產(chǎn)學(xué)研“黑科技”助力北京冬奧會

◎ 本刊記者 蔣向利

2022年北京冬奧會開幕式驚艷世界，人工智能、機器視覺、5G、云轉(zhuǎn)播等科技成果巧妙運用其中，達到“人少而不空，空靈而浪漫”的現(xiàn)場效果，成為“科技冬奧”的杰出體現(xiàn)。事實上，北京冬奧會在場館設(shè)計、訓(xùn)練設(shè)施、賽事保障等各個方面展示了現(xiàn)代“黑科技”對于冰雪運動的巨大助力。

北京冬奧賽場黑科技惠及百姓家

北京冬奧會后，科技冬奧的諸多成果將有可能繼續(xù)惠及在數(shù)字化時代生活的每一個普通人。

1.助訓(xùn)練：模擬逼真專項運動比賽環(huán)境

中國代表團得以實現(xiàn)冬奧會的全項目參賽，高科技起到了關(guān)鍵作用。

北京冬奧會采用了六自由度電動模擬體育訓(xùn)練系統(tǒng)，它可以搭載鋼架雪車、雪橇、越野滑雪、冬季兩項等多個冬奧會冰雪項目，能夠?qū)⒘杂啥冗\動系統(tǒng)技術(shù)、VR虛擬現(xiàn)實技術(shù)、數(shù)字仿真技術(shù)相結(jié)合，為冬奧會比賽運動員提供十分逼真的專項運動的訓(xùn)練及比賽環(huán)境。

原本應(yīng)用于航空航天等領(lǐng)域的“風(fēng)洞實驗室”如今被用來輔助運動員開展模擬訓(xùn)練和測試，成為國際跳臺滑雪界公認的訓(xùn)練“神器”。位于國家跳臺滑雪訓(xùn)練科研基地的風(fēng)洞實驗室具備三個試驗段，最大風(fēng)速42米/秒，是目前世界最大的國內(nèi)首座跳臺滑雪專用風(fēng)洞。

河北承德壩上的國家雪上訓(xùn)練基地有兩個世界首創(chuàng)，一個是“大轉(zhuǎn)盤”，一個是“陸地雪洞”。我國自主研發(fā)的室內(nèi)滑雪圓盤滑雪滑冰機模擬設(shè)備，通過圓盤傾斜并轉(zhuǎn)動，為運動員全年在“真雪”模擬不同速度、難度的訓(xùn)練提供室內(nèi)條件?；按筠D(zhuǎn)盤”可以模擬傾角達正負18度的坡度、0～35公里/小時的拐彎，運動員可經(jīng)由這種方式實現(xiàn)拐彎技術(shù)的快速提升?！瓣懙匮┒础眲t是指氣膜保溫封閉賽道，在7.5公里越野滑雪賽道上選擇難度最大的2.5公里段，加裝保溫氣膜和制冷通風(fēng)系統(tǒng)，形成閉環(huán)，內(nèi)部氣溫可以保持在零下6攝氏度到零下8攝氏度，實現(xiàn)全年“真雪”訓(xùn)練。

2.助觀賽：冰雪邊也能溫暖舒適

北京冬奧會，5G信號覆蓋所有場館和連接場館的道路。這為超高清視頻、各項智能服務(wù)等應(yīng)用場景提供了必要的網(wǎng)絡(luò)連接。

在室外觀賽，天氣比較寒冷。為解決觀眾觀賽取暖的問題，場館采用了座席和站席觀賽環(huán)境的舒適性提升技術(shù)，實現(xiàn)零下20攝氏度體感溫度下，設(shè)備表面溫度10秒內(nèi)升至40攝氏度以上，可以顯著提升觀眾熱舒適感受。

多維度觀賽體驗和VR直播技術(shù)亮相。60個采用5G+8K技術(shù)的相機呈180度吊裝在五棵松體育中心競賽館內(nèi)環(huán)形屏下方，對比賽進行全面拍攝。觀賽人員只需下載相關(guān)App，便可體驗180度自由視角觀賽。用戶可以通過手機、VR頭盔和電視大屏實現(xiàn)自由視角和VR直播觀看，突破了傳統(tǒng)固定視角和被動式觀賽，“身臨其境”般地感受比賽的激烈。

