Metaverse applications: Challenges, limitations and opportunities—A systematic literature review

Abstract

CONTEXT: The metaverse, an emerging concept at the intersection of digital technology and society, is gaining relevance in multiple domains, including education, entertainment and healthcare. Shared virtual spaces allow users to interact in innovative ways, but the design and development of these environments pose significant challenges for software engineering teams as well as users. OBJECTIVE: The objective of this study is to provide a comprehensive systematic literature review of metaverse applications over the past decade. The review aims to identify key areas of application, technologies employed, virtualized elements, and economic aspects, as well as to explore the objectives, motivations, scope, challenges, and limitations faced in Software Engineering when conceptualizing metaverse environments. Additionally, the study examines the nature, knowledge area, type, and validation of the studies included in the review. METHODS: This study was conducted using the Kitchenham methodology for systematic literature reviews (SLR). A total of 35 primary studies were selected from major scientific databases, including IEEE, ACM Digital Library, PubMed, ScienceDirect, and Scopus. These studies were evaluated to extract relevant data. RESULTS: We have identified application areas, technologies used, virtualized elements and economic aspects used, as well as the objectives, motivations, scope, challenges and limitations in Software Engineering related to the conceptualization of environments and non-functional characteristics of the metaverse. The nature, area of knowledge, type and validation of the studies chosen in this review are also analyzed. CONCLUSIONS: The study concludes that while the metaverse presents huge opportunities across multiple domains, its development faces significant challenges, particularly in software engineering related to the non-functional aspects of these environments. To address these challenges, future research should focus on the application of the Model Driven Engineering (MDE) paradigm, which could optimize development processes and better manage the complexities of the metaverse

CONTEXTO: El metaverso, un concepto emergente en la intersección de la tecnología digital y la sociedad, está ganando relevancia en múltiples dominios, incluidos la educación, el entretenimiento y la atención médica. Los espacios virtuales compartidos permiten a los usuarios interactuar de formas innovadoras, pero el diseño y desarrollo de estos entornos plantean desafíos significativos para los equipos de ingeniería de software, así como para los usuarios. OBJETIVO: El objetivo de este estudio es proporcionar una revisión bibliográfica sistemática integral de las aplicaciones de metaverso durante la última década. La revisión tiene como objetivo identificar áreas clave de aplicación, tecnologías empleadas, elementos virtualizados y aspectos económicos, así como explorar los objetivos, motivaciones, alcance, desafíos y limitaciones que enfrenta la ingeniería de software al conceptualizar entornos de metaverso. Además, el estudio examina la naturaleza, el área de conocimiento, el tipo y la validación de los estudios incluidos en la revisión. MÉTODOS: Este estudio se realizó utilizando la metodología Kitchenham para revisiones bibliográficas sistemáticas (SLR). Se seleccionaron 35 estudios primarios en total de las principales bases de datos científicas, entre ellas IEEE, ACM Digital Library, PubMed, ScienceDirect y Scopus. Se evaluaron estos estudios para extraer datos relevantes. RESULTADOS: Hemos identificado áreas de aplicación, tecnologías utilizadas, elementos virtualizados y aspectos económicos utilizados, así como los objetivos, motivaciones, alcance, retos y limitaciones en Ingeniería de Software relacionados con la conceptualización de entornos y características no funcionales del metaverso. También se analiza la naturaleza, área de conocimiento, tipo y validación de los estudios elegidos en esta revisión. CONCLUSIONES: El estudio concluye que si bien el metaverso presenta enormes oportunidades en múltiples dominios, su desarrollo enfrenta desafíos significativos, particularmente en la ingeniería de software relacionada con los aspectos no funcionales de estos entornos. Para abordar estos desafíos, las investigaciones futuras deberían centrarse en la aplicación del paradigma de Ingeniería Dirigida por Modelos (MDE), que podría optimizar los procesos de desarrollo y gestionar mejor las complejidades del metaverso.