STEPN：我們如何用六個月構建了全球首款M2E NFT遊戲
本文來自Medium，原文作者：STEPN Official
Odaily 譯者| Moni
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二級標題
“邊動邊賺” Move2Earn 遊戲是Game-Fi 的一種全新形式，玩家可以使用自己的運動數據作為遊戲化輸入，然後獲得代幣和NFT 獎勵。早在2021 年8 月上旬，STEPN 就產生了這個想法，雖然不是第一個提出M2E 這個概念的項目，但STEPN 卻是最快將這個想法“兌現”的項目（僅用了120 天就完成了產品交付，現產品已上線兩個月）。從2021 年11 月3 日以來，我們的M2E NFT 遊戲就一直在Beta 測試網上運行，而且還邀請了來自43 個國家的1,000 多名玩家參與，更實現了每週超過70% 的玩家留存率。
本文記錄了我們面臨的挑戰以及我們如何克服這些挑戰。
二級標題
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技術挑戰1 ——運動證明
其實最初的想法很簡單：我們將數據從可穿戴設備以及運行中的應用程序導入遊戲中，作為一種“運動證明”的形式，並假設這些平台上的用戶數據都是可信的。其實我們在3 天內就開發出了一個模型版本，但第一天就沒有通過作弊測試，因為我們無法驗證運動數據的真實性，用戶可以輕輕鬆鬆地將他們的數據提升兩倍（運動時攜帶2 部以上的手機即可）。此外，我們還發現正在運行的應用程序和可穿戴設備並沒有嚴格的防作弊系統，因為它們沒必要這樣做，包括用戶在內，假如只是純粹的健身需求是沒必要偽造數據的。不過一旦當他們因移動數據而能獲得獎勵時，整個情況都會發生變化。如果我們的“邊動邊賺” Move2Earn 遊戲沒有“運動證明”（Proof Of Movement）共識，整個代幣系統將會迅速崩潰。而要構建一個堅實的POM，我們就必須要有一個運動數據收集器來進行數據的驗證，這可以通過訪問玩家的運動傳感器數據來完成。
1、重力感應器
重力傳感器是我們使用的主要傳感器，它提供指示重力方向和大小的3D 矢量。通常情況下，這類傳感器能確定設備在空間中的相對方向。下圖展示了玩家攜帶手機時的不同動作模式，我們可以觀察到這些模式其實很相似——都呈正弦波模式。
上圖：人體運動“波長”
為了提高運動傳感器檢測的準確性，我們還使用了以下傳感器：
·直線加速度傳感器
·陀螺儀傳感器
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·步數檢測傳感器
有了這些運動傳感器之後，我們還必須驗證所有玩家的運動數據，以確保這是人們通過真實運動產生的。以下三種情況可以完成身份的驗證：移動運動與人類運動的振幅匹配，移動運動與移動計步器匹配，移動運動與GPS 軌跡匹配。
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1.GPS偏移
技術挑戰2 — 距離證明
假如我們是根據玩家產生的步數來設置獎勵的，那麼我們需要知道兩件事才能進行獎勵的計算。首先是玩家移動了多少步，這對於計步器來說非常簡單；其次是玩家移動了多遠距離。至此，我們遇到了第二個障礙——目前所有的民用GPS 設備或應用程序都存在不精確的情況，範圍從室外3 米一直延申到室內20 米；且市場上沒有任何一款產品可以準確地測量一個人的移動距離。
GPS 誤差分為三種類型
1.GPS偏移
當移動設備被高大的樹木或屋頂（室內）覆蓋時，GPS 信號就會發生偏移——即使移動設備是靜止的。下圖顯示了GPS 設備在室內靜止10 小時後偏移了6,26 英里。 （這也是我們不能依賴第三方運動數據提供商的另一個原因——我們不知道第三方提供商是否已經驗證了運動傳感器數據）
上圖：GPS 的偏移結果
2.GPS 降級
環境因素通常會導致GPS 信號丟失一段時間，然後再重新獲取。在這種情況下，信號丟失前後兩點會被當作任何兩個其它後續點一樣處理，並用直線進行連接。這樣將會導致用戶運動的距離信息被少記錄了。
高層建築通常會導致GPS 信號在移動設備和衛星之間來回晃動。這通常會形成如下圖所示的“跳躍”型GPS 軌跡。而這樣不准確的GPS 數據通常會導致記錄的距離比玩家實際行進的距離要多，因為GPS 軌道上的每個曲線都必須用連接它們的直線來進行計算。