3.比賽場館：助運動員發(fā)揮最佳狀態(tài)

“科技范兒”的場館，能幫助運動員發(fā)揮最佳狀態(tài)。

國家游泳中心是水上和冰上項目均可運行的“全能場館”：“水立方”和“冰立方”瞬時“變身”，應(yīng)用裝配式快速拆裝和調(diào)平動態(tài)監(jiān)測技術(shù)，20天內(nèi)就可以完成“由水到冰”的場地轉(zhuǎn)換，這是冬奧會歷史上體量最大的冰壺場館，可實現(xiàn)冰壺場地與速滑場地的自由轉(zhuǎn)換。

被稱為“冰絲帶”的國家速滑館打造了“平原上最快的冰”，采用世界跨度最大的單層雙向正交馬鞍形索網(wǎng)屋面，用鋼量僅為傳統(tǒng)屋面的1/4。五棵松冰上中心的“冰菱花”設(shè)計外形很炫酷，但更值得關(guān)注的其實是它把超低能耗的理論和技術(shù)融入了設(shè)計和建造的過程當(dāng)中，殘存熱能和冷能可以再吸收再利用，有利于場館在冬奧會賽后的利用。

位于張家口賽區(qū)的國家跳臺滑雪中心，以及北京賽區(qū)的首鋼滑雪大跳臺，首次應(yīng)用了符合國際標準的競技型人工剖面賽道設(shè)計方法與建造關(guān)鍵技術(shù)，為國內(nèi)首創(chuàng)，大跳臺正四面體的模塊及連接節(jié)點，可以實現(xiàn)不同比賽的賽道剖面轉(zhuǎn)化。國家雪車雪橇賽道長度大、落差大、彎道多，通過技術(shù)創(chuàng)新解決了賽道精度和溫差控制難題，首次實現(xiàn)360度回旋彎道一次噴射成型，同時可滿足延慶高烈度區(qū)的抗震要求。

4.智慧奧運村：運動員公寓舒適又環(huán)保

“智慧奧運村”把運動員安置在精心設(shè)計的、個性化的居住設(shè)施中。張家口冬奧村（冬殘奧村）的運動員公寓中，最引人注目的是一張智能床。該床寬1.2米、長2米，由我國自主研發(fā)，依循人體工程學(xué)原理，在不同使用場景下為人體脊柱提供最佳支撐，充分分散身體壓力，促進運動員血液循環(huán)，釋放賽時緊張壓力，它還擁有睡眠、閱讀、看電視等三種不同的模式，床墊擁有記憶功能，當(dāng)運動員躺在床上的時候，床墊會根據(jù)身體的曲線自動調(diào)節(jié)，讓身體保持一個最舒適的狀態(tài)。

天氣對戶外滑雪運動影響巨大。專門建設(shè)的延慶、張家口冬奧氣象服務(wù)分中心，在自動氣象站、激光測風(fēng)雷達等加密氣象監(jiān)測設(shè)備科學(xué)布設(shè)基礎(chǔ)上，依托數(shù)值天氣預(yù)報、人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，研發(fā)冬奧智慧氣象服務(wù)技術(shù)及系統(tǒng)，實現(xiàn)超精細“復(fù)雜山地+超大城市”一體冬奧氣象綜合監(jiān)測，達到“分鐘級、百米級”精準預(yù)報。

5.機器人：火炬接力、疫情防控大顯身手

防疫機器人、霧化消毒機器人、巡檢機器人、引導(dǎo)機器人、遞送機器人、物流機器人、炒菜機器人、送餐機器人等各類服務(wù)機器人紛紛上崗，提供無接觸的智能服務(wù)。

最令人矚目的，當(dāng)屬奧運史上首次由多機器人完成的火炬接力環(huán)節(jié)，兩名機器人火炬手完成水下接力，機器人冰面滑行入水，并在水下完成火炬交接傳火，最后重新出水，體現(xiàn)了“水火相融”的神奇景象。

針對冬奧北京市區(qū)、延慶、張家口賽區(qū)一體化醫(yī)療保障需求，覆蓋3個賽區(qū)的智能醫(yī)療機器人、機械手等智能醫(yī)療器械的遠程手術(shù)操作系統(tǒng)等，為應(yīng)急醫(yī)學(xué)保障提供了可能。

