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2022年北京冬奧會開幕式驚艷世界,人工智能、機(jī)器視覺、5G、云轉(zhuǎn)播等科技成果巧妙運(yùn)用其中,達(dá)到“人少而不空,空靈而浪漫”的現(xiàn)場效果,成為“科技冬奧”的杰出體現(xiàn)。事實(shí)上,北京冬奧會在場館設(shè)計(jì)、訓(xùn)練設(shè)施、賽事保障等各個方面展示了現(xiàn)代“黑科技”對于冰雪運(yùn)動的巨大助力。
同樣重要的是,北京冬奧會后,科技冬奧的諸多成果將有可能繼續(xù)惠及在數(shù)字化時代生活的每一個普通人。
助訓(xùn)練:模擬逼真專項(xiàng)運(yùn)動比賽環(huán)境
中國代表團(tuán)得以實(shí)現(xiàn)冬奧會的全項(xiàng)目參賽,高科技起到了關(guān)鍵作用。
北京冬奧會采用了六自由度電動模擬體育訓(xùn)練系統(tǒng),它可以搭載鋼架雪車、雪橇、越野滑雪、冬季兩項(xiàng)等多個冬奧會冰雪項(xiàng)目,能夠?qū)⒘杂啥冗\(yùn)動系統(tǒng)技術(shù)、VR虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、數(shù)字仿真技術(shù)相結(jié)合,為冬奧會比賽運(yùn)動員提供十分逼真的專項(xiàng)運(yùn)動的訓(xùn)練及比賽環(huán)境。
原本應(yīng)用于航空航天等領(lǐng)域的“風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室”如今被用來輔助運(yùn)動員開展模擬訓(xùn)練和測試,成為國際跳臺滑雪界公認(rèn)的訓(xùn)練“神器”。位于國家跳臺滑雪訓(xùn)練科研基地的風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室具備三個試驗(yàn)段,最大風(fēng)速42米/秒,是目前世界最大的國內(nèi)首座跳臺滑雪專用風(fēng)洞。
河北承德壩上的國家雪上訓(xùn)練基地有兩個世界首創(chuàng),一個是“大轉(zhuǎn)盤”,一個是“陸地雪洞”。我國自主研發(fā)的室內(nèi)滑雪圓盤滑雪滑冰機(jī)模擬設(shè)備,通過圓盤傾斜并轉(zhuǎn)動,為運(yùn)動員全年在“真雪”模擬不同速度、難度的訓(xùn)練提供室內(nèi)條件?；按筠D(zhuǎn)盤”可以模擬傾角達(dá)正負(fù)18度的坡度、0~35公里/小時的拐彎,運(yùn)動員可經(jīng)由這種方式實(shí)現(xiàn)拐彎技術(shù)的快速提升?！瓣懙匮┒础眲t是指氣膜保溫封閉賽道,在7.5公里越野滑雪賽道上選擇難度最大的2.5公里段,加裝保溫氣膜和制冷通風(fēng)系統(tǒng),形成閉環(huán),內(nèi)部氣溫可以保持在零下6攝氏度到零下8攝氏度,實(shí)現(xiàn)全年“真雪”訓(xùn)練。
助觀賽:冰雪邊也能溫暖舒適
北京冬奧會,5G信號覆蓋所有場館和連接場館的道路。這為超高清視頻、各項(xiàng)智能服務(wù)等應(yīng)用場景提供了必要的網(wǎng)絡(luò)連接。
在室外觀賽,天氣比較寒冷。為解決觀眾觀賽取暖的問題,場館采用了座席和站席觀賽環(huán)境的舒適性提升技術(shù),實(shí)現(xiàn)零下20攝氏度體感溫度下,設(shè)備表面溫度10秒內(nèi)升至40攝氏度以上,可以顯著提升觀眾熱舒適感受。
