科技炫酷冬奧會(huì)

席金合

沒有科學(xué)技術(shù)支撐，就沒有現(xiàn)代奧林匹克運(yùn)動(dòng)。舉世矚目的北京冬季奧運(yùn)會(huì)于2022年2月4日至2月20日如期舉行。我國作為東道主，在大力弘揚(yáng)“互相理解、友誼、團(tuán)結(jié)和公平競(jìng)爭”奧林匹克精神的同時(shí)，著眼于科學(xué)技術(shù)的推廣運(yùn)用，制定了《科技冬奧2022行動(dòng)計(jì)劃》，無論交通運(yùn)輸、場(chǎng)館建設(shè)，還是賽事保障、訓(xùn)練比賽，乃至相關(guān)活動(dòng)，都著力把科技創(chuàng)新滲透到整個(gè)賽場(chǎng)內(nèi)外以及社會(huì)生活之中。

VR觀賽讓你身臨其境

為豐富觀眾體驗(yàn)，北京冬奧會(huì)開啟了“智能觀賽”模式，即使不在現(xiàn)場(chǎng)，也能身臨其境觀看比賽，為觀眾呈現(xiàn)一場(chǎng)視聽盛宴。

不同于以往攝影師扛著機(jī)器跟拍的傳統(tǒng)模式，本屆冬奧會(huì)在多個(gè)賽場(chǎng)都單獨(dú)設(shè)置40多臺(tái)攝像機(jī)，多機(jī)位繞著場(chǎng)地360度拍攝，多方位捕捉賽場(chǎng)情景，實(shí)現(xiàn)所有畫面無縫連接，以彌補(bǔ)傳統(tǒng)直播視角單一、畫面固定不變的缺陷，為觀眾提供了360度觀賽的神奇體驗(yàn)，這比在觀眾席上觀看更具震撼力。

五湖四海的觀眾，只需打開手機(jī)上的冬奧會(huì)直播 APP，手指長按屏幕然后滑動(dòng)，就能隨心所欲調(diào)整視頻角度，感受不同視角下運(yùn)動(dòng)員的姿態(tài)，將賽場(chǎng)上高速發(fā)生的一切，真切地盡收眼中。

尤其是具有虛擬現(xiàn)實(shí)功能的VR技術(shù)，應(yīng)用于賽事直播，在滑雪等對(duì)場(chǎng)地要求較高的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目中，能將所有慢動(dòng)作全方位無死角轉(zhuǎn)動(dòng)回放，給觀眾以豐富、震撼的觀賽體驗(yàn)。

運(yùn)動(dòng)科技賽場(chǎng)決勝

歷屆冬奧會(huì)上，冰雪運(yùn)動(dòng)強(qiáng)國通過科技手段提升選手成績的事例不勝枚舉。無論平時(shí)訓(xùn)練還是正式比賽，運(yùn)動(dòng)裝備的高科技化趨勢(shì)日益明顯，先進(jìn)的運(yùn)動(dòng)裝備能幫助提升訓(xùn)練的科學(xué)性和選手賽場(chǎng)發(fā)揮。

內(nèi)置傳感器的高科技運(yùn)動(dòng)服，是我國備戰(zhàn)冬奧會(huì)的重要裝備。其傳感器能感應(yīng)和追蹤肌肉內(nèi)部活動(dòng)，通過應(yīng)用程序報(bào)告各部位肌肉運(yùn)動(dòng)情況，從而幫助運(yùn)動(dòng)員有針對(duì)性提升訓(xùn)練水平。此外，利用人工智能技術(shù)，還可以模擬和優(yōu)化比賽場(chǎng)景，突破場(chǎng)地和氣候限制，輔助運(yùn)動(dòng)員科學(xué)施訓(xùn)，提升競(jìng)技水平和綜合素質(zhì)。

競(jìng)技勝負(fù)，有時(shí)取決于0.01秒，這點(diǎn)時(shí)間看似微不足道，但十分寶貴，可憑運(yùn)動(dòng)服來爭取。用橡膠材料制成的速滑賽服，比普通纖維服裝彈性強(qiáng)幾十倍，可減少體力消耗;并且，雙臂和雙腿部位蜂窩樣式的聚氨酯材料，有利于減少高速運(yùn)動(dòng)中的空氣阻力。

科技助陣提升戰(zhàn)績

比賽場(chǎng)地有科技的加持，運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練也有高科技助陣，這樣有利于精練技術(shù)，提高競(jìng)技能力。比如，滑雪運(yùn)動(dòng)員從1000米的高山上，沿雪道一路滑至山底的終點(diǎn)，要在途中精準(zhǔn)穿過旗門，難度與驚險(xiǎn)超乎想象，哪怕是一個(gè)很小的失誤，都可能導(dǎo)致與勝利失之交臂。所以，每個(gè)選手都面臨技術(shù)和心態(tài)的嚴(yán)峻考驗(yàn)。