在十分重要的疫情防控領(lǐng)域，機器人更是大顯身手。AI消毒機器人在場館內(nèi)提供多方面智能化無接觸服務(wù)。如水立方的消毒機器人，續(xù)航持久、自動避障、自行充電，通過AI大數(shù)據(jù)構(gòu)建的智能化消毒系統(tǒng)將場館消毒做到可視化、數(shù)據(jù)化、可追蹤，滿足對場館不同區(qū)域內(nèi)近8600平方米的公共區(qū)域清掃消毒工作。

遠在千里之外的深圳，機器人、無人機、激光等元素，也通過連線的方式與開幕式熱場演出進行互動，讓大灣區(qū)也能以硬核科技赴冰雪之約。專門打造的冬奧運動智能機器人，化身滑雪、滑冰運動員，還呈現(xiàn)了這兩項運動中經(jīng)典的空中技巧。

6.廣東“智造”閃耀冬奧

科技冬奧還有不少廣東元素。例如一家廣東科技企業(yè)向世界展現(xiàn)了其音響、燈光、創(chuàng)意等方面的最新成果，并參與冬奧場地的保障工作。

冬奧會主媒體中心的智慧餐廳面積達到5400平方米，能同時容納1700余人用餐。餐廳內(nèi)的智能、自動餐飲設(shè)備，保證點餐、制餐、出餐全流程自動化完成。該智慧餐廳最大特點是采用了漢堡機、煲仔飯機、炒菜機等十余款智能烹飪及傳送設(shè)備。在疫情防控的大背景下，智慧餐廳不僅進一步減少了人與人的交叉接觸，降低疫情傳播概率及防疫成本，還能夠24小時提供服務(wù)。

出自深圳的防疫神器——可穿戴“體溫貼”在冬奧會中成為工作人員防疫的第一道防線。這款“體溫貼”是世界上已有的最小測溫計，且測溫非常精準，檢測體溫的誤差只在0.1℃～0.2℃之間，最小誤差可以達到0.05℃。針對冬奧會場館的運行需要，它還定制開發(fā)了考勤出入、人員定位等功能，能更快掌握體溫異常者的接觸人群，精準抓取疫情傳播途徑。

7.數(shù)說“科技冬奧”

“科技冬奧”計劃啟動以來，成果卓著。2021年初已有37個項目的133項技術(shù)成果在測試賽中應(yīng)用。從2021年10月開始，隨著北京冬奧會國際測試活動開啟，“科技冬奧”重點專項又有61個項目228項技術(shù)成果陸續(xù)在測試活動、運動員訓(xùn)練及相關(guān)冬奧籌備工作中測試應(yīng)用。截至2021年11月，已啟動80個重點項目。

通過綠電交易平臺，賽時將實現(xiàn)奧運史上首次所有場館100%使用綠色電力，預(yù)計實現(xiàn)碳減排32萬噸。清潔能源車輛用車占比將達到85%，為歷屆冬奧會最高。

國家速滑館建設(shè)方申請和獲得了82項專利，研發(fā)了索網(wǎng)結(jié)構(gòu)體系等8項國際領(lǐng)先技術(shù)。

以北京睿圖（新一代快速更新多尺度資料分析和預(yù)報系統(tǒng)）模式體系為核心，首次實現(xiàn)復(fù)雜地形下100米分辨率、逐10分鐘快速更新的冬奧關(guān)鍵氣象要素0-24小時高精度客觀集成預(yù)報；研發(fā)了從短時臨近（0-1小時）到延伸期（30天）的無縫隙精細化網(wǎng)格預(yù)報產(chǎn)品，實現(xiàn)了歷屆冬奧會最高標準的“分鐘級、百米級”精準預(yù)報要求。

中國高山滑雪比賽服裝在32m/s風(fēng)速時的綜合阻力比國際上購買的先進服裝總阻力要下降4%。短道速滑比賽服采用高彈性防切割面料，以Dyneema防切割技術(shù)，增強了保護性能，雖然十分輕盈，但卻有10倍于鋼絲的強度，一般的剪刀根本沒法剪斷。

