赛场黑科技 惠及百姓家

  2022年北京冬奥会开幕式惊艳世界，人工智能、机器视觉、5G、云转播等科技成果巧妙运用其中，达到“人少而不空，空灵而浪漫”的现场效果，成为“科技冬奥”的杰出体现。事实上，北京冬奥会在场馆设计、训练设施、赛事保障等各个方面展示了现代“黑科技”对于冰雪运动的巨大助力。

  同样重要的是，北京冬奥会后，科技冬奥的诸多成果将有可能继续惠及在数字化时代生活的每一个普通人。

  助训练：模拟逼真专项运动比赛环境

  中国代表团得以实现冬奥会的全项目参赛，高科技起到了关键作用。

  北京冬奥会采用了六自由度电动模拟体育训练系统，它可以搭载钢架雪车、雪橇、越野滑雪、冬季两项等多个冬奥会冰雪项目，能够将六自由度运动系统技术、VR虚拟现实技术、数字仿真技术相结合，为冬奥会比赛运动员提供十分逼真的专项运动的训练及比赛环境。

  原本应用于航空航天等领域的“风洞实验室”如今被用来辅助运动员开展模拟训练和测试，成为国际跳台滑雪界公认的训练“神器”。位于国家跳台滑雪训练科研基地的风洞实验室具备三个试验段，最大风速42米/秒，是目前世界最大的国内首座跳台滑雪专用风洞。

  河北承德坝上的国家雪上训练基地有两个世界首创，一个是“大转盘”，一个是“陆地雪洞”。我国自主研发的室内滑雪圆盘滑雪滑冰机模拟设备，通过圆盘倾斜并转动，为运动员全年在“真雪”模拟不同速度、难度的训练提供室内条件。滑雪“大转盘”可以模拟倾角达正负18度的坡度、0~35公里/小时的拐弯，运动员可经由这种方式实现拐弯技术的快速提升。“陆地雪洞”则是指气膜保温封闭赛道，在7.5公里越野滑雪赛道上选择难度最大的2.5公里段，加装保温气膜和制冷通风系统，形成闭环，内部气温可以保持在零下6摄氏度到零下8摄氏度，实现全年“真雪”训练。

  助观赛：冰雪边也能温暖舒适

  北京冬奥会，5G信号覆盖所有场馆和连接场馆的道路。这为超高清视频、各项智能服务等应用场景提供了必要的网络连接。

  在室外观赛，天气比较寒冷。为解决观众观赛取暖的问题，场馆采用了座席和站席观赛环境的舒适性提升技术，实现零下20摄氏度体感温度下，设备表面温度10秒内升至40摄氏度以上，可以显著提升观众热舒适感受。

  多维度观赛体验和VR直播技术亮相。60个采用5G+8K技术的相机呈180度吊装在五棵松体育中心竞赛馆内环形屏下方，对比赛进行全面拍摄。观赛人员只需下载相关App，便可体验180度自由视角观赛。用户可以通过手机、VR头盔和电视大屏实现自由视角和VR直播观看，突破了传统固定视角和被动式观赛，“身临其境”般地感受比赛的激烈。

  比赛场馆：助运动员发挥最佳状态

  “科技范儿”的场馆，能帮助运动员发挥最佳状态。

  国家游泳中心是水上和冰上项目均可运行的“全能场馆”：“水立方”和“冰立方”瞬时“变身”，应用装配式快速拆装和调平动态监测技术，20天内就可以完成“由水到冰”的场地转换，这是冬奥会历史上体量最大的冰壶场馆，可实现冰壶场地与速滑场地的自由转换。

  被称为“冰丝带”的国家速滑馆打造了“平原上最快的冰”，采用世界跨度最大的单层双向正交马鞍形索网屋面，用钢量仅为传统屋面的1/4。五棵松冰上中心的“冰菱花”设计外形很炫酷，但更值得关注的其实是它把超低能耗的理论和技术融入了设计和建造的过程当中，残存热能和冷能可以再吸收再利用，有利于场馆在冬奥会赛后的利用。