為此，我國滑雪訓(xùn)練隊(duì)引入大量科學(xué)設(shè)備用于輔助訓(xùn)練，如在滑道沿途布設(shè)多個(gè)固定攝像機(jī)，空中也有無人機(jī)追蹤抓拍，并讓運(yùn)動(dòng)員在身體的關(guān)鍵部位，佩戴靈敏的動(dòng)作信息感應(yīng)器件。這樣，可以捕捉他們的高速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，以便通過監(jiān)測(cè)系統(tǒng)掌握運(yùn)動(dòng)員動(dòng)作變化，大到拐彎、小到手指抖動(dòng)、入彎時(shí)速度、哪種姿勢(shì)可減少空氣阻力等。這些細(xì)微動(dòng)作數(shù)據(jù)，都會(huì)在監(jiān)測(cè)系統(tǒng)屏幕上呈現(xiàn)出來。教練員據(jù)此對(duì)運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)作和姿勢(shì)，進(jìn)行優(yōu)化性的調(diào)整和修正，由此實(shí)現(xiàn)科學(xué)化、精細(xì)化和針對(duì)性訓(xùn)練，不斷提升技術(shù)水平，攻克高難度動(dòng)作。

超強(qiáng)制服貼心保暖

為了給來自全球的冬奧運(yùn)動(dòng)會(huì)工作人員提供防寒保護(hù)，曾打造過“神舟”載人系列宇航服的北京服裝學(xué)院，運(yùn)用超強(qiáng)保暖熾熱技術(shù)，制造賽事工作制服。其主要用材有石墨烯、聚熱棉和超級(jí)羽絨，這些材料具有快速升溫、高效蓄熱、超級(jí)保暖等功效。

石墨烯是一種新型納米材料，能夠通過發(fā)射遠(yuǎn)紅外線，實(shí)現(xiàn)照射性升溫，效果是普通材料的兩倍。聚熱棉作為新型立體結(jié)構(gòu)保暖材料，可將來自陽光的熱量牢牢鎖住，阻隔熱量流失，功效比傳統(tǒng)材料提升20%。同時(shí)設(shè)計(jì)人員利用熱能反射原理，通過印花、離子濺射等技術(shù)，使織物表面形成熱反射層，有效收住身體熱量，達(dá)到保暖作用。超級(jí)羽絨也是高科技仿真產(chǎn)品，其蓬松度比天然羽絨增強(qiáng)30%，能有效抑制面料夾層中的空氣對(duì)流，避免帶走身體熱量。

除保暖外，服裝還能抗靜電、防滑、向外導(dǎo)濕透濕等，讓穿者感到舒適、暖和與安全。

奧運(yùn)專列上隨時(shí)上網(wǎng)

賽區(qū)間隔遠(yuǎn)？沒關(guān)系！連通北京、延慶、張家口賽區(qū)的京張高鐵，三年前就已完工，使北京至張家口的通勤時(shí)間，縮短了兩個(gè)多小時(shí)。列車設(shè)計(jì)了諸多定制化服務(wù)，凸顯了智能特色。自助購票、“刷臉”進(jìn)站、行程規(guī)劃、站內(nèi)導(dǎo)航、Wi-Fi全覆蓋……通過車上顯示屏，可實(shí)時(shí)觀看賽事直播，媒體記者能隨時(shí)上網(wǎng)發(fā)送新聞報(bào)道。

先進(jìn)智能設(shè)備，為國內(nèi)外乘客提供了購票、進(jìn)站、乘車、觀賽和處理相關(guān)業(yè)務(wù)等全鏈條服務(wù)，用高速加便捷消除了空間距離。

國產(chǎn)智能無人公交車，串聯(lián)起各賽區(qū)周邊地區(qū)。乘車時(shí)，只要打開手機(jī)，通過系統(tǒng)下達(dá)指令，車輛當(dāng)即感知到人的用車需求，會(huì)自行到站停車待客。這種全新的智能車，沒有方向盤，也沒有剎車和油門。同時(shí)，可在復(fù)雜環(huán)境下運(yùn)行的智能無人物流車，用于運(yùn)送專項(xiàng)物資和賽事用品。

交通部門通過專屬網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，可對(duì)張家口賽區(qū)的道路暢通、車輛運(yùn)行、場(chǎng)站占用等，實(shí)現(xiàn)綜合監(jiān)測(cè)和預(yù)警，確保對(duì)人、車、路、場(chǎng)、站等，進(jìn)行合理調(diào)度和安全監(jiān)管，實(shí)現(xiàn)交通運(yùn)輸安全管理科學(xué)化。