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上圖：GPS 信號跳躍的結果
目前，上述問題尚無現成的解決方案；我們研究了許多現有的應用程序和GPS 設備，它們都會受到這些問題的影響。不過，我們已經開始進行擴展編碼並開發了一套算法來著手解決這個問題了。在最新的Beta 測試中，與傳統的跑步應用和GPS 設備相比，我們的GPS 精度提高了70 倍（通過GPS 偏移校正、環境因素消除和玩家路線規划算法）。
技術挑戰3 —預防黑客篡改數據
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在開發了兩個月之後，我們遇到了最大的問題。如果玩家使用安卓模擬器在個人電腦上玩遊戲，然後通過黑客引擎將篡改的運動數據提供給遊戲會發生什麼。
我們已經嘗試了好幾種方法，但沒有一種方法可以在不影響玩家體驗（例如在玩家移動是隨機進行驗證碼驗證）的情況下完全解決黑客問題（包括GPS 和其他運動方式的黑客）。我們已經意識到只有強大的機器學習才能夠足以解決黑客問題。在評估了自己的需求後，我們迅速地在短時間內找到了在深度學習和數據供給方面的人才，開發出了世界上第一個具有90% 準確率的move2earn防作弊原型機。不僅如此，我們還計劃在未來六個月內擴充玩家群，以收集到更多數據來訓練我們的系統，最終達到99.99% 的準確率。
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設計挑戰1——遊戲資產的存儲
奧卡姆剃刀（Occam's razor）原理是在解決生活中的問題以及在軟件開發過程中最強大的原則之一，這個原理被稱為“如無必要，勿增實體”，通俗地說就是“切勿浪費較多東西去做，用較少的東西，同樣可以做好的事情”。
因此，如果遊戲需要從玩家那裡收集和驗證運動和GPS 數據，那麼該遊戲就必須是一款手機遊戲，由此產生了第一個設計挑戰——遊戲應將其資產存儲在哪裡？
· 快樂的用戶體驗（快速、便宜、便捷的遊戲資產交易）；
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· 強大的安全性；
鑑於現在沒有現成的服務提供商，因此我們必須開發一個完全為我們自己的遊戲定制的去中心化錢包與Swap。於是我們選擇了Solana 區塊鏈來構建我們的遊戲。 Solana 區塊鍊是目前加密市場上為數不多的提供低交易成本並擁有自己的NFT 協議之一的公鏈。此外，我們還可以接入Orca/Raydium 等去中心化交易平台為我們的遊戲內Swap 提供流動性；玩家可以使用遊戲內錢包的swap 功能將遊戲/治理代幣轉換為SOL/USDC 等資產並提取到交易所中。
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設計挑戰2——建立一個持久的獎勵系統
就在每個人都接受了“邊玩邊賺” Play2Earn 模式的同時，但其實，我們也接受了玩即是工作“Play as Work”的模式。我們分析了人們不玩遊戲、不使用應用程序甚至是不工作的原因後發現，獲得豐厚的回報並不總是人們繼續工作的主要動力。事實上，當人們無法獲得尊重、喜愛以及自我實現時，他們就會離開高薪工作（這其實就是馬斯洛需求層次）。這一發現使我們重新思考了代幣的設計；我們需要的不僅僅是一款通過代幣來吸引數百萬玩家的遊戲，而且還要能長久地留住他們。因此，我們也相仿馬斯洛需求層次設計了經濟模式的三個層面。
2、社交層面
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下一個層面便是社交。人類作為社會性動物，具有社交的內在需求。我們彼此表露情緒，並可以通過網絡效應成倍增加、通過平權法案得到增強。玩家可以通過遊戲獲得社會認可、重視，甚至是加深彼此的關係。通過將我們的遊戲與已建立起的社交媒體和網絡進行強大的整合，獲得社交獎勵。為此，我們將在未來設計一些非常Web3的社交場景，並依此為我們的代幣經濟學賦能。
與社交層麵類似，個人成就是驅使玩家留下的另一個動力。我們看到帶有內置成就係統的應用程序的用戶留存率高於那些沒有的應用程序。讓玩家設定一個目標並持續為實現目標努力會給玩家帶來滿足感和成就感。與此同時，帶有成就係統的應用程序也將有益用戶的身體健康和心理健康。玩家在應用中建立的社交關係越深、成就越大，就越難離開這個遊戲。