高?？萍奸W亮北京冬奧會

申冬奧成功以來，“科技冬奧”重點攻關(guān)大力推進，《科技冬奧（2022）行動計劃》全面展開，國家重點研發(fā)計劃“科技冬奧”重點專項有序推進，取得了一系列科技創(chuàng)新成果。這其中自然少不了高校的力量。據(jù)不完全統(tǒng)計，清華大學(xué)、浙江大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)、上海交通大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、北京航空航天大學(xué)、重慶大學(xué)、大連理工大學(xué)、北京林業(yè)大學(xué)、東北大學(xué)等國內(nèi)多所高校貢獻了科技智慧，助力冬奧。

1.浙江大學(xué)：為炫酷“冰絲帶”建設(shè)施工提供重要科技力量

作為唯一新建冰上競賽場館——國家速滑館“冰絲帶”為世界貢獻了由中國設(shè)計、中國技術(shù)、中國材料、中國制造組成的奧運場館建設(shè)“中國方案”。這其中，浙江大學(xué)建筑工程學(xué)院羅堯治教授團隊和鄧華、袁行飛教授團隊就為“冰絲帶”超大跨度索網(wǎng)結(jié)構(gòu)建設(shè)施工與運維保障提供了重要的科技力量?！氨z帶”的屋面體系采用了雙曲面馬鞍形單層索網(wǎng)結(jié)構(gòu)，是目前世界上跨度最大的單層雙向正交馬鞍形索網(wǎng)屋面體育館。所謂的索網(wǎng)結(jié)構(gòu)，簡單地說，就是一張由鋼索編織而成的大網(wǎng)。這樣一張大網(wǎng)“扣”在了速滑館的上方，形成一個馬鞍形雙曲面屋頂。相較于傳統(tǒng)的剛性屋面結(jié)構(gòu)體系，柔性的索網(wǎng)屋面在滿足結(jié)構(gòu)功能的前提下大大減小了結(jié)構(gòu)的用鋼量，這樣精巧的空間設(shè)計為節(jié)能環(huán)保提供了保障。除了對“冰絲帶”屋頂?shù)谋O(jiān)測，浙大團隊還對速滑館的賽場冰下混凝土開展了結(jié)構(gòu)監(jiān)測。“冰絲帶”采用了全冰面設(shè)計，同時也采用最先進的制冰技術(shù)，冰面溫差可控制在0.5℃以內(nèi)。在“冰絲帶”建設(shè)期間，浙江大學(xué)建筑工程學(xué)院的另一撥人馬也發(fā)揮了重要作用。為了更好解決屋頂?shù)慕ㄔO(shè)難題，鄧華、袁行飛教授團隊通過12︰1的縮尺模型，開展了國家速滑館大跨度索網(wǎng)屋蓋結(jié)構(gòu)建造關(guān)鍵技術(shù)及模型試驗研究。

2.復(fù)旦大學(xué)：創(chuàng)新研發(fā)智能冰上運動訓(xùn)練分析系統(tǒng)

如何通過人工智能為冬奧健兒的體育訓(xùn)練賦能?復(fù)旦大學(xué)工程與應(yīng)用技術(shù)研究院教授、智能機器人研究院常務(wù)副院長張立華團隊研發(fā)智能冰上運動訓(xùn)練分析系統(tǒng)。這一系統(tǒng)的主要技術(shù)指標被2022北京冬奧會采用，讓“智能化”教練親身指導(dǎo)，助你化身“冰雪精靈”！該系統(tǒng)采用基于人工智能計算機視覺算法對滑冰運動員的動作、姿態(tài)、速度等信息進行智能分析對比，從定性、定量再到定制化分析每個運動員的特點，提高科學(xué)化訓(xùn)練水平與效率，有效減輕教練員工作負荷，實現(xiàn)科學(xué)訓(xùn)練、有效提升運動員訓(xùn)練效果和競賽成績的目的?！拔覀兝萌斯ぶ悄芗夹g(shù)，可以分析冰上運動員的骨架、各關(guān)節(jié)的動作、姿勢，這叫運動目標的骨架節(jié)點識別和可視化?！睆埩⑷A介紹。未來，張立華團隊將面向?qū)I(yè)和大眾運動項目開展比賽訓(xùn)練分析算法及應(yīng)用系統(tǒng)研究，根據(jù)現(xiàn)有基礎(chǔ)建設(shè)競技體育比賽訓(xùn)練智能分析平臺，實現(xiàn)訓(xùn)練輔助分析、比賽輔助裁判等智能化應(yīng)用，并建設(shè)示范性智能化體育比賽場館、大眾體育智能化示范設(shè)施，讓廣大群眾能夠在日常運動中感受“智能化”服務(wù)帶來的全新體驗。