機(jī)器人出馬檢毒防疫

在疫情嚴(yán)峻的形勢(shì)下，舉辦大型國際賽事，面對(duì)國內(nèi)外人員頻繁交往帶來的密集人流，能否有效防范新冠病毒，決定著冬奧會(huì)的成敗。為此，來自河南某公司的消毒機(jī)器人，在各場(chǎng)館大顯身手。

身高1.4米，圓圓的底盤上有個(gè)胖乎乎的“肚子”，長頸鹿一樣的脖子上，頂著一個(gè)小風(fēng)扇，走起路來呼呼往外噴霧……消毒機(jī)器人在人員來往的地方開展消殺作業(yè)，一時(shí)成為人們眼中的“小明星”。

這種機(jī)器人的“肚子”一次能裝16升消毒液，通過頭頂上的四向噴嘴噴灑藥劑，一分鐘消毒面積可達(dá)36平方米，續(xù)航時(shí)間4～5小時(shí)。它容易操作，每天提前添加好消毒液后，到設(shè)定時(shí)間，即可自行啟動(dòng)履行職責(zé)。

病毒檢測(cè)同樣重要。寧波胤瑞生物醫(yī)學(xué)儀器公司研發(fā)的核酸檢測(cè)儀，屬于手持全自動(dòng)封閉式儀器，外觀就像個(gè)可視電話機(jī)。它以冬奧會(huì)快速通關(guān)智能監(jiān)管員的身份，承擔(dān)新冠病毒口岸防控任務(wù)，40分鐘可完成核酸檢測(cè)。

速凍催生優(yōu)質(zhì)冰場(chǎng)

冬奧會(huì)多為“冰”的賽事，如滑冰、冰球、冰壺等。能否造出高標(biāo)準(zhǔn)冰面，關(guān)乎選手水平的發(fā)揮，還決定比賽的精彩程度。對(duì)此，國家速滑館放出大招，舍棄國際慣用的傳統(tǒng)制冰工藝，自主研發(fā)的二氧化碳跨臨界直冷制冰系統(tǒng)，這是當(dāng)前冬季運(yùn)動(dòng)場(chǎng)館最先進(jìn)、最環(huán)保、最高效的制冰技術(shù)。

這套制冰系統(tǒng)與傳統(tǒng)制冷設(shè)備相比，能效提升20%以上;在全冰面模式下，能節(jié)省200多萬度電，整個(gè)系統(tǒng)的碳排放趨近于零。它不僅省電，生成冰面的速度也快，1.2萬平方米的冰場(chǎng)，僅14天便完成制冰，妥妥的中國速度。

高速滑冰對(duì)冰面穩(wěn)定性的要求很嚴(yán)，若溫度高，則冰面過軟，會(huì)減緩滑速;若溫度低，則冰面過硬，蹬不住冰，容易打滑、摔倒。該技術(shù)克服了這樣的缺陷，能讓每一寸冰面的溫差不超過0.5℃，從而創(chuàng)造出最佳場(chǎng)地，讓參賽者發(fā)揮出最佳水平，保證比賽的公平性與安全性。

“冰絲帶”展現(xiàn)新潮創(chuàng)意

承擔(dān)冰上競(jìng)賽的國家速滑館，外部圍繞著22條飄逸的“絲帶”，它們對(duì)場(chǎng)館幕墻起支撐作用，并將遮陽、立體照明和建筑效果融為一體，被人們形象地稱為“冰絲帶”。其造型像運(yùn)動(dòng)員在冰上風(fēng)馳電掣滑過時(shí)的痕跡，象征著速度與激情，該創(chuàng)意體現(xiàn)了冰和速度的完美結(jié)合。

“冰絲帶”下面1.2萬平方米的冰場(chǎng)，采用分模塊控制單元，將冰面劃分為若干區(qū)域，根據(jù)比賽項(xiàng)目分區(qū)域和標(biāo)準(zhǔn)制冰。制冰時(shí)產(chǎn)生的余熱，能有效回收利用。并且，整個(gè)建筑表面的光伏系統(tǒng)，可提供相當(dāng)于200個(gè)家庭的用電量。

“冰絲帶”設(shè)立的數(shù)字季生和智能化集成管理平臺(tái)，集成45個(gè)子系統(tǒng)，將場(chǎng)館的設(shè)備數(shù)據(jù)進(jìn)行集中管理，可利用電腦對(duì)館內(nèi)全景進(jìn)行圖像和文字瀏覽，點(diǎn)擊鼠標(biāo)即可獲得相關(guān)設(shè)備的詳細(xì)信息，實(shí)現(xiàn)場(chǎng)館運(yùn)行數(shù)據(jù)釆集、趨勢(shì)研判、提前預(yù)警和分析決策等綜合管理。

“水立方”冷變“冰立方”

