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创新添活力:科技之光映照北京冬奥

2022-03-19蒋向利

中国科技产业 2022年3期
关键词:冬奥场馆机器人

◎ 本刊记者 蒋向利

2022年,冬奥会进入“北京时间”。在创新精神引领下,北京冬奥会犹如正在弹奏“奥林匹克奏鸣曲”的精彩乐章。

奥运史上首次机器人水下传递火炬,国家速滑馆“冰丝带”制冰技术世界领先,“冰立方”成世界首座智能化水冰转换场馆,主媒体中心智慧餐厅机器人烹饪送餐“一条龙”……2022北京冬奥会充满创新活力,在场馆建设、后勤保障、疫情防控等方面闪耀着科技之光。

创新的筹办思路

三年前,北京申冬奥代表团提出的“以运动员为中心、可持续发展、节俭办赛”三大理念打动了众多国际奥委会委员。“可承受、可收益、可持续”是国际奥委会办奥新模式的目标,这与北京冬奥会“绿色办奥、共享办奥、开放办奥、廉洁办奥”理念不谋而合。

北京冬奥会筹办过程中,努力实现“三亿人参与冰雪运动”的目标,推动冰雪运动普及。节俭办冬奥的一项创新实践,就是北京奥运会的不少场馆将成为北京冬奥会的场馆。“鸟巢”“水立方”“五棵松”等实现了满足冬奥会需求的改造,这些“双奥”场馆的实践将载入奥林匹克史册。

延庆和张家口赛区的场馆和附属设施,也都充分考虑到了赛后利用功能,持续造福于民。

京张高铁、延崇高速等重大基础设施项目的建设,不仅保障了冬奥会的顺利举办,也将成为带动区域综合协调发展的强大助推器。

国际奥委会北京冬奥会协调委员会评价认为,北京冬奥会在筹办中不仅充分利用场馆遗产,还把长期的、可持续性的方案纳入不同项目中,这些成就将使北京、河北乃至中国更多地区长期受益。

吉祥物、开幕式创意文案征集有新意

北京冬奥组委面向全球征集吉祥物设计方案和开幕式创意方案,也颇有新意。

吉祥物征集的一大特点是在全国中小学生中开展“我心中的冬奥吉祥物”主题活动,吸引他们关注、参与北京冬奥会筹办。冬奥会和冬残奥会吉祥物同步征集和评审,体现了“两个奥运同步规划、同步实施、同样精彩”的承诺。

开幕式是历届奥运会重要的筹办工作之一。在借鉴近几届奥运会、冬奥会开幕式,特别是在北京奥运会开幕式成功经验的基础上,北京冬奥会开幕式创意方案面向全球公开征集,体现了共享办奥、开放办奥的理念。征集要求应征人全部以文字形式提交,降低创意制作成本,节省费用投入;既要征集到优秀创意文案,也希望发现更多具有国际水准的创新型专业人才,为组建开闭幕式创意团队打下良好基础。

随后,冬奥会体育图标、火炬等一系列重要的景观标志征集工作也陆续启动,创新是其中重要的衡量标准。

创新的人才观,揽天下英才

北京冬奥组委通过开放办奥,内外结合,多措并举,努力做好冬奥会人才招募工作,不仅引进了一批高水平的世界顶级专家,而且有系统地培养自己的、具有国际一流水准的冰雪专业人才。

国际雪联高山滑雪委员会主席鲁西是北京冬奥组委聘任的第一位外国专家,他曾为9届冬奥会设计了高山滑雪赛道,是业界公认的顶尖人才。受聘以来,他和筹办团队先后多次到延庆赛区踏勘赛道,数次登上小海坨山,悉心研究确定赛道设计工作。在他之后,又有多名平昌冬奥会的顶尖外籍专家加盟北京冬奥组委。

平昌冬奥会是北京冬奥会的前一届,北京冬奥组委非常重视身临其境学习的机会,累计派出254人赴外学习,其中在平昌工作时间最长的达137天。实习归来的人员不仅成为北京冬奥会筹办骨干,他们丰富的实战经验也为筹办提供了重要参考依据。