3.上海交通大學(xué)：自主研發(fā)六足滑雪機器人

近日，由上海交通大學(xué)設(shè)計研發(fā)的六足滑雪機器人在沈陽完成了初級道、中級道以及與人共同滑雪實驗，通過了穩(wěn)定控制、智能感知、規(guī)劃決策等多方面的測試。這款滑雪機器人是在“科技冬奧”的號召下，由上海交通大學(xué)高峰教授領(lǐng)銜，上海交通大學(xué)機械與動力工程學(xué)院和電子信息與電氣工程學(xué)院組成的足式機器人研究團隊研制，獲得了科技部國家重點研發(fā)計劃“科技冬奧”重點專項支持。不僅能高速滑雪，還能躲避人群、自己規(guī)劃最優(yōu)路線?；C器人在初級與中級雪道中的測試，證明了自己具備敏捷的轉(zhuǎn)彎、制動能力和強大的自主感知、規(guī)劃能力。它能在雪場高速滑行，遇到障礙物還能急轉(zhuǎn)彎，繼續(xù)保持自己矯健的滑雪身姿，還能在滑行的過程中完成高山滑雪運動中的“過旗門”任務(wù)，能夠?qū)崿F(xiàn)良好的速度、方向控制，具有滑行、急停、避障、繞桿等功能。據(jù)介紹，上海交通大學(xué)足式機器人團隊研發(fā)的這款滑雪機器人是六足機器人，采用雙板滑雪。中間的四條腿分成兩組，每兩條腿固定在一個滑雪板上，用于控制滑雪板的位置和姿態(tài)，兩側(cè)的兩條腿分別加裝了滑雪杖，用以模仿人，實現(xiàn)點杖的功能。每個滑雪板具有五個自由度，通過控制滑雪板的位姿可以實現(xiàn)滑雪的速度控制、轉(zhuǎn)彎和制動等功能?；C器人不僅是“科技冬奧”的直觀體現(xiàn)，同時也以“人機共融”的理念為后冬奧時代提供了無限暢想。研究團隊表示，“冬奧會結(jié)束后，這款機器人還可以結(jié)合當(dāng)下5G、無線網(wǎng)絡(luò)等先進技術(shù)，通過遠程控制，實現(xiàn)滑雪機器人同場競技，創(chuàng)造電-機-競的全新娛樂模式，為滑雪愛好者和青少年創(chuàng)造科技感十足的娛樂新風(fēng)尚?！?/p>

4.北京航空航天大學(xué)：以航天科技助力冰雪訓(xùn)練

科技助力競技體育需要科學(xué)的訓(xùn)練才能夠決勝毫厘之間，有哪些方式可以提升運動員的速度呢？哪里轉(zhuǎn)彎哪里變換姿勢是最為恰當(dāng)和合適的呢？北京航空航天大學(xué)教授柯鵬團隊研發(fā)出了一套訓(xùn)練神器。據(jù)介紹，北京航空航天大學(xué)交通科學(xué)與工程學(xué)院副教授柯鵬帶領(lǐng)著團隊，從2019年開始，充分借鑒航空工程的基礎(chǔ)理論和技術(shù)方法，在服裝、裝備、動作、冰面摩擦等每一個環(huán)節(jié)，都經(jīng)過了細致的研究。對于運動員什么時候加速、怎樣轉(zhuǎn)彎、如何減少阻力、滑行路線選擇、體能分配和配速優(yōu)化方面，都引入航空航天科技，特別是找到了適合中國運動員的最佳滑行線路，借助科技讓訓(xùn)練更科學(xué)。

5.重慶大學(xué)：用關(guān)鍵專利技術(shù)為冬奧設(shè)施“保駕護航”