  位于张家口赛区的国家跳台滑雪中心，以及北京赛区的首钢滑雪大跳台首次应用了符合国际标准的竞技型人工剖面赛道设计方法与建造关键技术，为国内首创，大跳台正四面体的模块及连接节点，可以实现不同比赛的赛道剖面转化。国家雪车雪橇赛道长度大、落差大、弯道多，通过技术创新解决了赛道精度和温差控制难题，首次实现360度回旋弯道一次喷射成型，同时可满足延庆高烈度区的抗震要求。

  智慧奥运村：运动员公寓舒适又环保

  “智慧奥运村”把运动员安置在精心设计的、个性化的居住设施中。张家口冬奥村（冬残奥村）的运动员公寓中，最引人注目的是一张智能床。该床宽1.2米，长2米，由我国自主研发，依循人体工程学原理，在不同使用场景下为人体脊柱提供最佳支撑，充分分散身体压力，促进运动员血液循环，释放赛时紧张压力，它还拥有睡眠、阅读、看电视等三种不同的模式，床垫拥有记忆功能，当运动员躺在床上的时候，床垫会根据身体的曲线自动调节，让身体保持一个最舒适的状态。

  天气对户外滑雪运动影响巨大。专门建设的延庆、张家口冬奥气象服务分中心，在自动气象站、激光测风雷达等加密气象监测设备科学布设基础上，依托数值天气预报、人工智能、大数据等技术，研发冬奥智慧气象服务技术及系统，实现超精细“复杂山地+超大城市”一体冬奥气象综合监测，达到“分钟级、百米级”精准预报。

  机器人：火炬接力、疫情防控大显身手

  防疫机器人、雾化消毒机器人、巡检机器人、引导机器人、递送机器人、物流机器人、炒菜机器人、送餐机器人等各类服务机器人纷纷上岗，提供无接触的智能服务。

  最令人瞩目的，当属奥运史上首次由多机器人完成的火炬接力环节，两名机器人火炬手完成水下接力，机器人冰面滑行入水，并在水下完成火炬交接传火，最后重新出水，体现了“水火相融”的神奇景象。

  针对冬奥北京市区、延庆、张家口赛区一体化医疗保障需求，覆盖3个赛区的智能医疗机器人、机械手等智能医疗器械的远程手术操作系统等，为应急医学保障提供了可能。

  在十分重要的疫情防控领域，机器人更是大显身手。AI消毒机器人在场馆内提供多方面智能化无接触服务。如水立方的消毒机器人，续航持久、自动避障、自行充电，通过AI大数据构建的智能化消毒系统将场馆消毒做到可视化、数据化、可追踪，满足对场馆不同区域内近8600平方米的公共区域清扫消毒工作。

  远在千里之外的深圳，机器人、无人机、激光等元素，也通过连线的方式与开幕式热场演出进行互动，让大湾区也能以硬核科技赴冰雪之约。专门打造的冬奥运动智能机器人，化身滑雪、滑冰运动员，还呈现了这两项运动中经典的空中技巧。

  广东“智造”闪耀冬奥

  科技冬奥还有不少广东元素。例如一家广东科技企业向世界展现了其音响、灯光、创意等方面的最新成果，并参与冬奥场地的保障工作。

  冬奥会主媒体中心的智慧餐厅面积达到5400平方米，能同时容纳1700余人用餐。餐厅内的智能、自动餐饮设备，保证点餐、制餐、出餐全流程自动化完成。该智慧餐厅最大特点是采用了汉堡机、煲仔饭机、炒菜机等十余款智能烹饪及传送设备。在疫情防控的大背景下，智慧餐厅进一步减少了人与人的交叉接触，降低疫情传播概率及防疫成本，还能够24小时提供服务。