科技冬奥新体验,市场开发人气旺

“中国制造”正在向“中国智造”转型,北京冬奥会的筹办和举办过程中有大批高科技成果投入使用,给人们带来冬奥全新体验。而市场开发的众多创新举措,既筹措到充足“粮草”,又给冬奥会带来很旺的人气。

此次冬奥会上建设的“冰丝带”,势必成为一座绿色环保的智慧场馆。在物联网和大数据技术支持下,无论是运动员还是观众,进入场馆后都可以通过定位导航服务,在三维化可视地图引导下快速到达自己的位置。

北京开往张家口的高铁是北京冬奥会重点的配套工程之一,开通后,这条智能化高铁把抵达时间缩短到不到一小时。5G时代,北京冬奥会在视频转播等方面也带来不同的视觉体验。冬奥术语平台陆续向北京冬奥组委正式交付。这一平台的数据将供利益相关方共享,这是历届奥组委中首创的语言服务新模式。

市场开发方面,众筹模式的引入让许多年轻设计师和消费者以互动方式参与其中,带来了一波“冬奥文化创意”的时尚新潮。

首钢集团成为北京冬奥会和冬残奥会官方城市更新服务合作伙伴。另外,继中国石油和中国石化成为官方油气合作伙伴后,青岛啤酒和燕京啤酒也成为北京冬奥会的合作伙伴。连续在两个赞助类别上采用“联合排他”模式,是市场开发的积极成果。合作伙伴俱乐部的成立,促进了俱乐部会员之间、会员与组委会之间的信息交流和经验共享,是筹办进程中结出的又一硕果。

“科技冬奥”200多项技术成果为冬奥会提供有力支撑

据科技部社会发展科技司司长祝学华介绍,在北京冬奥组委统筹协调下,科技部会同国家体育总局、北京市、河北省等有关部门和地方制定了“科技冬奥(2022)行动计划”,围绕“零排供能、绿色出行、5G共享、智慧观赛、运动科技、清洁环境、安全办赛、国际合作”等8个方面统筹设计重点任务。

祝学华表示,针对办赛、参赛、观赛等冬奥会重大科技需求,科技部在国家重点研发计划中设立并组织实施了“科技冬奥”重点专项,攻克了一批关键核心技术,示范了一批前沿引领技术,转化了一批绿色低碳技术,建设了一批示范工程;围绕场馆、运行、指挥、安保、医疗、气象、交通、转播、观赛等关键场景,500多家单位、超过万名科研人员参与研发的200多项技术成果已在测试赛、运动员训练、正式比赛中开展了示范应用,为北京冬奥会高质量办赛和高水平参赛提供了有力支撑。

祝学华提到,在办赛方面,解决了雪车雪橇赛道、国家跳台滑雪中心和速滑馆等场馆设计、建造和运维技术难题,支撑鸟巢智能化和水立方冰水转换等场馆改造。国家速滑馆已成为绿色低碳和智慧场馆的代表。2022年2月2日开始的火炬传递活动中,手持火炬在大风、低温环境中稳定燃烧,打造“永不熄灭的火炬”,同时通过机器人完成水下火炬传递,展示了我国机器人技术实力。在参赛方面,研发了科学化训练方法和装备,为运动员取得优异成绩提供了有力支撑。在观赛方面,研发云转播平台、VR观赛、智能语音服务等技术,提升观赛体验,打造冬奥的“科技感、未来感”。

祝学华强调,“科技冬奥”不仅满足北京冬奥会筹办和参赛的重大科技需求,同时也将对后奥运时代的经济社会高质量发展发挥积极作用。一方面,加大对压雪车、造雪机、滑雪板、冰刀等装备研发投入,提升了冰雪运动装备自主研发和供给能力,促进了冰雪运动普及和冰雪体育产业发展,有力支撑“三亿人参与冰雪运动”。另一方面,通过推动5G、氢能出行、智能车联网、100%清洁电力等高新技术在冬奥会中示范应用,带动5G通信、绿色出行、零排供能等产业发展。比如,北京冬奥会打造的5G网络应用新范式,不仅突破了低温大风和冰雪天气等条件下设备稳定运行关键技术,还拓展多个5G应用新模式,助力后奥运时代5G产业发展。

