揭秘東奧會背后的科技

大臉兔

疫情的原因，2020東京奧運會被迫推遲一年舉行。為了讓賽事能夠順利進行，科技工作者作出了很大的貢獻。科技，不僅能讓體育賽事更加高效、便捷、公平，還盡可能地幫助恢復奧運往日的面貌，為缺少觀眾的冰冷環境增添些許溫暖。

●機器人服務隊

東京奧運會舉辦期間，每天約有幾十萬外國人涌入東京。為了更好地為大家服務，避免疫情期間人員高頻率接觸、降低感染概率，也為了減輕工作人員的負擔，日本設立了機器人服務隊，分別提供服務機器人、警衛機器人、隨身機器人等不同類別的機器人。

這些不同種類的機器人，有的可以提供不同語言的翻譯、導航或叫車服務，有的可以干一些重活，例如幫運動員提行李、收快遞等，警衛機器人則會在會場執行巡邏、支援等維護治安等任務。

●2D圖像跟蹤技術

對于鐵人三項、馬拉松和水上馬拉松等流程較長的項目，無論是裁判還是觀眾都希望可以實時跟蹤每個運動員所處的位置，這就離不開2D圖像跟蹤技術。除了有GPS定位之外，2D圖像跟蹤技術還能結合運動跟蹤的高級圖像處理技術，給每位運動員都設置一個標簽。在整場比賽中，每個運動員會一直使用同一個標簽，以方便裁判和觀眾對其所處的位置、身體狀態以及行進速度和排名進行實時跟蹤。

●3D運動員追蹤技術

在這次奧運會上，英特爾公司專門為田徑比賽提供了AI技術支持，以幫助觀眾跟蹤比賽進程。在比賽的視頻中，可以看到運動員身后出現一條彩色軌跡，顯示運動員在賽道上不同位置的速度，該技術稱為3DAT（3D運動員追蹤）。

3D運動員追蹤技術是裁判確定每一時刻每位運動員所在排名最重要的依據。當臨近終點沖刺時若兩位運動員的位置極其接近，靠肉眼難以公平公正確認，這時就需要3D運動員追蹤技術，通過回放速度跟蹤和場景細節來確定每位運動員的最終排名。這一技術還能通過場景回放收集有用的訓練資料，幫教練和運動員在觀看后及時做出戰術調整和制訂訓練計劃。

●生物識別技術

在射箭比賽中，我們的注意力通常只集中在箭命中靶心那一刻的成績說明上，至于運動員本身有哪些身體變化我們則無法了解。但本屆奧運會的射箭比賽，會有4臺放置在離運動員約12米處的攝像機聚焦于運動員面部，并從拍攝的視頻中分析血管收縮產生的皮膚顏色的輕微變化。觀眾能夠通過屏幕上的圖形見證射手在射箭時所經歷的心跳變化和腎上腺素激增等身體反應。通過生物識別技術來獲得運動員身體機能的實時狀態，可以幫助我們了解射箭運動員在參賽時身體發生的變化，更可以進一步地幫助運動員進行針對性訓練。

●“云觀眾”和“云吶喊”

疫情下的東京奧運會，成了歷史上首個“空場奧運會”。體育賽事沒有觀眾的助威，確實少了很多應有的熱情。為此，主辦方想到一個解決辦法：沒有觀眾，那么我們就自己“制造”觀眾。他們建造了一批“球迷視頻矩陣”，也就是所謂的“云觀眾”：在觀眾席上立起一塊大屏幕，用于顯示觀看比賽的觀眾們的反應和表情，讓他們通過屏幕成為比賽的一部分，增強他們的參與感，也盡可能地增強了運動員們的沉浸體驗。

有了“云觀眾”，自然也不能少了“云吶喊”。國際奧委會主席巴赫早就表示，本屆奧運會將通過數字化手段盡可能減小空場比賽對運動員的影響。利用沉浸式聲效系統、鼓掌聲音系統，在比賽進行到關鍵時播放觀眾鼓掌聲，為運動員助威加油。

●貴金屬提煉制成獎牌

日本從1980年就開始實行垃圾分類回收，本屆奧運會自然離不開環保主題。據東京奧組委介紹，日本從2017年4月1日開啟對廢舊手機家電的收集活動，耗時兩年在全日本收集了約78985噸小家電和621萬部舊手機，從中提煉得到純金約32公斤、純銀約3500公斤、銅約2200公斤，本屆奧運會所有的獎牌均來自這些回收提煉的金屬。

在科技的幫助下，廢舊電子垃圾得到充分利用，變成制作獎牌的原料;借助科技的力量，獎牌上可以輕松做出美麗的浮雕圖案。

●3D+AI跳水訓練系統

分秒之間見成績，是跳水比賽的性質;實現“一根針”入水的完美一跳，則是跳水隊的終極目標。為了讓訓練更科學有效，中國跳水隊采用了3D+AI跳水訓練系統。這個系統會給運動員的一連串入水動作建模，用數據標注出運動員做每一個動作時的各項數據，比如起跳高度、入水夾角等。有了高科技手段的助力，教練就可以對運動員的相關量化指標進行針對性地指導，運動員也可以使用這套系統像復習功課一樣及時地總結經驗、改進不足。

●風洞技術助力水上項目

“風洞”原本被用來研究飛機、導彈等會遇到氣流問題的飛行器，現在拿來研究會遇到氣流或水流問題的運動員也一樣適用。

在體育綜合訓練風洞中，游泳隊的張雨霏、楊浚瑄、徐嘉余、劉湘、閆子貝、余依婷等6名頂級選手接受了風洞實驗。該實驗模擬運動員在游泳過程中所受流場，通過測量運動員在游泳過程中每一秒的姿態、呼吸情況，以及在泳池里每一次往返的劃頻、劃幅、劃次、轉身時間等多項技術參數，實現了對每個動作的精細量化評估，為教練團隊確定訓練方案、改善運動員身體流線型、優化技術動作等提供科學依據。

中國賽艇隊也通過風洞技術模擬運動員抓水、驅動、出水、回槳等不同動作姿態的氣動力大小，并對4名運動員不同編隊組合對氣動阻力的影響進行實驗，成功開發出一套基于氣浮裝置的三維力測量平臺。測力裝置經過精心設計和調試，完全滿足高精度小載荷風洞測試項目的要求，為運動員比賽提供科學參考。

本屆奧運會，中國體育健兒以優異的表現收獲了88枚獎牌。在爭金奪銀的背后，除了運動員的刻苦訓練和教練員的悉心教導，其實還“隱藏”著很多高科技的訓練設備和手段呢——