為保障大規(guī)模臨時設(shè)施的安全，重慶大學(xué)“科技冬奧”團隊成員、土木工程學(xué)院劉綱教授研發(fā)了嚴寒山區(qū)復(fù)雜地形下大面積高容量臨時設(shè)施安全運維監(jiān)測系統(tǒng)。他如此介紹此系統(tǒng)：“通過在臨時設(shè)施上安裝溫度、濕度等環(huán)境傳感器，以及振動、傾角、應(yīng)變等結(jié)構(gòu)響應(yīng)傳感器，實時監(jiān)測臨時看臺的狀態(tài)，隨時對設(shè)施進行‘體檢’”。

冬奧會臨時設(shè)施大多都建在腳手架上，所以每一個連接點的安全牢固就非常重要。在實驗室檢測現(xiàn)場腳手架上的每一個連接處，都插著數(shù)個插銷來實現(xiàn)的固定和鏈接。為此重慶大學(xué)“科技冬奧”團隊研發(fā)了一套設(shè)備，實現(xiàn)用無人機給整個賽場的腳手架做體檢。僅僅拍一張照片，就能夠檢測出拍照范圍內(nèi)的插銷是否安裝到位。每一片插銷都預(yù)先涂上了特有的反光材料，一旦有安裝不到位的情況，通過無人機拍照就能夠立馬在顯示屏中看到反饋。這樣，既節(jié)約了時間、人力，也最大程度地保證臨時設(shè)施的安全牢固。

目前，重慶大學(xué)“科技冬奧”團隊已在崇禮和延慶賽區(qū)，共計安裝了30套設(shè)備對臨時設(shè)施安全進行監(jiān)測，設(shè)備要等冬奧會和冬殘奧會結(jié)束后才會拆除，期間所有的監(jiān)測數(shù)據(jù)都會實時發(fā)給現(xiàn)場的運維人員，對臨時設(shè)施架體進行及時維護。

另外，賽場下都是凍土，如何保證建筑安全?重慶大學(xué)“科技冬奧”團隊研發(fā)了適用于嚴寒山區(qū)大面積復(fù)雜結(jié)構(gòu)荷載的抗凍融循環(huán)凍土地基快速處理專利技術(shù)新型樁。

通俗來說就是氣溫到了零下，土壤里面的水變成了冰，隨著氣候變化，凍土在不斷凍脹融沉。當(dāng)?shù)鼗寥雷兓獪y，那么打下的地基也將受到影響，地上的建筑物也就不會穩(wěn)固。劉綱教授說，“新型樁樁身采用螺旋葉片式設(shè)計，這是便于機械旋螺鉆進施工，從而到達實現(xiàn)快速、弱擾動施工，單樁施工僅需十余分鐘；可反向旋擰回收再利用，實現(xiàn)綠色辦奧運的理念?！?/p>

不僅如此，所研發(fā)的新型樁除可顯著提高承載力外，最大特點在于樁身深入凍土地層段采用隔離套設(shè)計，將中心承載鋼管與周圍凍土隔離，消除了地基土凍脹融沉的影響。

6.清華大學(xué)：創(chuàng)新設(shè)計首鋼滑雪大跳臺

北京2022年冬奧張家口賽區(qū)整體及全部場館和北京賽區(qū)首鋼場館的規(guī)劃設(shè)計工作，由清華大學(xué)建筑學(xué)院團隊主導(dǎo)。清華大學(xué)建筑學(xué)院院長張利擔(dān)任北京冬奧會張家口賽區(qū)和首鋼滑雪大跳臺總設(shè)計師，國家跳臺滑雪中心“雪如意”和首鋼滑雪大跳臺就是由他主持。據(jù)悉，以往冬奧會跳臺場館的跳臺落差超百米，普通人無法使用，也提供不了很好的觀光體驗。對此，張利團隊沿用了城市設(shè)計中常用到的“2.5小時慢行體驗”原則。在場館群之間，附加做了步行橋“冰玉環(huán)”，西半環(huán)總長1.7公里，距地面高7米，便于觀眾往返于場館間，形成一個慢行體驗。“雪如意”頂端，是一個具有環(huán)狀空間的頂峰俱樂部，借助VR技術(shù)打造環(huán)形共享空間。在首鋼滑雪大跳臺的設(shè)計中，張利稱，“我們借助人因技術(shù)，從東南方向開始，每5度做一個測試場景，請志愿者被試幫助判斷?！边^程中，測試人的皮電，以及對跳臺、冷卻塔和西山的注視時長等，根據(jù)測試數(shù)據(jù)確定跳臺的最終方位。

