科技讓東京奧運(yùn)會(huì)更精彩

本刊綜合

編者按：

8月8日晚，第 32 屆夏季奧林匹克運(yùn)動(dòng)會(huì)（下稱“東京奧運(yùn)會(huì)”）正式閉幕。這屆奧運(yùn)賽事，吸引人們眼球的，除了奧運(yùn)健兒們?cè)谫悎?chǎng)上奮力拼搏的競(jìng)技表現(xiàn)，還有各種高科技的應(yīng)用。一方面，在綠色環(huán)保技術(shù)、5G技術(shù)、大數(shù)據(jù)等高科技的加持下，東京奧運(yùn)會(huì)煥發(fā)出新的科技魅力;另一方面，中國(guó)科技元素在賽場(chǎng)上大放異彩，從運(yùn)動(dòng)器材到運(yùn)動(dòng)裝備，再到日常訓(xùn)練，科技正讓我國(guó)運(yùn)動(dòng)健兒如虎添翼。

2021年7月23日，受新冠肺炎疫情影響，延期一年的東京奧運(yùn)會(huì)姍姍來(lái)遲。作為奧運(yùn)歷史上最為特殊的一屆奧運(yùn)會(huì)，人們不僅見證了世界體育競(jìng)技的榮耀與輝煌，更加感受到科技的魅力。

借助綠色環(huán)保技術(shù)，東京奧運(yùn)會(huì)在循環(huán)經(jīng)濟(jì)上做足文章，被稱為歷史上最綠色的一屆奧運(yùn);賽事轉(zhuǎn)播與當(dāng)前最熱技術(shù)的應(yīng)用，使人們不必奔向擁擠的賽場(chǎng)就可以身臨其境;各種數(shù)字化平臺(tái)的應(yīng)用，讓疫情之下的奧運(yùn)會(huì)更安全、更有保障……奧運(yùn)已和科技結(jié)下不解之緣。

踐行低碳理念，打造綠色奧運(yùn)

在全球努力實(shí)現(xiàn)“碳中和”的背景下，日本致力于將東京奧運(yùn)會(huì)辦成“有史以來(lái)最綠色的奧運(yùn)會(huì)”。

東京奧運(yùn)會(huì)的綠色理念得到了國(guó)際奧委會(huì)的支持。比如，2019年，主辦方?jīng)Q定把馬拉松和競(jìng)走賽事移至北海道札幌舉辦——因?yàn)樵系臍鉁乇葨|京低5℃左右。盡管此舉遭到了不少反對(duì)，但國(guó)際奧委會(huì)仍然對(duì)這兩項(xiàng)爭(zhēng)議性決議表示“并不后悔”。在場(chǎng)館節(jié)能方面，新建的奧林匹克主體育場(chǎng)在設(shè)計(jì)上特別考慮了空氣流通，同時(shí)使用大屋檐，以更好地提供自然冷卻。

為實(shí)現(xiàn)“碳中和運(yùn)動(dòng)會(huì)”，日本政府在減少能源消耗和碳排放、使用可再生能源、加大公共交通系統(tǒng)和低能耗汽車的使用力度，以及實(shí)施零廢物政策方面，花了不少精力。

本屆奧運(yùn)會(huì)使用了大量“綠電”，其中一部分來(lái)自川崎的一家生物質(zhì)發(fā)電廠，而另一部分則來(lái)自福島的一個(gè)太陽(yáng)能發(fā)電廠。

氫能源系統(tǒng)是奧運(yùn)綠色能源的一大亮點(diǎn)——通過研發(fā)使用可再生能源的制氫技術(shù)、能源載體（氨/有機(jī)氫化物）技術(shù)、氫燃料電池和氨汽輪發(fā)電技術(shù)等，東京奧運(yùn)會(huì)向世界全面展示了“生產(chǎn)—運(yùn)輸—使用”全過程綠色環(huán)保的氫能源技術(shù)。此次約90%的奧運(yùn)會(huì)車輛使用燃料電池電動(dòng)汽車或混合動(dòng)力車型。

在無(wú)法使用可再生能源的環(huán)節(jié)，東京奧運(yùn)會(huì)使用綠色電力證書，對(duì)不可再生電力的使用進(jìn)行碳補(bǔ)償。東京奧運(yùn)會(huì)也因此成為首個(gè)通過碳信用全面抵消碳排放的奧運(yùn)會(huì)。東京奧組委表示，東京奧運(yùn)會(huì)所購(gòu)買和準(zhǔn)備的碳信用額度超過了實(shí)際需求的150%，進(jìn)而讓東京奧運(yùn)會(huì)成為實(shí)際上的“負(fù)碳型奧運(yùn)會(huì)”。