创新科技助力更快、更高、更强——更团结

创新科技为冬奥健儿“护航”。冬奥赛场上,运动健儿们一次次挑战着人类极限。在他们追求“更快、更高、更强——更团结”的道路上,一件件搭载创新科技的“战袍”为他们保驾护航。为了给中国运动员提供更加符合自身特点的装备,国家冬季运动服装装备研发中心2020年初在北京服装学院正式成立,旨在解决“快、护、暖、美”四个关键技术问题。“我们研制的防刺防切割面料是两种高性能纱线的复合,可以同时兼顾超强、超韧、超弹的性能。”国家冬季运动服装装备研发中心专项负责人张鸣雯介绍,“短道速滑比赛服全身使用防切割面料,可以全面保护运动员的身体。”“之前运动员们在崇礼训练时,普遍反馈体感温度较低,影响了运动员训练。”国家冬季运动服装装备研发中心主任刘莉介绍,团队目前主要通过两种途径解决“暖”的问题,一是提升纤维保暖率,二是使用主动加热技术,把电能量转化成热量。除了比赛服,比赛场地同样对运动员的发挥至关重要。“冰丝带”的冰面是世界最大采用二氧化碳制冰的速度滑冰场馆冰面,制冰过程的碳排放趋近于零,冰面温差可控制在0.5℃以内,不仅提升了效能,而且制冷更加均匀,有助于运动员创造好的成绩。

智能机器人成为防疫“小卫士”。“这是一个智能消毒机器人,自动喷洒消毒剂。”日前,俄罗斯奥委会队的阿列克谢·亚古丁在社交网站上分享了一段视频。视频里,他一路追着正在进行雾化消毒作业的机器人拍摄,兴奋地向网友们介绍机器人的功能。北京冬奥会上,机器人在疫情防控中发挥重要作用,提供巡逻、送餐、引导、消毒、清废等服务。在国家游泳中心“冰立方”,一个名叫“笨笨”的机器人执行着“全能防疫任务”。作为移动测温和防疫监督机器人,它能按规定路线主动寻找人员,在场馆里来回巡逻,测扫周边人员体温。此前,有外媒发布了一段视频,“笨笨”在工作时发现和它打招呼的外国运动员没有戴口罩,于是立刻停下“脚步”,发出“请佩戴医用口罩”的语音提醒。锁定目标,挥臂前进,前后左右,下一个目标……在“冰立方”的运动员更衣室门口,智能消毒机器人熟练地对物体进行深紫外线消毒。据介绍,在面对复杂物体时,这款机器人不仅能识别其形状,还能自主规划消毒轨迹,实现高效、精准消毒。机器人配备的准分子消毒灯,能发出222纳米波长的紫外线,对被照射的空气实现消毒。作为科技创新成果的集中体现,承担防疫重任的智能机器人广受赞誉。日本《每日新闻》指出,北京冬奥会大量使用智能机器人提供服务,避免了人员接触,且效率很高。美国全国广播公司报道说,闭环场地中使用机器人,这些创新展示了北京冬奥会的高科技水平。法国24电视台称赞,这是“展现未来愿景的高科技实验室”。