多維度觀賽體驗(yàn)和VR直播技術(shù)亮相。60個采用5G+8K技術(shù)的相機(jī)呈180度吊裝在五棵松體育中心競賽館內(nèi)環(huán)形屏下方,對比賽進(jìn)行全面拍攝。觀賽人員只需下載相關(guān)App,便可體驗(yàn)180度自由視角觀賽。用戶可以通過手機(jī)、VR頭盔和電視大屏實(shí)現(xiàn)自由視角和VR直播觀看,突破了傳統(tǒng)固定視角和被動式觀賽,“身臨其境”般地感受比賽的激烈。
比賽場館:助運(yùn)動員發(fā)揮最佳狀態(tài)
“科技范兒”的場館,能幫助運(yùn)動員發(fā)揮最佳狀態(tài)。
國家游泳中心是水上和冰上項(xiàng)目均可運(yùn)行的“全能場館”:“水立方”和“冰立方”瞬時“變身”,應(yīng)用裝配式快速拆裝和調(diào)平動態(tài)監(jiān)測技術(shù),20天內(nèi)就可以完成“由水到冰”的場地轉(zhuǎn)換,這是冬奧會歷史上體量最大的冰壺場館,可實(shí)現(xiàn)冰壺場地與速滑場地的自由轉(zhuǎn)換。
被稱為“冰絲帶”的國家速滑館打造了“平原上最快的冰”,采用世界跨度最大的單層雙向正交馬鞍形索網(wǎng)屋面,用鋼量僅為傳統(tǒng)屋面的1/4。五棵松冰上中心的“冰菱花”設(shè)計(jì)外形很炫酷,但更值得關(guān)注的其實(shí)是它把超低能耗的理論和技術(shù)融入了設(shè)計(jì)和建造的過程當(dāng)中,殘存熱能和冷能可以再吸收再利用,有利于場館在冬奧會賽后的利用。
位于張家口賽區(qū)的國家跳臺滑雪中心,以及北京賽區(qū)的首鋼滑雪大跳臺首次應(yīng)用了符合國際標(biāo)準(zhǔn)的競技型人工剖面賽道設(shè)計(jì)方法與建造關(guān)鍵技術(shù),為國內(nèi)首創(chuàng),大跳臺正四面體的模塊及連接節(jié)點(diǎn),可以實(shí)現(xiàn)不同比賽的賽道剖面轉(zhuǎn)化。國家雪車雪橇賽道長度大、落差大、彎道多,通過技術(shù)創(chuàng)新解決了賽道精度和溫差控制難題,首次實(shí)現(xiàn)360度回旋彎道一次噴射成型,同時可滿足延慶高烈度區(qū)的抗震要求。
智慧奧運(yùn)村:運(yùn)動員公寓舒適又環(huán)保
“智慧奧運(yùn)村”把運(yùn)動員安置在精心設(shè)計(jì)的、個性化的居住設(shè)施中。張家口冬奧村(冬殘奧村)的運(yùn)動員公寓中,最引人注目的是一張智能床。該床寬1.2米,長2米,由我國自主研發(fā),依循人體工程學(xué)原理,在不同使用場景下為人體脊柱提供最佳支撐,充分分散身體壓力,促進(jìn)運(yùn)動員血液循環(huán),釋放賽時緊張壓力,它還擁有睡眠、閱讀、看電視等三種不同的模式,床墊擁有記憶功能,當(dāng)運(yùn)動員躺在床上的時候,床墊會根據(jù)身體的曲線自動調(diào)節(jié),讓身體保持一個最舒適的狀態(tài)。
天氣對戶外滑雪運(yùn)動影響巨大。專門建設(shè)的延慶、張家口冬奧氣象服務(wù)分中心,在自動氣象站、激光測風(fēng)雷達(dá)等加密氣象監(jiān)測設(shè)備科學(xué)布設(shè)基礎(chǔ)上,依托數(shù)值天氣預(yù)報、人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù),研發(fā)冬奧智慧氣象服務(wù)技術(shù)及系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)超精細(xì)“復(fù)雜山地+超大城市”一體冬奧氣象綜合監(jiān)測,達(dá)到“分鐘級、百米級”精準(zhǔn)預(yù)報。
機(jī)器人:火炬接力、疫情防控大顯身手
防疫機(jī)器人、霧化消毒機(jī)器人、巡檢機(jī)器人、引導(dǎo)機(jī)器人、遞送機(jī)器人、物流機(jī)器人、炒菜機(jī)器人、送餐機(jī)器人等各類服務(wù)機(jī)器人紛紛上崗,提供無接觸的智能服務(wù)。