在東京奧運(yùn)會(huì)開幕式上，火炬手穿著的是由廢棄可口可樂瓶子制成的制服，火炬則是用救災(zāi)避難所提供的鋁制材料制成，以氫作為燃料。本屆奧運(yùn)會(huì)獎(jiǎng)牌由廢舊智能手機(jī)回收的金屬提純制成，領(lǐng)獎(jiǎng)臺(tái)也是由回收塑料通過3D打印技術(shù)制作。奧運(yùn)村內(nèi)供運(yùn)動(dòng)員休息的床也是使用回收的紙板制成。為了驗(yàn)證紙板床的承重性能，運(yùn)動(dòng)員們調(diào)皮地進(jìn)行了測(cè)試——東京奧組委宣稱該床承重量為200公斤，而實(shí)際上9名運(yùn)動(dòng)員才將它踩塌，相當(dāng)于承受住了約600公斤的重量。

日本花卉項(xiàng)目也是體現(xiàn)東京奧運(yùn)會(huì)科技創(chuàng)新的亮點(diǎn)之一。為了裝點(diǎn)本屆奧運(yùn)會(huì)，日本開發(fā)和改進(jìn)了品質(zhì)保持劑、低氧處理、包裝材料等，培育出早熟、持久的花卉基本品種，開發(fā)夏季花卉的穩(wěn)定生產(chǎn)技術(shù)，向世界展示日本高品質(zhì)花卉，擴(kuò)大生產(chǎn)和出口的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。

“無(wú)觀眾”奧運(yùn)，5G打造全新觀賽體驗(yàn)

受新冠肺炎疫情影響，東京奧組委決定禁止海外觀眾入境并限制比賽現(xiàn)場(chǎng)觀眾人數(shù)。對(duì)于不能到現(xiàn)場(chǎng)觀賽的觀眾來(lái)說，以5G為代表的新技術(shù)，將東京奧運(yùn)會(huì)打造成為一屆極為特殊也極為精彩的奧運(yùn)會(huì)。

東京奧運(yùn)會(huì)開幕式應(yīng)用了新型光雕投影技術(shù)——高速追蹤光雕投影。該技術(shù)利用了紅外線捕捉人物的最新技術(shù)，高速追蹤并進(jìn)行演算處理，每秒最高可投影1920幀影像，從觀測(cè)坐標(biāo)至影像投放僅需0.0016秒，縮短至以往儀器的1/10以下。該技術(shù)可迅速捕捉體操選手表演時(shí)靈敏的動(dòng)作，還可展示櫻花飄飛似雪的美景。

為了讓東京奧運(yùn)會(huì)成為觀看體育賽事新體驗(yàn)的展示平臺(tái)，東京奧組委與相關(guān)企業(yè)合作，在帆船、游泳和高爾夫球場(chǎng)館采用了高速5G技術(shù)，傳輸動(dòng)態(tài)高清實(shí)時(shí)圖像，使觀眾得以在場(chǎng)外“零距離”觀賽。

比如，在江之島游艇港的帆船賽事中，啟用搭載了4K攝像功能的無(wú)人機(jī)，比賽船只上也裝備了4K攝像機(jī)，拍攝的帆船比賽視頻將通過5G網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)50米長(zhǎng)的大屏幕上直播，可以讓在附近碼頭觀看的觀眾能夠更近距離地觀看比賽。

游泳賽事中配備智能眼鏡，在觀眾觀看比賽直播的同時(shí)向他們提供游泳比賽結(jié)果和相關(guān)數(shù)據(jù)。NTT DoCoMo的技術(shù)人員古野紀(jì)之稱：“在正常的游泳比賽中，觀眾非常關(guān)注運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)作，但如果你想查看運(yùn)動(dòng)員信息或其他統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，必須抬頭看其他地方的顯示器。所以人們的聚焦點(diǎn)必須在游泳池和顯示器之間來(lái)回切換?！痹谟斡颈荣愔?，古野紀(jì)之帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)向觀眾分發(fā)支持5G網(wǎng)絡(luò)的AR（增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)）裝備，觀眾戴上后可在關(guān)注運(yùn)動(dòng)員動(dòng)作的同時(shí)，看到誰(shuí)在哪個(gè)泳道、單圈時(shí)間以及是否接近世界紀(jì)錄等數(shù)據(jù)。NTT DoCoMo體驗(yàn)設(shè)計(jì)師Akiji Tanaka表示，目前這類AR應(yīng)用仍有較大的距離限制，未來(lái)可以解鎖更高級(jí)別的沉浸感，將比賽數(shù)據(jù)直接發(fā)送到遠(yuǎn)距離的另一個(gè)游泳池，通過設(shè)備傳輸?shù)乃袛?shù)據(jù)，將游泳運(yùn)動(dòng)員的比賽過程投射到空的游泳池中。