无线电为北京冬奥会场馆安全“保驾”。北京冬奥会的无线电安全保障工作,除了赛事所在地北京和河北的无线电保障力量外,还选定了4省市的无线电技术精兵强将来协作完成,上海就是其中之一。上海市经信委监测室副主任、北京冬奥会上海无线电安全保障团队前方负责人汪志斌,作为首批驻派人员和3名队员奔赴北京冬奥会场馆,对无线电安全工作进行驻点保障。在这为时74天的时间里,汪志斌带领队员们代表上海,向北京冬奥会交上了一份最满意的答卷。团队2022年1月4日到达北京。最初的工作就是联系国家监测中心,解决车辆的联网工作。需要将上海的无线电保障车辆联入国家监测中心的一体化平台上。通过平台,国家监测中心可以看见汪志斌带队的上海车辆,并且可以对上海的车辆进行远程的遥控操作。在不能进入场馆的日子里,汪志斌带着队友们,每天上午在五棵松体育中心外,定点做电磁环境测试。下午,就在五棵松体育馆和首都体育馆之间负责的区域里做移动监测,对周边频率的使用状况进行摸底。由于平时上海无线电的基础设施建设方面做得很扎实,而且上海的设备也较为全面、先进,所以当汪志斌第一次和其他省市集合,与北京团队在一起做设备校准时,最后都一致选择使用上海的信号源。

科研助力冬奥健儿冰上“飞”。针对短道速滑和速度滑冰运动项目,北京航空航天大学柯鹏团队开展攻关,借鉴航空航天飞行器的路线优化算法,建立数字运动员模型,找到了冰雪运动的最佳滑行路线、最佳滑行姿势和最优体能分配方案,为运动员精雕技术动作提供精准服务。同时通过对冰面质量持续监测和评估的技术研究,自主研发了“三头六臂”式冰温测量系统,24小时不间断从温度、厚度、硬度、摩擦系数等方面给冰面“体检”,确保每次训练时冰面状态保持一致。

“冬奥手语播报数字人”上岗。北京智谱华章科技有限公司、凌云光技术股份有限公司和北京广播电视台联合打造的“冬奥手语播报数字人系统”,是基于北京智源人工智能研究院“悟道2.0”超大智能模型进行研发,自主搭建的系统。数字模特可通过多模态肢体动作、表情、手指等动作进行手语播报,便于残障人士收看赛事报道。

“大白”机器人:您的专属“咖啡大师”。北京猎户星空科技有限公司的智能咖啡设备——双臂协作机器人“大白”,由两条六轴协作式机械臂组成,左右机械臂可以同时开工,能精准执行各种不同的动作,可完成取豆、称重、取水、上水、冲泡等一系列咖啡制作工艺。“大白”机器人能像咖啡大师一样展示拉花工艺,只需4分钟,就可制作一杯醇香的咖啡。

“水立方”变“冰立方”综合指挥维护保障。广联达科技股份有限公司助力中建一局“冰立方”冰上运动中心项目BIM技术应用,为冰立方项目搭建了一套综合指挥调度中心,覆盖了项目建设的全要素、全过程、全参与方,为项目的工期进度、治安管控、BIM实践应用、现场智能监管调度,提供了全方位的信息化应用保障。

多线激光雷达和客流雷视融合赋能科技冬奥。北京万集科技股份有限公司积极参与“十三五”国家重点研发计划项目“科技冬奥”专项研究“复杂山地条件下冬奥雪上场馆设计建造运维关键技术”,为冬奥示范工程贡献力量。其研发多线激光雷达和客流雷视融合感知算法,为行人交通仿真、交通信息服务等,提供数据支撑,赋能科技冬奥。

桌面悬浮光场,不用3D眼镜可看三维场景。国家跳台滑雪中心观众暖棚,有一个神奇的展示设置。进入暖棚,在一个桌子上,不用3D眼镜,用裸眼竟然看到一个悬浮在桌面上的虚拟三维场景,展示的是冬奥场馆及冰雪运动场景。原来,这是雪上智慧专项研发的“桌面悬浮光场三维显示系统”,该系统解决了三维显示数据量过大,实时高精度渲染困难,以及设备复杂不易维护等难题。除国家跳台滑雪中心观众暖棚,项目共研制了两套样机,另一套在北京冬奥村北京小屋,为冬奥会运动员及观众提供全景式奥运三维展示方式,提升观赛科技感。这套系统令观众有更强的参与感和真实感,最重要的是摆脱了3D眼镜,能更自然地、从不同角度、环绕观看悬浮三维场景。

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