2024“元宇宙理論與技術基礎研究”專項項目申請指南(第II期)

元宇宙是泛在互聯(lián)網(wǎng)時代先進信息技術集成創(chuàng)新的重要體現(xiàn),也是國家數(shù)字經(jīng)濟戰(zhàn)略競爭力的重要標志,它的發(fā)展對于提升國家科技創(chuàng)新能力、推動經(jīng)濟增長具有重要作用和意義。目前,元宇宙領域的研究正處于快速發(fā)展階段,亟需在元宇宙基礎理論、關鍵技術突破上布局,推動元宇宙領域的發(fā)展和應用。因此,進一步探索元宇宙基礎理論并實現(xiàn)關鍵技術突破,對于推動元宇宙前沿技術及應用落地具有重要意義。國家自然科學基金委員會信息科學部擬設立“元宇宙理論與技術基礎研究”專項項目(第II期),旨在探索與發(fā)展元宇宙感知、仿真、交互、協(xié)作等基礎理論與關鍵技術并進行應用驗證,力爭在理論上引領前沿,技術上實現(xiàn)創(chuàng)新,提升我國在元宇宙領域的國際競爭力。

一、科學目標

本專項聚焦元宇宙學術前沿方向,探索新型科研范式及其相關創(chuàng)新理論、技術,在數(shù)據(jù)高效處理、沉浸感知仿真、不確定性量化、三維生成呈現(xiàn)、具身行為交互、工業(yè)元宇宙應用等方向取得原創(chuàng)性突破,為元宇宙產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供基礎理論和關鍵技術支撐。

二、資助研究方向

(一)元宇宙中復雜數(shù)據(jù)處理與高效計算方法。

針對元宇宙中復雜數(shù)據(jù)處理與編碼效率低,數(shù)據(jù)分發(fā)與傳輸過程中保密性、完整性和可用性不足的問題,研究復雜數(shù)據(jù)分布式高效處理和視聽覺多模態(tài)數(shù)據(jù)高效編碼方法,支持海量多模態(tài)異構時變數(shù)據(jù)高效存儲加工與表示,研究基于隱私計算的元宇宙數(shù)據(jù)分發(fā)方法與協(xié)作機制,實現(xiàn)元宇宙數(shù)據(jù)的高效共享與安全可信應用。

(二)面向元宇宙的多源沉浸感知與物理仿真。

針對元宇宙中情境感知和場景重現(xiàn)的迫切需求,研究用于精準采集環(huán)境及目標物體的視覺、聽覺、觸覺、味覺、嗅覺等多源感知技術,基于多源感知信息構建情境理解引擎,研究模擬聲、光、電、力學等物理規(guī)律的數(shù)學模型與算法、計算優(yōu)化和數(shù)據(jù)驅(qū)動仿真等,構建高真實感的虛擬環(huán)境,實現(xiàn)高精度的實時仿真和多物理場耦合。

(三)元宇宙模型的不確定性量化與在線更新。

針對元宇宙模型構建過程不確定性產(chǎn)生方式多源、經(jīng)濟模型缺失、量化策略不精準等問題,研究“機理+數(shù)據(jù)”仿真的不確定性量化理論方法;研究原創(chuàng)的元宇宙經(jīng)濟模型,完成多元主體參與的激勵機制及元宇宙數(shù)字資產(chǎn)標準;研究基于不確定性與建模精度的模型在線更新機制,實現(xiàn)模型在不同計算資源下的靈活切換與優(yōu)化,提升元宇宙模型反映物理世界變化的實時性。

(四)元宇宙虛實融合空間三維生成與呈現(xiàn)技術。

針對元宇宙虛實融合空間構建效率低的問題,研究物理世界高真實感快速三維重建方法,通過融合多模態(tài)傳感器采集動態(tài)三維場景信息,利用三維生成技術提高三維場景采樣效率,進行幾何與外觀的快速重建,為虛實融合提供高真實感的空間信息,研究復雜幾何、材質(zhì)和結構的三維物體和場景的生成式構建及虛實融合呈現(xiàn)方法,有效支撐虛實融合空間的沉浸式信息融合渲染。

(五)元宇宙多尺度世界模型構建與具身行為交互技術。

針對元宇宙中構建世界模型的需求,及具身行為交互中的感知-認知-行為的一致性挑戰(zhàn),研究復雜真實世界的結構化層級化抽象機理,構建從真實環(huán)境到虛擬場景的多尺度世界模型,研究元宇宙具身交互多感官融合機制,評估不同類型的感官呈現(xiàn)一致性準則及對用戶感知-認知-行為的影響,支撐元宇宙中具身行為的高真實感、高沉浸感人機交互。

(六)元宇宙中多智能體協(xié)作機制。

針對元宇宙中多智能體協(xié)作方式多樣、協(xié)作機制固化、協(xié)作效率低下問題,研究元宇宙多機協(xié)作、多人協(xié)作、人機協(xié)作等多元智能體協(xié)作機制,包括協(xié)作任務分解、協(xié)作意圖理解、協(xié)作沖突消解、協(xié)作行為抽象、協(xié)作決策共商等方法,實現(xiàn)元宇宙中多智能體的高效協(xié)作與人機高效互動。