  出自深圳的防疫神器——可穿戴“体温贴”在冬奥会中成为工作人员防疫的第一道防线。这款“体温贴”是世界上已有的最小测温计，且测温非常精准，检测体温的误差只在0.1℃~0.2℃之间，最小误差可以达到0.05℃。针对冬奥会场馆的运行需要，它还定制开发了考勤出入、人员定位等功能，能更快掌握体温异常者的接触人群，精准抓取疫情传播途径。

  数说“科技冬奥”

  “科技冬奥”计划启动以来，成果卓著。2021年初已有37个项目的133项技术成果在测试赛中应用。从2021年10月开始，随着北京冬奥会国际测试活动开启，“科技冬奥”重点专项又有61个项目228项技术成果陆续在测试活动、运动员训练及相关冬奥筹备工作中测试应用。截至2021年11月，已启动80个重点项目。

  通过绿电交易平台，赛时将实现奥运史上首次所有场馆100％使用绿色电力，预计实现碳减排32万吨。清洁能源车辆用车占比将达到85%，为历届冬奥会最高。

  国家速滑馆建设方申请和获得了82项专利，研发了索网结构体系等8项国际领先技术。

  以北京睿图（新一代快速更新多尺度资料分析和预报系统）模式体系为核心，首次实现复杂地形下100米分辨率、逐10分钟快速更新的冬奥关键气象要素0-24小时高精度客观集成预报；研发了从短时临近（0至1小时）到延伸期（30天）的无缝隙精细化网格预报产品，实现了历届冬奥会最高标准的“分钟级、百米级”精准预报要求。

  中国高山滑雪比赛服装在32m/s风速时的综合阻力比国际上购买的先进服装总阻力要下降4%。短道速滑比赛服采用高弹性防切割面料，以Dyneema防切割技术，增强了保护性能，虽然十分轻盈，但却有10倍于钢丝的强度，一般的剪刀根本没法剪断。

  专家说

  “科技冬奥遗产”将造福社会

  北京冬奥会从筹办伊始，就确定了以科技创新赋能的思路，科技部会同北京冬奥组委等有关部门和地方成立科技冬奥领导小组，制定实施《科技冬奥（2022）行动计划》设立并组织实施“科技冬奥”重点专项，强调应用导向、场景驱动，重点围绕科学办赛、运动科技、智慧观赛、安全保障、绿色智慧综合示范五个方面部署科研任务，努力举办一届科技含量高的奥运盛会。

  “科技冬奥”不仅攻克了一批核心关键技术，示范了一批前沿引领技术，还建立起了一批综合应用示范工程，围绕场馆、运行、指挥、安保、医疗、气象、交通、转播等关键场景，通过科技创新赋能场馆建设、守护赛事运行、助力疫情防控、提升观赛体验、支撑绿色办奥、助推冬奥备战。这些成果通过北京冬奥会各场景的应用示范，进一步创新完善后，将更多应用于经济社会发展及城市运行各个领域，形成丰富的“科技冬奥遗产”。

  科技冬奥领导小组工作组成员常宇表示，科技冬奥的目标，是通过冬奥会的筹办，为世界探寻更好的未来城市生活解决方案，实现对人友好、对环境友好、对产业友好、对社群友好的人类城市生活永续目标。科技冬奥专项的工作者们一直在想，奥运会能带给我们什么，或者我们如何通过奥运会推动创新，最终惠及城市运行、产业发展和百姓生活。

  常宇认为，这展现了我国在科技创新方面的成熟心态。与冬奥相关的基础设施建设、绿色环保、智慧服务、转播技术以及人工智能，均力图以“智能建筑、智能交通、智能转播、智能装备”等亮点，共同组成对“冬奥，智能新时代”的创新思考和解决方案。“我们希望因冬奥会产生的特殊场景的技术创新、模式创新，能够引领北京作为‘双奥之城’在新的数字化时代的发展，能够惠及数字化时代下生活的每一个普通人。”常宇说。