7.哈爾濱工業(yè)大學(xué)：為北京冬奧會冰壺比賽提供科技支撐

自動夾取、釋放冰壺、準確擊中目標……冰壺機器人將在北京冬奧會亮相，不僅在冰壺比賽期間進行表演，還將在群眾體驗場與觀眾進行互動。哈爾濱工業(yè)大學(xué)聯(lián)合黑龍江省體科所、哈爾濱體育學(xué)院等體育專業(yè)隊伍組成20多人的研發(fā)團隊，構(gòu)思和設(shè)計一款能夠與人協(xié)作共同完成冰壺比賽的機器人，實現(xiàn)人工智能賦能冰雪體育。研發(fā)團隊還將進一步研制面向大眾體育的冰壺機器人系統(tǒng)。

京張高鐵智能動車組正線全長174公里，實現(xiàn)世界首次350km/h全自動駕駛，是復(fù)興號的智能升級版，實現(xiàn)了“坐著高鐵看冬奧”的愿望。京張高鐵的兩款車頭“龍鳳呈祥”和“瑞雪迎春”的蒙皮，就是哈工大材料學(xué)院王國峰教授團隊采用快速超塑成形工藝助力實現(xiàn)制造生產(chǎn)的?！褒堷P呈祥”和“瑞雪迎春”采用仿生學(xué)與空氣動力學(xué)原理，分別仿生于“鷹隼”與“旗魚”。其流線型的仿生車頭模型能夠有效減少氣體分流，降低空氣阻力，減少內(nèi)耗，保證時速。

“雙奧場館”國家游泳中心在2019年首次通過“水冰轉(zhuǎn)換”制出4條冬奧標準的冰壺賽道，使該場館可在“水上功能”和“冰上功能“之間自由切換，同時具備開展水上、冰上運動及各類大型活動的能力。

哈爾濱工業(yè)大學(xué)土木學(xué)院張文元教授團隊從無到有，提出了一種轉(zhuǎn)換冰場的結(jié)構(gòu)方案，所有鋼結(jié)構(gòu)、混凝土面板都是組裝的，可以隨時進行安裝，10-20天就可以完成，不僅效率高、經(jīng)濟性好，而且可以重復(fù)使用。

哈爾濱工業(yè)大學(xué)建筑學(xué)院陸詩亮教授帶領(lǐng)的科研團隊對國家游泳中心頂棚膜結(jié)構(gòu)，進行了遮蔽改造，構(gòu)建冰立方所需要的低濕低溫環(huán)境，為冬奧會冰壺比賽保駕護航。

8.大連理工大學(xué)：航天科技賦能滑雪頭盔

據(jù)了解，這款滑雪頭盔運用了航天薄壁結(jié)構(gòu)設(shè)計科技。大連理工大學(xué)科研團隊運用了曲線加筋變剛度的設(shè)計技術(shù)，頭盔的材料也有所創(chuàng)新。在保持沖擊韌度的同時將剛度提高了4倍，拉伸強度提高了3倍，大幅提升了頭盔的抗沖擊吸能效率，對運動員形成更好的保護。如今，這款頭盔已經(jīng)通過歐洲滑雪頭盔安全標準測試，并在我國雪上空中技巧項目專業(yè)隊的訓(xùn)練當(dāng)中投入使用。值得一提的是，它的重量只有700克左右，在不大幅增加厚度和重量的前提下，防護性能比歐洲標準還高出至少20%。

9.北京林業(yè)大學(xué)：以創(chuàng)新科技支撐核心區(qū)生態(tài)景觀建設(shè)

北京林業(yè)大學(xué)科技服務(wù)北京2022年冬奧會張家口賽區(qū)崇禮核心區(qū)生態(tài)景觀建設(shè)。技術(shù)團隊按照空間線(全域)、時間線(全時)兩條主線開展工作，構(gòu)建了核心區(qū)生態(tài)景觀賽區(qū)場館圈層、配套設(shè)施圈層和生態(tài)基底圈層三大空間圈層；對森林綠地樹木開展全過程精準監(jiān)控和施策，集成創(chuàng)新系列關(guān)鍵技術(shù)，保證存活率。團隊還修復(fù)山體破損區(qū)，實現(xiàn)了全域不留白、綠色全覆蓋。

