。
进入2023年，游戏科技与人工智能逐渐形成了紧密的科学、产业、技术和社会舆论互动关系。研究组发现在“游戏科技×人工智能”社会关注话题中，经常出现的主要有游戏产品、公司研究机构、各类AI产品、应用场景、专业术语技术名词五类主体。
图1：游戏科技与人工智能主体共现关系
游戏对科学的重要作用，归根结底体现为促进各种科学理论、各门具体学科的形成和发展上。大量事实证明，许多科学家正是在把科学当作一种高级游戏的过程中揭示了大自然的奥秘和真理。人工智能作为21世纪最活跃的科学探索领域，其游戏属性也是通过游戏科技的形式展现出来的。产业界普遍认为，下一个人工智能里程碑事件可能会在复杂的策略游戏中诞生。
在70多年的发展历史中，人工智能经历了三起两落、跌宕起伏的过程，而游戏科技在其中始终承担着激励和启发的重要角色和作用。纵观人工智能发展史，有四个重要节点符合里程碑事件的条件。它们分别是：人工智能的起源和诞生；1997年，IBM深蓝超级计算机战胜国际象棋世界冠军卡斯帕罗夫（Гарри Кимович Каспаров）；2016年，DeepMind研发的AlphaGo系统战胜围棋世界冠军棋手李世石；2022年，11月OpenAI推出大模型工具ChatGPT。
图2：人工智能发展里程碑事件演变图
游戏科技是人工智能诞生的重要奠基力量之一
人工智能的萌芽发生在20世纪40年代至60年代。在这个时期，人工智能的主要理论和核心技术不断被建立，如神经网络、逻辑推理、机器学习、搜索、自然语言处理等。回顾这段历史会发现，无论是人工智能的产生还是其各个重要领域的发展都与游戏科技有着密不可分的关系。
图3：游戏科技在人工智能诞生时期标志性事件的示例图
总体来看，在人工智能诞生之初的20年里，无论在理论研究还是应用实践上，人工智能都与游戏科技有着很强的基因吻合性，有着密不可分的历史渊源。可以说，游戏科技与科学探索一起为人工智能的诞生奠定了重要的科学基础。
游戏科技在人工智能冬天持续提供支持和动力
人工智能的发展并非一帆风顺，从上个世纪40年代开始，已经历了两次寒冬，而游戏科技在两次寒冬中发挥了重要作用。
图4：游戏科技在人工智能冬天中发挥的作用
通过吸收深蓝计算机的成功经验，后来的人工智能棋类博弈项目将重点转向软件系统程序的设计与通用芯片的结合，而不是使用专用的棋类芯片。这个转变也对20年后第三个人工智能里程碑事件——AlphaGo的诞生产生了重要影响。
游戏科技是人工智能迎来春天的重要驱动力量
2016年3月，谷歌旗下DeepMind公司开发的AlphaGo围棋系统战胜了当时的人类围棋世界冠军李世石，成为令全球震惊的新闻。AlphaGo胜利的示范效应对人类社会应用人工智能的影响是巨大的，2017年以后，世界著名科技公司和科研机构纷纷推进人工智能与游戏科技的深度结合，目标是争取在人工智能的基础理论、技术创新、产业应用等方面产生新的突破。
图5：近十年游戏科技与人工智能结合产生的部分标志性成果
研究组合作团队利用上市企业数据和各省数据，估算了游戏科技对中国人工智能企业和人工智能产业的影响。研究组合作团队将涉及游戏产业和人工智能产业的2010-2020年上市企业营业收入数据汇总到省级层面，以衡量游戏产业和人工智能产业发展规模和相关性。由此估算出，游戏产业规模每增长1%，各省人工智能上市企业的合计营业收入大约平均增加了1.42亿元。上述结果说明，游戏科技对于人工智能产业的发展有着一定程度的拉动力。
游戏科技助力类ChatGPT人工智能大模型爆发
2022年11月30日，美国OpenAI公司正式对外发布了对话式大型语言模型ChatGPT。到2023年3月15日，OpenAI宣布正式发布GPT-4.0版本。无论是从OpenAI的发展历史，还是从ChatGPT的自身属性来看，游戏科技并不是一个置身事外的旁观者，而是对ChatGPT的诞生与发展起到了有力的助推作用。
图6：OpenAI通过游戏科技开展的人工智能探索历程中的典型案例
OpenAI通过游戏科技为ChatGPT的推出提供了源源不断的动力。2023年3月，OpenAI联合创始人兼首席科学家IlyaSutskeve这样描述道“DOTA2为ChatGPT的强化学习机制奠定了技术基础，并转化为人类正向反馈的强化学习”。ChatGPT本身可以被看作是游戏科技的一个验证平台，通过游戏和娱乐驱动人类与之交互，从中获得宝贵的人类知识和互动经验，这为ChatGPT的下一步发展提供新的动力和资源。
到21世纪，随着人工智能技术的进一步发展成熟，从交通到医疗，从金融到文旅，游戏科技作为助力之一，与产业需求、生活需求一起，推动人工智能从实验室走向社会经济的各个领域。在人工智能技术创新方面，因为游戏企业追求更智能、更流畅、更清晰的效果，游戏科技也在不断对人工智能提出新的需求，从而加速推动了人工智能技术的发展。
游戏科技在人工智能领域的创新案例分析
随着成熟度与影响力的不断提高，人工智能在各个领域的应用不断扩大和深入，游戏科技与人工智能产业结合所形成的创新案例也日益丰富。
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Akili Interactive开发的《奋进处方》成为数字新药，用于儿童注意力缺陷与认知障碍的治疗。
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日本索尼公司利用游戏Gran Turismo（GT赛车）开展自动驾驶研究，并在《自然》杂志发表论文。
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3
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游戏引擎公司Unity与DeepMind合作，创建虚拟实验场域，用于自动驾驶和机器人等领域。
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微软和OpenAI允许人工智能研究人员在游戏场景中进行探索和按需定制3D环境。
