STEPN:我们如何用六个月构建了全球首款M2E NFT游戏

“边动边赚” Move2Earn 游戏是 Game-Fi 的一种全新形式,玩家可以使用自己的运动数据作为游戏化输入,然后获得代币和 NFT 奖励。早在 2021 年 8 月上旬,STEPN 就产生了这个想法,虽然不是第一个提出 M2E 这个概念的项目,但 STEPN 却是最快将这个想法“兑现”的项目(仅用了 120 天就完成了产品交付,现产品已上线两个月)。从 2021 年 11 月 3 日以来,我们的 M2E NFT 游戏就一直在 Beta 测试网上运行,而且还邀请了来自 43 个国家的 1,000 多名玩家参与,更实现了每周超过 70% 的玩家留存率。

数据显示,全球有超过 4 亿跑步应用用户,超过 10 亿人将步行、慢跑或快跑作为一种锻炼方式,因此蕴藏着巨大的市场潜力,而新冠疫情也让越来越多人认识到身心健康的重要性。2021 年,线上健身行业获得了 33% 的年增长率,如果能够在这一领域实现拓展,意味着 M2E 游戏可以推动数百万人进入 Web 3 市场。

本文记录了我们面临的挑战以及我们如何克服这些挑战。

技术挑战 1 —运动证明

其实最初的想法很简单:我们将数据从可穿戴设备以及运行中的应用程序导入游戏中,作为一种“运动证明”的形式,并假设这些平台上的用户数据都是可信的。其实我们在 3 天内就开发出了一个模型版本,但第一天就没有通过作弊测试,因为我们无法验证运动数据的真实性,用户可以轻轻松松地将他们的数据提升两倍(运动时携带 2 部以上的手机即可)。此外,我们还发现正在运行的应用程序和可穿戴设备并没有严格的防作弊系统,因为它们没必要这样做,包括用户在内,假如只是纯粹的健身需求是没必要伪造数据的。不过一旦当他们因移动数据而能获得奖励时,整个情况都会发生变化。如果我们的“边动边赚” Move2Earn 游戏没有“运动证明”(Proof Of Movement)共识,整个代币系统将会迅速崩溃。而要构建一个坚实的 POM,我们就必须要有一个运动数据收集器来进行数据的验证,这可以通过访问玩家的运动传感器数据来完成。

1、重力感应器

重力传感器是我们使用的主要传感器,它提供指示重力方向和大小的 3D 矢量。通常情况下,这类传感器能确定设备在空间中的相对方向。下图展示了玩家携带手机时的不同动作模式,我们可以观察到这些模式其实很相似——都呈正弦波模式。

为了提高运动传感器检测的准确性,我们还使用了以下传感器:

·直线加速度传感器

·显著运动传感器

·加速度仪

·陀螺仪传感器

·步数检测传感器

·计步器

有了这些运动传感器之后,我们还必须验证所有玩家的运动数据,以确保这是人们通过真实运动产生的。以下三种情况可以完成身份的验证:移动运动与人类运动的振幅匹配,移动运动与移动计步器匹配,移动运动与 GPS 轨迹匹配。

技术挑战 2 — 距离证明

假如我们是根据玩家产生的步数来设置奖励的,那么我们需要知道两件事才能进行奖励的计算。首先是玩家移动了多少步,这对于计步器来说非常简单;其次是玩家移动了多远距离。至此,我们遇到了第二个障碍——目前所有的民用 GPS 设备或应用程序都存在不精确的情况,范围从室外 3 米一直延申到室内 20 米;且市场上没有任何一款产品可以准确地测量一个人的移动距离。

GPS 误差分为三种类型

1.GPS偏移

当移动设备被高大的树木或屋顶(室内)覆盖时,GPS 信号就会发生偏移——即使移动设备是静止的。下图显示了 GPS 设备在室内静止 10 小时后偏移了 6,26 英里。 (这也是我们不能依赖第三方运动数据提供商的另一个原因——我们不知道第三方提供商是否已经验证了运动传感器数据)

2.GPS 降级

环境因素通常会导致 GPS 信号丢失一段时间,然后再重新获取。在这种情况下,信号丢失前后两点会被当作任何两个其它后续点一样处理,并用直线进行连接。这样将会导致用户运动的距离信息被少记录了 。

3.GPS不稳

高层建筑通常会导致 GPS 信号在移动设备和卫星之间来回晃动。这通常会形成如下图所示的“跳跃”型GPS 轨迹。而这样不准确的 GPS 数据通常会导致记录的距离比玩家实际行进的距离要多,因为 GPS 轨道上的每个曲线都必须用连接它们的直线来进行计算。