最令人矚目的,當(dāng)屬奧運(yùn)史上首次由多機(jī)器人完成的火炬接力環(huán)節(jié),兩名機(jī)器人火炬手完成水下接力,機(jī)器人冰面滑行入水,并在水下完成火炬交接傳火,最后重新出水,體現(xiàn)了“水火相融”的神奇景象。
針對冬奧北京市區(qū)、延慶、張家口賽區(qū)一體化醫(yī)療保障需求,覆蓋3個賽區(qū)的智能醫(yī)療機(jī)器人、機(jī)械手等智能醫(yī)療器械的遠(yuǎn)程手術(shù)操作系統(tǒng)等,為應(yīng)急醫(yī)學(xué)保障提供了可能。
在十分重要的疫情防控領(lǐng)域,機(jī)器人更是大顯身手。AI消毒機(jī)器人在場館內(nèi)提供多方面智能化無接觸服務(wù)。如水立方的消毒機(jī)器人,續(xù)航持久、自動避障、自行充電,通過AI大數(shù)據(jù)構(gòu)建的智能化消毒系統(tǒng)將場館消毒做到可視化、數(shù)據(jù)化、可追蹤,滿足對場館不同區(qū)域內(nèi)近8600平方米的公共區(qū)域清掃消毒工作。
遠(yuǎn)在千里之外的深圳,機(jī)器人、無人機(jī)、激光等元素,也通過連線的方式與開幕式熱場演出進(jìn)行互動,讓大灣區(qū)也能以硬核科技赴冰雪之約。專門打造的冬奧運(yùn)動智能機(jī)器人,化身滑雪、滑冰運(yùn)動員,還呈現(xiàn)了這兩項(xiàng)運(yùn)動中經(jīng)典的空中技巧。
廣東“智造”閃耀冬奧
科技冬奧還有不少廣東元素。例如一家廣東科技企業(yè)向世界展現(xiàn)了其音響、燈光、創(chuàng)意等方面的最新成果,并參與冬奧場地的保障工作。
冬奧會主媒體中心的智慧餐廳面積達(dá)到5400平方米,能同時容納1700余人用餐。餐廳內(nèi)的智能、自動餐飲設(shè)備,保證點(diǎn)餐、制餐、出餐全流程自動化完成。該智慧餐廳最大特點(diǎn)是采用了漢堡機(jī)、煲仔飯機(jī)、炒菜機(jī)等十余款智能烹飪及傳送設(shè)備。在疫情防控的大背景下,智慧餐廳進(jìn)一步減少了人與人的交叉接觸,降低疫情傳播概率及防疫成本,還能夠24小時提供服務(wù)。
出自深圳的防疫神器——可穿戴“體溫貼”在冬奧會中成為工作人員防疫的第一道防線。這款“體溫貼”是世界上已有的最小測溫計(jì),且測溫非常精準(zhǔn),檢測體溫的誤差只在0.1℃~0.2℃之間,最小誤差可以達(dá)到0.05℃。針對冬奧會場館的運(yùn)行需要,它還定制開發(fā)了考勤出入、人員定位等功能,能更快掌握體溫異常者的接觸人群,精準(zhǔn)抓取疫情傳播途徑。
數(shù)說“科技冬奧”
“科技冬奧”計(jì)劃啟動以來,成果卓著。2021年初已有37個項(xiàng)目的133項(xiàng)技術(shù)成果在測試賽中應(yīng)用。從2021年10月開始,隨著北京冬奧會國際測試活動開啟,“科技冬奧”重點(diǎn)專項(xiàng)又有61個項(xiàng)目228項(xiàng)技術(shù)成果陸續(xù)在測試活動、運(yùn)動員訓(xùn)練及相關(guān)冬奧籌備工作中測試應(yīng)用。截至2021年11月,已啟動80個重點(diǎn)項(xiàng)目。
通過綠電交易平臺,賽時將實(shí)現(xiàn)奧運(yùn)史上首次所有場館100%使用綠色電力,預(yù)計(jì)實(shí)現(xiàn)碳減排32萬噸。清潔能源車輛用車占比將達(dá)到85%,為歷屆冬奧會最高。
國家速滑館建設(shè)方申請和獲得了82項(xiàng)專利,研發(fā)了索網(wǎng)結(jié)構(gòu)體系等8項(xiàng)國際領(lǐng)先技術(shù)。