10. 東北大學(xué)：VR滑雪體驗系統(tǒng)助力運動員備戰(zhàn)

如何應(yīng)用科技手段，模擬真實高山滑雪賽場環(huán)境呢？東北大學(xué)采集利用VR，把滑雪場景信息重建并顯示出來。該成果可幫助運動員進行賽前模擬，以更好地提前適應(yīng)比賽環(huán)境；可輔助教練員糾正運動員訓(xùn)練動作，從而有效提高訓(xùn)練效率；還可用于春夏秋季運動員的滑雪訓(xùn)練，以及非運動員進行室內(nèi)仿真滑雪體驗。VR滑雪體驗系統(tǒng)可以讓滑雪運動員在備戰(zhàn)過程中以多種方式使用，包括比賽場地的提前檢查、提前適應(yīng)環(huán)境變化、練習(xí)比賽路線等，同時可以面向大眾進行滑雪科普，幫助大家掌握滑雪技能、增強安全知識，為他們上冰雪奠定一定的基礎(chǔ)。

“科技冬奧遺產(chǎn)”將造福社會

北京冬奧會從籌辦伊始，就確定了以科技創(chuàng)新賦能的思路，科技部會同北京冬奧組委等有關(guān)部門和地方成立科技冬奧領(lǐng)導(dǎo)小組，制定實施《科技冬奧（2022）行動計劃》設(shè)立并組織實施“科技冬奧”重點專項，強調(diào)應(yīng)用導(dǎo)向、場景驅(qū)動，重點圍繞科學(xué)辦賽、運動科技、智慧觀賽、安全保障、綠色智慧綜合示范五個方面部署科研任務(wù)，努力舉辦一屆科技含量高的奧運盛會。

“科技冬奧”不僅攻克了一批核心關(guān)鍵技術(shù)，示范了一批前沿引領(lǐng)技術(shù)，還建立起了一批綜合應(yīng)用示范工程，圍繞場館、運行、指揮、安保、醫(yī)療、氣象、交通、轉(zhuǎn)播等關(guān)鍵場景，通過科技創(chuàng)新賦能場館建設(shè)、守護賽事運行、助力疫情防控、提升觀賽體驗、支撐綠色辦奧、助推冬奧備戰(zhàn)。這些成果通過北京冬奧會各場景的應(yīng)用示范，進一步創(chuàng)新完善后，將更多應(yīng)用于經(jīng)濟社會發(fā)展及城市運行各個領(lǐng)域，形成豐富的“科技冬奧遺產(chǎn)”。

科技冬奧領(lǐng)導(dǎo)小組工作組成員常宇表示，科技冬奧的目標，是通過冬奧會的籌辦，為世界探尋更好的未來城市生活解決方案，實現(xiàn)對人友好、對環(huán)境友好、對產(chǎn)業(yè)友好、對社群友好的人類城市生活永續(xù)目標。科技冬奧專項的工作者們一直在想，奧運會能帶給我們什么，或者我們?nèi)绾瓮ㄟ^奧運會推動創(chuàng)新，最終惠及城市運行、產(chǎn)業(yè)發(fā)展和百姓生活。

常宇認為，這展現(xiàn)了我國在科技創(chuàng)新方面的成熟心態(tài)。與冬奧相關(guān)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、綠色環(huán)保、智慧服務(wù)、轉(zhuǎn)播技術(shù)以及人工智能，均力圖以“智能建筑、智能交通、智能轉(zhuǎn)播、智能裝備”等亮點，共同組成對“冬奧，智能新時代”的創(chuàng)新思考和解決方案?！拔覀兿Ｍ蚨瑠W會產(chǎn)生的特殊場景的技術(shù)創(chuàng)新、模式創(chuàng)新，能夠引領(lǐng)北京作為‘雙奧之城’在新的數(shù)字化時代的發(fā)展，能夠惠及數(shù)字化時代下生活的每一個普通人?！背Ｓ钫f。