STEPN的解决方案

目前,上述问题尚无现成的解决方案;我们研究了许多现有的应用程序和 GPS 设备,它们都会受到这些问题的影响。不过,我们已经开始进行扩展编码并开发了一套算法来着手解决这个问题了。在最新的 Beta 测试中,与传统的跑步应用和 GPS 设备相比,我们的 GPS 精度提高了 70 倍(通过 GPS 偏移校正、环境因素消除和玩家路线规划算法)。

技术挑战 3 —预防黑客篡改数据

在开发了两个月之后,我们遇到了最大的问题。如果玩家使用安卓模拟器在个人电脑上玩游戏,然后通过黑客引擎将篡改的运动数据提供给游戏会发生什么。

我们已经尝试了好几种方法,但没有一种方法可以在不影响玩家体验(例如在玩家移动是随机进行验证码验证)的情况下完全解决黑客问题(包括 GPS 和其他运动方式的黑客)。我们已经意识到只有强大的机器学习才能够足以解决黑客问题。在评估了自己的需求后,我们迅速地在短时间内找到了在深度学习和数据供给方面的人才,开发出了世界上第一个具有 90% 准确率的move2earn防作弊原型机。不仅如此,我们还计划在未来六个月内扩充玩家群,以收集到更多数据来训练我们的系统,最终达到 99.99% 的准确率。

设计挑战 1——游戏资产的存储
奥卡姆剃刀(Occam’s razor)原理是在解决生活中的问题以及在软件开发过程中最强大的原则之一,这个原理被称为“如无必要,勿增实体”,通俗地说就是“切勿浪费较多东西去做,用较少的东西,同样可以做好的事情”。

因此,如果游戏需要从玩家那里收集和验证运动和 GPS 数据,那么该游戏就必须是一款手机游戏,由此产生了第一个设计挑战——游戏应将其资产存储在哪里?

目前,市场上可用的选项是很有限的。在理想情况下,为提高游戏的可玩性,游戏必须具备以下特点:

· 流畅的用户体验(玩家无需跳入/跳出多个应用)

· 快乐的用户体验(快速、便宜、便捷的游戏资产交易);

· 强大的安全性;

· 可以转让同质化和非同质化资产。

鉴于现在没有现成的服务提供商,因此我们必须开发一个完全为我们自己的游戏定制的去中心化钱包与 Swap。于是我们选择了 Solana 区块链来构建我们的游戏。Solana 区块链是目前加密市场上为数不多的提供低交易成本并拥有自己的 NFT 协议之一的公链。此外,我们还可以接入 Orca/Raydium 等去中心化交易平台为我们的游戏内 Swap 提供流动性;玩家可以使用游戏内钱包的 swap 功能将游戏/治理代币转换为 SOL/USDC 等资产并提取到交易所中。

设计挑战 2——建立一个持久的奖励系统
就在每个人都接受了“边玩边赚” Play2Earn 模式的同时,但其实,我们也接受了玩即是工作“Play as Work”的模式。我们分析了人们不玩游戏、不使用应用程序甚至是不工作的原因后发现,获得丰厚的回报并不总是人们继续工作的主要动力。事实上,当人们无法获得尊重、喜爱以及自我实现时,他们就会离开高薪工作(这其实就是马斯洛需求层次)。这一发现使我们重新思考了代币的设计;我们需要的不仅仅是一款通过代币来吸引数百万玩家的游戏,而且还要能长久地留住他们。因此,我们也相仿马斯洛需求层次设计了经济模式的三个层面。

1、货币层面

货币收入是第一层,通常这也是人们谈论最多的,即代币经济学。简单来说,我们需要设计游戏机制来驱动需求和管理供应;当代币的需求大于供应时,市场会为代币设置出价格,玩家可以通过运动来获得货币的回报。

2、社交层面

下一个层面便是社交。人类作为社会性动物,具有社交的内在需求。我们彼此表露情绪,并可以通过网络效应成倍增加、通过平权法案得到增强。玩家可以通过游戏获得社会认可、重视,甚至是加深彼此的关系。通过将我们的游戏与已建立起的社交媒体和网络进行强大的整合,获得社交奖励。为此,我们将在未来设计一些非常Web3的社交场景,并依此为我们的代币经济学赋能。

3、成就层面

与社交层面类似,个人成就是驱使玩家留下的另一个动力。我们看到带有内置成就系统的应用程序的用户留存率高于那些没有的应用程序。让玩家设定一个目标并持续为实现目标努力会给玩家带来满足感和成就感。与此同时,带有成就系统的应用程序也将有益用户的身体健康和心理健康。玩家在应用中建立的社交关系越深、成就越大,就越难离开这个游戏。