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腾讯依托《王者荣耀》模拟环境，结合算法、数据与算力的优势，为学术研究人员提供AI研究应用探索平台。
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国家文物局指导、敦煌研究院与腾讯联合，利用游戏科技打造的全球首个超时空参与式博物馆“数字藏经洞”正式上线。
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腾讯与中科院高能物理所合作“全变源追踪猎人星座”计划，把游戏中的多智能体AI算法应用到多颗在轨天文卫星的自主协同观测。
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网易伏羲发布了游戏行业AI解决方案，为游戏科技产业提供AI辅助制作剧情动画、竞技机器人、对战匹配系统和反外挂系统等四部分组件服务。
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表1：游戏科技在人工智能领域的典型创新案例
以上国内外游戏科技行业的人工智能创新案例表明，游戏科技对人工智能及其产业应用已经形成了价值外溢效应，释放了更多效能，为人工智能的可持续、创新发展提供了更加丰富的基础场景。
游戏科技对人工智能技术创新的驱动力分析
计算机科学与技术是人工智能和游戏科技的重要公约数。一方面，人工智能的发展史是与计算机科学的发展史密切联系在一起的。另一方面，从游戏科技的定义来看，游戏科技的产生和发展也离不开计算机科学技术的支撑。
起初，人工智能作为计算机科学的一个重要分支，其目标是探索智能的本质，并构建出一种新的能与人类智能相似的方式做出反应的智能系统。经过近70年的发展，人工智能已经发展成为一个庞大的技术集群，主要包括深度学习、人机交互、自然语言处理和图像识别等17个分支。
图6：与游戏科技相关的人工智能技术分支
纵观游戏科技的发展历史，游戏科技对某项人工智能技术提出的问题越多，有待突破的需求越旺盛，对人工智能技术的驱动力也就越强。为了能了解游戏科技对各类人工智能技术的需求度和驱动力的强弱，我们对3192名互联网从业者进行了调研。并按五个等级对17个技术领域进行评估，得出如下结果。
表2：游戏科技对人工智能技术的驱动力调查结果
如果将调查表中的较强和很强合并为强驱动，将较弱和很弱合并成弱驱动，可以下图所示的驱动力强弱分布图。
图7：游戏科技驱动人工智能技术发展的强弱分布图
除情感计算技术外，游戏科技对其他各项技术的强驱动力占比均在70%以上，这说明游戏科技对人工智能各个技术分支的发展都有着重要的驱动作用。游戏科技已成为人工智能创新发展的重要驱动力，对人工智能相关的多智能体博弈、人机交互、强化学习等17个技术领域的发展起到强驱动作用。
游戏科技对人工智能创新驱动的国内外对比分析
通过对全球游戏科技领域公司的人工智能专利进行分析，可以发现，中国与欧美等发达国家在如何利用游戏科技开展人工智能创新方面，在不同领域的强弱对比并不相同。以下是国内外游戏科技公司的人工智能专利状况对比：
关于游戏科技公司（包括有游戏业务的相关公司）的人工智能专利情况，本研究报告分别选择了国内外十大游戏厂商，基于相关专利研究报告和专利数据库的数据，对这些公司在人工智能方向的专利情况进行了分析。
序号
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国际主要游戏厂商
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国内主要游戏厂商
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1
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ATVI动视暴雪
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腾讯
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2
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Sony索尼
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网易
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3
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ElectronicArts
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世纪华通
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4
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Ubisoft
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三七互娱
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5
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Psyonix
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哔哩哔哩
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6
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Microsoft微软