霞關(guān)鄉(xiāng)村俱樂部是高爾夫賽事的舉辦地，東京奧組委在球迷區(qū)提供支持5G功能的可租賃設(shè)備，球迷可以觀看特定高爾夫球手的現(xiàn)場(chǎng)視頻、精彩片段、概要等，也可個(gè)性化選擇觀賽角度，享受多角度觀賽體驗(yàn)。

在5G新技術(shù)的加持下，東京奧運(yùn)會(huì)煥發(fā)出新的生機(jī)，帶來(lái)新的精彩！

保障安全，防疫防災(zāi)全面應(yīng)用大數(shù)據(jù)

日本的安全意識(shí)在國(guó)際上處于領(lǐng)先地位，在東京奧運(yùn)會(huì)上，大量先進(jìn)技術(shù)被用于安全保障。

自2013年?yáng)|京奧運(yùn)會(huì)和殘奧會(huì)申辦成功起，日本政府就開始強(qiáng)化感染癥監(jiān)控方面的科技創(chuàng)新。該項(xiàng)目以研究蟲媒病毒感染癥的綜合對(duì)策、提升感染癥的診斷機(jī)制、強(qiáng)化從邊境到國(guó)民的防控信息鏈為重點(diǎn)。當(dāng)時(shí)新冠肺炎疫情尚未出現(xiàn)，該項(xiàng)目體現(xiàn)的傳染病防范意識(shí)是相當(dāng)超前的。

盡管東京疫情防控頗受詬病，但奧運(yùn)村和賽場(chǎng)的疫情控制還是可圈可點(diǎn)，不少高科技的應(yīng)用在很大程度上緩解了東京奧運(yùn)會(huì)的防疫壓力。東京奧運(yùn)會(huì)首席技術(shù)創(chuàng)新官三木泰雄表示，最新技術(shù)能使觀眾在觀看奧運(yùn)會(huì)的同時(shí)避免近距離接觸、處于封閉空間及近距離交談。

針對(duì)奧運(yùn)會(huì)期間大量國(guó)外人員入境，東京奧組委研發(fā)了多個(gè)基于互聯(lián)網(wǎng)的專用數(shù)字化平臺(tái)，覆蓋提交入境信息、審批入境后活動(dòng)計(jì)劃、確認(rèn)核酸檢測(cè)結(jié)果等多個(gè)環(huán)節(jié)，以提高人員入境前各項(xiàng)準(zhǔn)備的效率。據(jù)報(bào)道，每名奧運(yùn)入境人員都要下載一個(gè)名為OCHA的手機(jī)應(yīng)用程序，通過它可在線提交必要信息，并生成多個(gè)二維碼，提供給入境審查、檢疫、海關(guān)等各個(gè)入境環(huán)節(jié)進(jìn)行查驗(yàn)。

在5G的支撐下，東京奧運(yùn)會(huì)采用面部識(shí)別來(lái)加快身份檢查的速度。面部識(shí)別被認(rèn)為是迄今為止最安全的奧運(yùn)會(huì)安檢手段。按照此前規(guī)劃，面部識(shí)別系統(tǒng)能同時(shí)識(shí)別多張面孔，可在短時(shí)間內(nèi)檢查超過30萬(wàn)人的身份，讓觀眾無(wú)需在炎熱的夏天長(zhǎng)時(shí)間等待。

在安保方面，奧運(yùn)相關(guān)區(qū)域配備了無(wú)人機(jī)和機(jī)器人，在海量人群中甄別可疑活動(dòng)，大大減少了警衛(wèi)的工作量。在大帶寬5G網(wǎng)絡(luò)的支撐下，高清4K安全無(wú)人機(jī)充當(dāng)監(jiān)控?cái)z像頭，以確保捕捉到活動(dòng)中發(fā)生的每一個(gè)動(dòng)作。

在圍繞東京奧運(yùn)會(huì)展開的科技創(chuàng)新中，還有一項(xiàng)關(guān)于災(zāi)害天氣預(yù)警的項(xiàng)目——突發(fā)性暴雨和龍卷風(fēng)預(yù)測(cè)。通過開發(fā)利用多參數(shù)相控陣氣象雷達(dá)，以及水災(zāi)觀測(cè)、分析和預(yù)測(cè)等技術(shù)，推動(dòng)?xùn)|京天氣預(yù)報(bào)系統(tǒng)升級(jí)，可精準(zhǔn)預(yù)測(cè)突發(fā)性暴雨等極端天氣。據(jù)介紹，多參數(shù)相控陣氣象雷達(dá)能在30秒內(nèi)觀測(cè)到積雨云的三維立體結(jié)構(gòu)，可預(yù)測(cè)20至30分鐘后發(fā)生的突發(fā)性暴雨和龍卷風(fēng)。在東京奧運(yùn)會(huì)和殘奧會(huì)上，該系統(tǒng)用于判斷室外競(jìng)技項(xiàng)目是否開始、中斷和繼續(xù)等，還能在暴雨到來(lái)前將人員引導(dǎo)至室內(nèi)。