设计挑战 3——如何抑制通货膨胀?
不可否认,Axie Infinity 将“边玩边赚”P2E扩展到了加密社区之外;通过仔细分析 Axie Infinity 原生代币 SLP 经济模型,我们已经清楚了游戏代币设计的挑战在哪——如果游戏代币的供应无上限,那么该如何平衡供需?从凯恩斯到哈耶克,从代币流通到网络效应,我们都有研究。我们发现:

“游戏代币的统一铸造必须通过游戏代币的统一销毁来管理,以将其转换为不同形式的资产,这种转换可以是自愿的、也可以是强制性的或是结构性的。”

“游戏代币的临时铸造必须通过游戏代币的消耗来管理,以创造货币之外的价值。”

SLP 是统一铸造的,没有持续销毁代币的情况,只是在特定的应用场景下才会进行销毁(产宝宝),这会使得代币产生比消耗要快导致通货膨胀,而且当游戏开发者过多干预游戏经济时,会不可逆转地改变市场对于外部干预的预期以导致外部干预会越来越没有用。(凯恩斯主义——宏观经济决定个人选择)。

STEPN 为付费玩家设计了各种“代币应用场景”,比如我们的宝石系统会让想花钱的人充分燃烧他们的代币;我们同时也照顾到了没有 NFT 的玩家,并为他们进入游戏提供了窗口,也就是我们的租赁系统,这会让我们可以有机会让非区块链用户参与到我们的游戏中。

设计挑战 4——NFT 价值发现
1、独特性 vs. 稀有性 vs. 稀缺性

让我们先来看看独特性、稀有性和稀缺性的定义是什么:

  • 独特性——独一无二。
  • 稀有性——只有很少的数量。
  • 稀缺性——当某物的需求大于供应时。

一旦我们理解了上述定义,就会发现稀缺性其实是一个相对的概念,只要需求多于供给,就会变得稀缺;只有当某种东西稀缺时,稀有性和独特性才会有价值。因此,我们将 NFT 设计分成了两层,使其成为韦伯伦商品(Veblen Good)。一层是 Utility Good,NFT 跑鞋是有实质用处的;第二层是 Veblen Good,NFT 跑鞋是可以通过我们的社交元素与跑鞋定制元素进行放大,成为一种炫耀的工具。

(星球君注:韦伯伦商品又称炫耀财,是经济学上用以描述一种商品,其特色是商品需求与商品价格成正向关系,而非正常需求法则的反向关系。这种商品能满足人类的虚荣心,是财富与地位的炫耀,故称为炫耀性消费,此名词源于其概念提出者托斯丹·范伯伦)

2、NFT 的价格发现

为了让 STEPN 的 NFT 具有稀缺性,首先需要选择需要什么样的物品来制作我们在游戏中使用的主要 NFT——很明显,我们的答案是运动鞋,因为运动鞋是跑步时最相关和必不可少的单品。为了推动我们对 NFT 的需求,我们把它变成了一台矿机,一台你可以定制、升级甚至“繁殖”的矿机(这其实恰恰是 Web 3.0 的优势)。每个玩家必须拥有 NFT 跑鞋才能获得代币收益;拥有的运动鞋越多,这些运动鞋的级别越高,将获得的收益就越多。 跑鞋永远不会够用,“培育”跑鞋有冷却时间,燃烧代币,而代币也需要时间积累。

3、NFT 的价值发现

一旦我们解决了 NFT 运动鞋的稀缺性问题,STEPN 的“5-quality System”(五大质量系统)就会解决稀有性问题——从普通运动鞋到传奇运动鞋;运动鞋的质量越高,“挖矿”性能越好,当然这种运动鞋也越难获得。唯一性由运动鞋系列编号解决,前 10,000 个 NFT 运动鞋编号,10,000 之后,运动鞋系列编号将是随机的。前 10,000 款运动鞋将永远独一无二,而 №1 到 №1,000 的运动鞋将奖励给我们的早期使用者。

建立强大的竞争“护城河”
除了成为“边动边赚”这条新赛道、以及运动证明、距离证明和黑客预防的先行者之外,我们已经建立了几条竞争护城河。

1、检测作弊和黑客行为人工智能系统(人工智能音乐)

通过我们开发一个检测作弊和黑客行为的人工智能系统,我们还为玩家创造了一个人工智能生成的音乐背景;音乐将根据玩家跑步的步伐速度随机生成。

2、碳中和

我们始终相信,一个伟大的加密原生项目也应该是一个伟大的社会正义实验。因此,我们游戏的利润是通过 DAO 的方式投票的;治理代币持有者决定游戏利润的多少百分比用于碳中和以及支付给治理代币持有者多少,捐赠越多,将给予治理代币奖励越多;作为分红支付的越多,他们的治理令牌将作为惩罚被烧掉的越多。

