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科技赋能北京冬奥

2022-01-29      

撰文/本刊记者 陆舟
  随着北京冬奥会筹办进入冲刺阶段,多项运用其中的自主创新科技成果引人关注,成为即将到来的北京冬奥会令人期待的一抹亮色。

  双奥场馆尽显低碳、智能范儿

  被称为“冰丝带”的国家速滑馆外立面由3360块曲面玻璃组成22条晶莹剔透的丝带状玻璃幕墙环绕,象征着速度滑冰运动员高速滑进时冰刀留下的轨迹;编制速滑场馆的马鞍形屋顶——“天幕”的过程,如同给羽毛球拍的球网穿线,一根根线就是一条条特制的钢索,最终将一张巨大的网绷在场馆的上方。双奥场馆种种建筑之美的背后,是来自现代科技的支撑。

  实现碳中和是北京冬奥会的承诺之一。在筹办北京冬奥会过程中,北京冬奥组委通过一系列减碳措施,向世界传递了绿色低碳的理念。以国家速滑馆为例,馆内冰面面积达1.2万平方米,是目前全亚洲最大的冰面。场馆采用二氧化碳跨临界直冷制冰系统,该技术所采用的二氧化碳制冷剂,无异味、不可燃、不助燃,是可持续性最好的冷媒之一,与常规制冷系统比,能效提升20%以上。这项技术在“冰丝带”的成功应用,得到了国际奥委会和国际滑冰联盟的高度评价。

  作为北京冬奥会和冬残奥会冰壶、轮椅冰壶的比赛场馆,由国家游泳中心“水立方”改造的“冰立方”将成为世界首个泳池上架设冰壶赛道的双奥场馆。“水立方”转换为“冰立方”,不仅是场馆使用形态的转换,更是传统场馆转换为智能场馆的一次科技升级。

  “水立方”变身“冰立方”,关键的环节就是制冰。因此,增加制冰设备成为场馆改造的另外一项重要任务。赛场旁边有两组管道,一进一回形成回路,如同人体的动脉和静脉。密密麻麻有序铺装的制冰排管相当于毛细血管一样与动、静脉相连,室外制冷机组就是“心脏”,打开制冰机组使其运行,将载冷剂通过管道循环输送至制冰场,以保证赛场制冰顺利进行。

  如何保证比赛用冰不融化,观赛群众不寒冷,是“冰立方”场馆改造的一大难题。在转换后的场馆内,可以看到在环绕冰场的观众台下方,有直径一米的蓝色长条“布袋”。这是“冰立方”内的除湿送风系统,经过该系统处理后的空气会被均匀吹送到场地上空。而场馆内设置的由4000多个传感设备组成的楼宇设备管理系统,好比人的大脑神经中枢,根据场馆内环境的变化,精准监测、控制场馆内的温度、湿度、PM2.5浓度等,最终实现冰壶赛道冰面温度达到零下8.5摄氏度要求,冰面上方1.5米高处温度始终保持为10摄氏度,而看台观众区温度则恒定在16至18摄氏度,真正做到“同室不同天”。

  “黑科技”提升观赛体验

  以往的体育赛事直播画面,是由导播人员在转播车上对多路摄像机拍摄的画面合成的一路信号,导播切成什么,观众就只能看什么。

  但在五棵松体育中心观看冰球比赛,则可以享受多维度观赛体验。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。观赛人员只需扫描二维码,下载相关APP,便可体验180度自由视角观赛,实时观看比赛的精彩瞬间,享受体育赛事带来的视觉盛宴。

  多维度观赛体验和VR直播技术,是国家重点研发计划“科技冬奥”重点项目,由北京大学牵头,专门针对2022冬奥会冰雪运动的特点而研发。“有了这项技术,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,实现用户自主交互式、连续自由视点视频生成与传输,让观众不仅看得更清晰,还能看得更真实,可以‘身临其境’般感受比赛的激烈。”赛事转播领域经理袁颖慧说。