冬奧會(huì)期間，國家游泳中心——“水立方”，搖身一變成“冰立方”，供冰壺項(xiàng)目比賽。這一改造工程的難點(diǎn)，在于水立方原有的建筑布局和設(shè)施，主要是滿足水上競(jìng)技的照明需求，而要達(dá)到冰上比賽和賽后水上運(yùn)動(dòng)的照明需求，并實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)，必須拿出靈活性和適應(yīng)性強(qiáng)的方案。

對(duì)此，中國建筑環(huán)境與能源研究院努力攻關(guān)，提出運(yùn)用大功率LED jfl J 燈等辦法，完成光環(huán)境改造。在打造賽后場(chǎng)景再利用方面，通過“水冰轉(zhuǎn)換”可拆卸結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)“水立方”冬夏通用場(chǎng)所轉(zhuǎn)換。

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，各項(xiàng)照明指標(biāo)符合比賽和電視轉(zhuǎn)播要求，受到冬奧組委的充分肯定。這也為其他場(chǎng)館建設(shè)提供了參考，特別是為高級(jí)別體育照明項(xiàng)目，起到重要指導(dǎo)作用。

總之，在改造工程中，最大限度利用原場(chǎng)館和既有設(shè)施，并融入5G、大數(shù)據(jù)等新一代科技，把近期和遠(yuǎn)期、現(xiàn)有和新建結(jié)合考慮，體現(xiàn)出可持續(xù)發(fā)展理念。

賽區(qū)設(shè)施環(huán)保節(jié)能

在倡導(dǎo)低碳生活的今天，綠色辦奧運(yùn)，激發(fā)了建材產(chǎn)業(yè)潛能，催生了綠色低碳節(jié)能建筑，讓冬奧會(huì)充分體現(xiàn)了人與自然和諧共生的環(huán)保理念。

我國凱盛科技集團(tuán)研發(fā)的碲化鎘發(fā)電玻璃，具有弱光性能好、抗衰減等特點(diǎn)，，不僅具有建筑材料的特性，還能發(fā)電，是新型綠色環(huán)保建筑材料。作為光伏和建筑一體化的理想材料，這種發(fā)電玻璃應(yīng)用于國家速滑館、張家口冬奧會(huì)配套設(shè)施改造和赤城奧運(yùn)走廊建設(shè)，既滿足了發(fā)電需求，又兼具經(jīng)濟(jì)性和藝術(shù)性。發(fā)電玻璃在冬奧會(huì)主要設(shè)施的應(yīng)用，凸顯了綠色和科技相結(jié)合的創(chuàng)新示范效應(yīng)。

赤城奧運(yùn)走廊碲化鎘發(fā)電玻璃所發(fā)的電，相當(dāng)裝機(jī)容量為2000千瓦的電站，大大超出了該區(qū)域賽事活動(dòng)用電需求，剩余部分輸送社會(huì)用戶。該項(xiàng)目意味著我國光伏+荒漠整治模式的成功實(shí)現(xiàn)，為未來光伏產(chǎn)品的應(yīng)用模式、應(yīng)用場(chǎng)景和應(yīng)用范圍，提供了重要典范。

優(yōu)質(zhì)直飲水放心喝

我國承辦奧運(yùn)會(huì)，不單是追求純粹的體育競(jìng)技，同時(shí)堅(jiān)持生命至上、為民謀利的理念，充分發(fā)揮社會(huì)主義制度的優(yōu)越性。

為保證冬奧場(chǎng)館高品質(zhì)用水，張家口啟動(dòng)了崇禮奧運(yùn)直飲水工程，采用北京理工大學(xué)水環(huán)境科學(xué)研究院研發(fā)的水處理高新技術(shù)，對(duì)城區(qū)居民用水進(jìn)行凈化和優(yōu)化，確保水質(zhì)達(dá)到國際直飲水標(biāo)準(zhǔn)，在各場(chǎng)館可以隨處喝到放心水。

這項(xiàng)技術(shù)通過新的消毒方式，避免了傳統(tǒng)自來水加“氯”處理給人體帶來的危害，同時(shí)解決了網(wǎng)管二次污染難題，用純物理方法，生成礦泉水標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)質(zhì)飲用水。

先進(jìn)水處理技術(shù)不僅確保冬奧會(huì)安全用水，還惠及民生。早在2018年，張家口懷來縣已率先實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)直飲水入戶，日供水量3萬噸，惠及人口約20萬人。目前，按照原有規(guī)劃，張家口市已全面實(shí)現(xiàn)直飲水公共服務(wù)，真正造福民眾，收到了科技辦奧運(yùn)的社會(huì)效益。

2022年北京冬奧會(huì)的主題口號(hào)是：一起向未來！可以想象，未來意味著社會(huì)文明、人類進(jìn)步、經(jīng)濟(jì)騰飛，其中最關(guān)鍵的是科技水平空前提高。不難看出，我國在舉辦奧運(yùn)會(huì)的過程中，始終貫穿了這一鮮明主題。

（編輯文墨）