3、基于位置的服务(LBS)的社会融合

由于我们投入了大量时间来纠正 GPS 误差,因此我们已经成为了这一领域里的行业专家。实际上,我们还开发了与 Discord 配套的基于位置的服务 (LBS) 集成服务。当玩家解锁了某些游戏里程碑时,他们会被分配到我们 Discord 的子频道;例如,玩家 A 在悉尼跑了 100 公里,玩家 B 在悉尼铸造了 100 条运动鞋 NFT,他们就会分别“被注册”到 High milage Club Sydney 和 Shoe Tinker Club Sydney。

4、连接数千万的非加密货币跑步者

我们还让非加密玩家也可以使用该游戏,我们相信这将是 STEPN 游戏增长到海量玩家的关键。因此,我们搭建了一个自动匹配系统,拥有多对 NFT 运动鞋的加密玩家可以将其出租给非加密跑步者,收益将由两者分享。

5、可扩展的游戏服务器

作为一个老牌游戏开发商,我们深知游戏业务最关键的需求是服务器端逻辑处理的实时性和高并发支持能力。游戏服务器必须应对高并发数据同步(状态或帧)。因此,我们为 “边动边赚” NFT 游戏构建了一个可扩展的游戏服务器,初始服务器容量为 100,000 个同步数据同步(100 万个越活用户)。

6、 拥抱吸血鬼攻击

我们在早期的论证中,提出 Move2earn 的最大杀手锏就是吸血鬼攻击,这点我们在 Axie Infinity 发展的过程中看到,当 Axie Infinity 证明 Play2Earn 这个理念的确是行得通的时候,大量模仿者就会如雨后春笋。对于一个需要坐在电脑前玩的游戏项目来说,这还不是最差的事情,因为对于电脑游戏,一个玩家在一个时间段只能玩一种游戏。而在 Move2earn 的模式中,玩家可以进行“多开”,同时对多个项目进行挖矿,而这会极大的稀释 Move2earn 的头部项目的竞争力——其他项目会对这个项目的用户进行吸血鬼攻击,即用很少的市场营销费用就可以撬动这些玩家去进行“双挖”,甚至“多挖”。

我们一开始视这种模式如洪水猛兽,甚至想要部署算法规避双挖的现象。但是当我们把格局打开,我们发现我们不应该制止,而甚至需要欢迎这种做法,甚至我们应该主动出击,邀请新晋项目与我们合作,进行联合挖矿,我们近期已经在探索这种模式的可能性,从和其他项目的合作开始。

生命周期挑战——从游戏到跑步应用的转变

我们在 2021 年 12 月进行公测后,有一个问题一直在我们心中,即一个游戏是有生命周期的,而让一款游戏经久不衰这本身就是一件极难办成的事情。我们希望我们的项目在5年后还可以经久不息,因此在游戏这个赛道可能会使我们进入不断推出新玩法的螺旋之中,这也会逐渐推高玩家学习成本。

因此我们决定进行转型,我们发现一款运动类软件和游戏是截然相反的,用户使用时间越长,则越不会离开,而运动软件基本不需要经常更新。因此,我们在我们未来发展路线上做出了重大调整,我们从一款赢得了 2021 年 Solana 游戏赛道的 Game-Fi 项目,转型为励志成为 Web3 上最好的运动软件——有游戏与社交元素的运动软件。这会让我们更加容易接触到那些并不怎么喜欢玩游戏的群体,与并不会使用去中心化钱包的大量跑步者。 我们认为这将是一个全新的赛道,有着巨大的潜力并将让 STEPN 跨越牛熊持续很长的时间。

结论
坦率地说,短时间内完成一个创新概念交付的原创产品是极具挑战性的。

截至与 2022 年 1 月 16 日,我们已经成功开发并运行了 M2E 核心元素,防作弊系统,一套完整的区块链竖直产业链——钱包、Swap 与市场,全部构建于一个应用之中。

在开发与推广过程中,我们通过经验总结,发现我们可以有更大的发展,因此我们决定对项目进行战略性的赛道调整;如果 M2E 模式被验证可行,即使我们会看到新的项目在这个赛道布局,但是 STEPN 将会构建强大的护城河,并通过构建用户粘性与卓越的执行力来引领这个行业的发展方向。

STEPN 既是全球首款“边动边赚” NFT 游戏,也是 Solana 黑客马拉松大赛“Solana Ignition Hackathon Gaming Track”的获胜者,我们希望推动数以千万计的非加密行业玩家连接到 Web 3 的世界并为碳中和做出积极贡献。

本文翻译自:https://stepnofficial.medium.com/how-did-we-build-the-worlds-first-move2earn-nft-game-in-four-months-fde4d13dfb18

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