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“遊戲代幣的統一鑄造必須通過遊戲代幣的統一銷毀來管理，以將其轉換為不同形式的資產，這種轉換可以是自願的、也可以是強制性的或是結構性的。”
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“遊戲代幣的臨時鑄造必須通過遊戲代幣的消耗來管理，以創造貨幣之外的價值。”
STEPN 為付費玩家設計了各種“代幣應用場景”，比如我們的寶石系統會讓想花錢的人充分燃燒他們的代幣；我們同時也照顧到了沒有NFT 的玩家，並為他們進入遊戲提供了窗口，也就是我們的租賃系統，這會讓我們可以有機會讓非區塊鏈用戶參與到我們的遊戲中。
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設計挑戰4——NFT 價值發現
1、獨特性vs. 稀有性vs. 稀缺性
讓我們先來看看獨特性、稀有性和稀缺性的定義是什麼：
- 獨特性——獨一無二。
- 稀有性——只有很少的數量。
- 稀缺性——當某物的需求大於供應時。
2、NFT 的價格發現
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為了讓STEPN 的NFT 具有稀缺性，首先需要選擇需要什麼樣的物品來製作我們在遊戲中使用的主要NFT——很明顯，我們的答案是運動鞋，因為運動鞋是跑步時最相關和必不可少的單品。為了推動我們對NFT 的需求，我們把它變成了一台礦機，一台你可以定制、升級甚至“繁殖”的礦機（這其實恰恰是Web 3.0 的優勢）。每個玩家必須擁有NFT 跑鞋才能獲得代幣收益；擁有的運動鞋越多，這些運動鞋的級別越高，將獲得的收益就越多。跑鞋永遠不會夠用，“培育”跑鞋有冷卻時間，燃燒代幣，而代幣也需要時間積累。
一旦我們解決了NFT 運動鞋的稀缺性問題，STEPN 的“5-quality System”（五大質量系統）就會解決稀有性問題——從普通運動鞋到傳奇運動鞋；運動鞋的質量越高，“挖礦”性能越好，當然這種運動鞋也越難獲得。唯一性由運動鞋系列編號解決，前10,000 個NFT 運動鞋編號，10,000 之後，運動鞋系列編號將是隨機的。前10,000 款運動鞋將永遠獨一無二，而№1 到№1,000 的運動鞋將獎勵給我們的早期使用者。
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建立強大的競爭“護城河”
2、碳中和
除了成為“邊動邊賺”這條新賽道、以及運動證明、距離證明和黑客預防的先行者之外，我們已經建立了幾條競爭護城河。
1、檢測作弊和黑客行為人工智能係統（人工智能音樂）
通過我們開發一個檢測作弊和黑客行為的人工智能係統，我們還為玩家創造了一個人工智能生成的音樂背景；音樂將根據玩家跑步的步伐速度隨機生成。
2、碳中和
我們始終相信，一個偉大的加密原生項目也應該是一個偉大的社會正義實驗。因此，我們遊戲的利潤是通過DAO 的方式投票的；治理代幣持有者決定遊戲利潤的多少百分比用於碳中和以及支付給治理代幣持有者多少，捐贈越多，將給予治理代幣獎勵越多；作為分紅支付的越多，他們的治理令牌將作為懲罰被燒掉的越多。
3、基於位置的服務（LBS）的社會融合
由於我們投入了大量時間來糾正GPS 誤差，因此我們已經成為了這一領域裡的行業專家。實際上，我們還開發了與Discord 配套的基於位置的服務(LBS) 集成服務。當玩家解鎖了某些遊戲里程碑時，他們會被分配到我們Discord 的子頻道；例如，玩家A 在悉尼跑了100 公里，玩家B 在悉尼鑄造了100 條運動鞋NFT，他們就會分別“被註冊”到High milage Club Sydney 和Shoe Tinker Club Sydney。
4、連接數千萬的非加密貨幣跑步者
我們還讓非加密玩家也可以使用該遊戲，我們相信這將是STEPN 遊戲增長到海量玩家的關鍵。因此，我們搭建了一個自動匹配系統，擁有多對NFT 運動鞋的加密玩家可以將其出租給非加密跑步者，收益將由兩者分享。
5、可擴展的遊戲服務器
生命週期挑戰——從遊戲到跑步應用的轉變
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結論
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