(七)工業(yè)元宇宙實現(xiàn)與應用。

針對目前工業(yè)元宇宙數(shù)據(jù)整合復雜、虛實映射難度大、場景難以泛化等問題,研究多元異構工業(yè)數(shù)據(jù)轉換與幾何-物理-行為-工況建模技術,實現(xiàn)高精度的工業(yè)場景建模與虛實映射;研究數(shù)字孿生多元數(shù)據(jù)耦合與全要素仿真技術,提升對工業(yè)系統(tǒng)的預測精度與決策支持能力。在裝備設計優(yōu)化、智能車間規(guī)劃、故障智能預測等不少于一個典型工業(yè)場景中開展應用驗證。

三、資助計劃

擬資助項目10項左右,資助強度為50萬元/項。資助期限為1年,申請書中研究期限應填寫“2025年1月1日-2025年12月31日”。

四、申請要求及注意事項

(一)申請資格。

1. 具有承擔基礎研究課題的經(jīng)歷;

2. 具有高級專業(yè)技術職務(職稱)。

在站博士后研究人員、正在攻讀研究生學位以及無工作單位或者所在單位不是依托單位的人員不得作為申請人進行申請。

(二)限項申請規(guī)定。

1. 本專項不計入申請和承擔項目總數(shù)2項的范圍。

2. 申請人和主要參與者同年只能申請或參與申請1項本專項項目。

3. 申請人同年只能申請1項專項項目中的研究項目。

(三)申請注意事項。

1. 專項項目實行無紙化申請。申請書提交時間為2024年11月11日-11月25日16時。

2. 申請人注意事項

(1)申請人在填報申請書前,應當認真閱讀本專項指南和《2024年度國家自然科學基金項目指南》的相關內(nèi)容,不符合項目指南和相關要求的申請項目不予受理。

(2)本專項旨在緊密圍繞核心科學問題,集中國內(nèi)優(yōu)勢研究團隊進行研究,成為一個專項項目群。申請人應根據(jù)本專項擬解決的具體科學問題和項目指南公布的擬資助研究方向,自行擬定項目名稱、科學目標、研究內(nèi)容、關鍵科學問題、技術路線和相應的研究經(jīng)費。

(3)申請人登錄科學基金網(wǎng)絡信息系統(tǒng)http://grants.nsfc.gov.cn/(沒有系統(tǒng)賬號的申請人請向依托單位基金管理聯(lián)系人申請開戶),按照撰寫提綱及相關要求撰寫申請書。

(4)申請書中的資助類別選擇“專項項目”,亞類說明選擇“研究項目”,附注說明選擇“科學部綜合研究項目”,(申請代碼1應當按照擬資助研究方向要求選擇信息科學部F02、F06下屬申請代碼。以上選擇不準確或未選擇的項目申請將不予受理)。

(5)請按照“專項項目-研究項目申請書撰寫提綱”撰寫申請書,請在申請書正文開頭注明“元宇宙理論與技術基礎研究:XXX(填寫擬資助的7個研究方向之一)”。

申請書應突出有限目標和重點突破,明確對實現(xiàn)本專項總體科學目標和解決核心科學問題的貢獻。

如果申請人已經(jīng)承擔與本專項相關的其他科技計劃項目,應當在申請書正文的“研究基礎與工作條件”部分論述申請項目與其他相關項目的區(qū)別與聯(lián)系。

(6)申請人應當嚴格按照《國家自然科學基金資助項目資金管理辦法》等相關規(guī)定和《國家自然科學基金項目資金預算表編制說明》的具體要求,按照“目標相關性、政策相符性、經(jīng)濟合理性”的基本原則,認真編制《國家自然科學基金項目預算表》。

3. 依托單位注意事項

(1)依托單位應對本單位申請人所提交申請材料的真實性、完整性和合規(guī)性進行審核;對申請人編制預算的目標相關性、政策相符性和經(jīng)濟合理性進行審核。

(2)應在規(guī)定的項目申請截止日期前通過信息系統(tǒng)逐項確認提交本單位電子申請書及附件材料,無需報送紙質(zhì)申請書。項目獲批準后,將申請書的紙質(zhì)簽字蓋章頁裝訂在《資助項目計劃書》最后,一并提交。簽字蓋章的信息應與電子申請書嚴格保持一致。

(3)如依托單位在2024年度未上傳過《2024年度國家自然科學基金項目申請承諾書》(以下簡稱《承諾書》),應從信息系統(tǒng)中下載《承諾書》,由法定代表人親筆簽名并加蓋依托單位公章后,將電子掃描件上傳至信息系統(tǒng)(本年度只需上傳一次)。依托單位完成上述承諾程序后方可提交申請。

(4)依托單位在項目申請截止時間后24小時內(nèi),通過信息系統(tǒng)在線提交本單位項目申請清單。清單提交后,自然科學基金委方可接收項目申請材料。

4. 本專項咨詢方式

國家自然科學基金委員會信息科學部二處

聯(lián)系人:吳國政  王志衡  謝國

聯(lián)系電話:010-62327929  010-62327807  010-62327090

(四)其他注意事項。

1. 為實現(xiàn)專項總體科學目標,獲得資助的項目負責人應當在項目執(zhí)行過程中關注與本專項其他項目之間的相互支撐關系。

2. 為加強項目之間的學術交流,本專項將設專項項目管理協(xié)調(diào)組,并將組織相關領域的學術研討會。獲資助項目負責人必須參加上述學術交流活動,并認真開展學術交流。