  在国家游泳中心,“冰立方”冰壶赛场东侧看台上搭建了170平方米的大屏,以真实尺寸展现4个大本营的实时画面。不仅如此,在运动员掷出冰壶后,大屏上还会实时绘出一条曲线显示冰壶的运行轨迹。“冰壶的英文名称也有‘曲线’的意思,所有冰壶的运行都是曲线。观众可以通过这个屏幕,了解每支队伍的战术布局,更好地理解比赛、增加观赛乐趣。”国家游泳中心场馆运行团队后勤副主任、国家游泳中心总经理杨奇勇介绍说。

  除了提升观赛体验,这项全新技术还可以捕捉冰壶运行轨迹并建立数据库。这些数据分析将帮助教练员更好地指导队员。

  听障人士也将无障碍地收看北京冬奥会期间体育赛事新闻的手语实时播报。这得益于“冬奥手语播报数字人系统”的研发。设计和开发人员通过录制国家通用手语全部词汇和10万句以上新闻语句语料的转写,使用“悟道2.0”超大规模预训练模型作为底层核心技术,开发手语翻译模型和跨模态拟人生成算法,最终实现了较高的手语翻译及动作生成质量。

  疫情防控常态化下的新科技应用

  面对新冠肺炎疫情蔓延的不确定性,冬奥会的疫情防控成为众人关注的焦点。“创可贴”测温、机器人志愿者、芯片体温计等,高科技助力北京冬奥会安全安心。

  按照“一馆一策”的要求,国家速滑馆“冰丝带”和冰球比赛场馆—五棵松体育馆都分设“闭环内”“闭环外”两个圈层,单项传递物质,以确保实现分区不重叠、流线不交叉。无接触智能配送柜矗立在闭环内和闭环外的分割线上,双面柜的设计可以实现智能存件、取件的双向操作。通过配送柜的助力,闭环内和闭环外的通用物资得以交接,解决了最后一公里的无接触配送问题。

  可穿戴式的智能体温计芯片用胶布贴在腋下,可实时监控体温。虽然只有指甲盖大小,但精度达到0.05℃,充电一次可连续使用10天。不仅如此,监控系统每3秒采集一次体温数据,通过手机APP向控制中心报告体温变化,这样可让场馆内的医疗和防疫团队及时了解场馆内人员的体温异常情况。

  此外,冬奥会已搭建冬奥疫情防控自动测温人脸识别系统,通过人脸、身份证、IC卡或护照“一刷”识别身份,实时上传测温记录与图片化数据记录,不仅实现无感测温,还大大节省了进场人员核验的时间,提高了查验效率。

  利用物联网感知、识读等技术,“京奥联”智慧冬奥物资平台能在2分钟内完成对3个房间内的资产核对盘点。只要对着一个贴有条形码的凳子任意位置扫描一下,物资信息就会显示在手持扫码仪的屏幕上,比人工线下管理缩短将近60%的时间和人力。

  各类智能机器人也将成为冬奥会防疫的新助手。消杀、清扫、送餐、引导和防疫巡视五大类机器人共同服务于冬奥会赛事。机器人的运用,不仅减少赛事运行人员配置,提高工作效率,还降低人员接触频率和感染风险。

  智能物流机器人在场馆内实现无人无接触式的终端配送,可以自主智能避障、智能规划路径;

  身高140厘米的雾化消毒机器人一分钟消毒面积可达36平方米,还有针对封闭密闭的区域、小范围消毒的紫外线消毒机器人;

  名叫“小白”的巡检机器人当看到没有戴好口罩的人员时,就会自动走过去进行语音提示,直到对方戴上口罩为止。此外,“小白”机器人头顶还设有无接触式手部消毒设备,只需把手放在机器人头顶红外感应部位,便能自动喷出消毒液为手部消毒;

  5G送餐机器人则被安排在“国际奥林匹克大家庭”区域服务,负责将食物从备餐间送到休息室,食物舱处于密封状态,保证食物清洁安全送达。

  新科技成果在冬奥赛事中落地使用,不仅提升了疫情下奥运赛事组织的效率,也通过科技力量为冬奥智慧场馆赋能。

  

   

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