以北京睿圖(新一代快速更新多尺度資料分析和預(yù)報系統(tǒng))模式體系為核心,首次實(shí)現(xiàn)復(fù)雜地形下100米分辨率、逐10分鐘快速更新的冬奧關(guān)鍵氣象要素0-24小時高精度客觀集成預(yù)報;研發(fā)了從短時臨近(0至1小時)到延伸期(30天)的無縫隙精細(xì)化網(wǎng)格預(yù)報產(chǎn)品,實(shí)現(xiàn)了歷屆冬奧會最高標(biāo)準(zhǔn)的“分鐘級、百米級”精準(zhǔn)預(yù)報要求。
中國高山滑雪比賽服裝在32m/s風(fēng)速時的綜合阻力比國際上購買的先進(jìn)服裝總阻力要下降4%。短道速滑比賽服采用高彈性防切割面料,以Dyneema防切割技術(shù),增強(qiáng)了保護(hù)性能,雖然十分輕盈,但卻有10倍于鋼絲的強(qiáng)度,一般的剪刀根本沒法剪斷。
專家說
“科技冬奧遺產(chǎn)”將造福社會
北京冬奧會從籌辦伊始,就確定了以科技創(chuàng)新賦能的思路,科技部會同北京冬奧組委等有關(guān)部門和地方成立科技冬奧領(lǐng)導(dǎo)小組,制定實(shí)施《科技冬奧(2022)行動計(jì)劃》設(shè)立并組織實(shí)施“科技冬奧”重點(diǎn)專項(xiàng),強(qiáng)調(diào)應(yīng)用導(dǎo)向、場景驅(qū)動,重點(diǎn)圍繞科學(xué)辦賽、運(yùn)動科技、智慧觀賽、安全保障、綠色智慧綜合示范五個方面部署科研任務(wù),努力舉辦一屆科技含量高的奧運(yùn)盛會。
“科技冬奧”不僅攻克了一批核心關(guān)鍵技術(shù),示范了一批前沿引領(lǐng)技術(shù),還建立起了一批綜合應(yīng)用示范工程,圍繞場館、運(yùn)行、指揮、安保、醫(yī)療、氣象、交通、轉(zhuǎn)播等關(guān)鍵場景,通過科技創(chuàng)新賦能場館建設(shè)、守護(hù)賽事運(yùn)行、助力疫情防控、提升觀賽體驗(yàn)、支撐綠色辦奧、助推冬奧備戰(zhàn)。這些成果通過北京冬奧會各場景的應(yīng)用示范,進(jìn)一步創(chuàng)新完善后,將更多應(yīng)用于經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展及城市運(yùn)行各個領(lǐng)域,形成豐富的“科技冬奧遺產(chǎn)”。
科技冬奧領(lǐng)導(dǎo)小組工作組成員常宇表示,科技冬奧的目標(biāo),是通過冬奧會的籌辦,為世界探尋更好的未來城市生活解決方案,實(shí)現(xiàn)對人友好、對環(huán)境友好、對產(chǎn)業(yè)友好、對社群友好的人類城市生活永續(xù)目標(biāo)?？萍级瑠W專項(xiàng)的工作者們一直在想,奧運(yùn)會能帶給我們什么,或者我們?nèi)绾瓮ㄟ^奧運(yùn)會推動創(chuàng)新,最終惠及城市運(yùn)行、產(chǎn)業(yè)發(fā)展和百姓生活。
常宇認(rèn)為,這展現(xiàn)了我國在科技創(chuàng)新方面的成熟心態(tài)。與冬奧相關(guān)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、綠色環(huán)保、智慧服務(wù)、轉(zhuǎn)播技術(shù)以及人工智能,均力圖以“智能建筑、智能交通、智能轉(zhuǎn)播、智能裝備”等亮點(diǎn),共同組成對“冬奧,智能新時代”的創(chuàng)新思考和解決方案。“我們希望因冬奧會產(chǎn)生的特殊場景的技術(shù)創(chuàng)新、模式創(chuàng)新,能夠引領(lǐng)北京作為‘雙奧之城’在新的數(shù)字化時代的發(fā)展,能夠惠及數(shù)字化時代下生活的每一個普通人?！背Ｓ钫f。(新華網(wǎng))