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金山软件
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7
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Nintendo任天堂
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完美世界
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8
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UtoposGames
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网龙
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9
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Inworld
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搜狐
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10
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EpicGam
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IGG（全球电子互动媒体娱乐公司）
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表4：国际和国内主要游戏厂商一览表
按照调研机构机构Statista根据LexisNexis PatentSight的数据统计，截止2021年，全球AI专利数量前10名情况如下。
图10：世界科技公司人工智能专利排名
人工智能专利质量与布局的得分是根据有效发明专利的总量、有效发明专利占比、平均专利家族规模、专利家族授权比例、平均引证率、专利地理分布等6大指标综合计算得出的。利用平均专利家族规模以及平均引证率，不仅可以反馈企业对技术的保护情况，同时也可体现企业的技术领先情况。如果用人工智能专利质量与布局对世界10大游戏科技相关公司和中国10大游戏科技相关游戏公司进行评分，可以形成如下对比排行榜。
图11：世界和中国互联网科技公司的人工智能专利质量与布局对比
总体来看，中国游戏科技公司在头部竞争中并不落下风，但从全部20家公司平均角度，人工智能专利上的质量和布局与国际游戏科技公司总体还有一定的差距，水平处于中游和下游的公司还有较大提升空间。
游戏科技对人工智能基础理论研究的拉动
展望未来，游戏科技将从玩法创新、可视化创新、交互式创新和人机环境创新四个维度做出突破，使游戏朝着更智能、更生动、更友好、更完善的方向发展。这四个维度分别涉及到游戏的策略规则优化、可视化效果呈现、友好交互和人机环境升级等关键环节，每一个维度所涉及的关键科学问题的解决都需要诉诸于人工智能基础理论研究上的突破性创新，进而拉动人工智能基础研究的发展。
游戏科技对人工智能产业应用的拉动
按照2022年度中国游戏产业年会上发布的《游戏科技能力与科技价值研究报告》，81%的受访者认为游戏对人工智能技术发展具有推动作用，30%以上的受访者认同了游戏对于5G、渲染技术、扩展现实（XR）、GPU、云计算、屏幕显示和人机交互技术等前沿科技的促进作用。上述数据表明，不论是在人工智能，还是更广泛的深度科技领域，游戏科技带来的拉动效应已成为共识。
在人类社会进入虚实交互、数实融合发展阶段的同时，生发于游戏产业并持续伴随游戏产业发展而发展的游戏科技将进一步走出“娱乐圈”，成为一种泛在化、通用化的存在，并加速推动人工智能在各产业的应用。
研究组合作团队分别使用ARIMA模型、灰色预测模型和VAR模型预测了2023-2030年中国游戏市场规模情况，采用一次函数拟合方法、灰色预测模型和指数平滑算法来预测2023 -2030年人工智能产业规模情况，得到了三种游戏产业规模预测结果和三种人工智能产业规模预测结果，理论上共存在9种预测组合，并对由不同方法估计得到的2023-2030年游戏产业实际销售收入和人工智能核心产业规模取平均值。根据以上预测数值，研究组合作团队测算了在2023-2030年间每一年游戏产业发展对于拉动人工智能产业规模的具体数值，和拉动产业规模在总规模占比。
研究表明，2019-2022年，每年游戏产业为人工智能产业发展贡献了约104.54、155.58、210.51和257.04亿元资金，期间共增长150亿元左右，年增长率为25.2%。未来，随着游戏产业的不断发展，游戏产业对于人工智能产业的拉动规模持续增加，预计将从2023年的315.76亿元上升至2030年的1038.10亿元，年均增长率约达16%。这些分析结果表明游戏产业与人工智能产业的融合程度越来越高，游戏所提供的技术支撑和应用场景对未来人工智能技术探索和突破愈发重要。
图12：2023-2030年游戏产业对于未来人工智能产业拉动情况
游戏科技与人工智能结合对教育形成新贡献
通过与人工智能的融合，以及传统教育领域向数字世界的迁移，游戏科技很可能成为人类教育不可或缺的一项基础工具，并持续为之做出贡献。教育理念、教学环境、课程体系、师资力量、教学对象、教学方法、教学评价……游戏科技将浸润到人类教育的整个生态中，并为我们呈现出一幅全新的未来图景。
游戏科技促进人工智能发展获得更多国际关注
在人工智能的国际竞争中，将会有越来越多的国家重视游戏科技在其中扮演的角色和产生的驱动作用。能更有力地推动游戏科技与人工智能互促互进的国家将在未来具有更强的人工智能产业竞争力。
扫码下载：《探寻AI创新之路——游戏科技与人工智能创新发展报告》
扫码下载：《游戏技术——数实融合进程中的技术新集群报告》