激情世界杯，滿滿“科技風(fēng)”

◎本刊綜合

在2022年秋冬季，讓人興奮不已的不只有層林盡染的美景、浪漫的初雪，還有世界杯。

北京時間2022年11月21日，2022年卡塔爾世界杯（第22屆世界杯足球賽）激情開賽，吸引了全球的目光。

從那時起，32支參賽球隊隊員為夢想中的大力神杯和對足球的摯愛，在足球場上奮力奔跑，揮灑汗水。在足球場外，數(shù)十億觀眾與他們同悲喜、共歡呼。自2022年12月18日結(jié)束后至今，很多人還在回味賽場上那激動人心的一幕幕。

賽事足夠好看，這屆世界杯的黑科技也頗受關(guān)注。不管是比賽用球、體育場館，還是被應(yīng)用在足球場上的技術(shù)等都充滿了科技感?！爸袊臁蔽锲妨料噙@屆世界杯現(xiàn)場，令我們倍感驕傲。

知識小卡片

世界杯是“國際足聯(lián)世界杯”的簡稱，是世界上最高規(guī)格、具有最高知名度、代表最高競技水平的足球比賽，由國家級別足球隊參與。

世界杯每4年舉辦一次，賽程分為預(yù)選賽和決賽兩個階段。世界杯預(yù)選賽在六大賽區(qū)進行，分別是歐洲、南美洲、亞洲、非洲、北美洲和大洋洲賽區(qū)，決賽階段的名額是32個。

當?shù)貢r間2022年6月16日，國際足球聯(lián)合會（FIFA）宣布，將在美國、加拿大和墨西哥合辦2026年美加墨世界杯。

創(chuàng)下多個“首次”

在世界杯歷史上，2022年卡塔爾世界杯創(chuàng)造了多個“首次”。考考你們，你們知道有哪些“首次”嗎？

首次在北半球冬季舉辦

以往的世界杯幾乎都在北半球的夏季舉辦，而2022年卡塔爾世界杯首次在北半球的冬季舉辦。為什么要將時間選在冬季呢？

因為卡塔爾地處中東沙漠地帶，夏季非常炎熱，氣溫時常超過40 ℃，不適合高強度運動，而冬季涼爽，有利于進行足球比賽。

首次在中東地區(qū)舉辦

這屆世界杯是首次在中東地區(qū)舉辦的世界杯，也是卡塔爾首次舉辦世界杯。之前，世界杯通常在歐洲和南美洲的足球強國舉辦。

為了辦好這次比賽，據(jù)統(tǒng)計，卡塔爾在相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施上的投資超過2200億美元，這也使這屆世界杯成為歷史上投資額最高的世界杯。

首次由從未進入決賽階段的國家舉辦

在眾多世界杯主辦國球隊中，卡塔爾隊是唯一沒有參加過決賽階段比賽的球隊。不過，近年來卡塔爾隊進步很快，在2019年阿聯(lián)酋亞洲杯中勇奪冠軍。

首次出現(xiàn)女裁判

這屆世界杯的裁判隊伍中，有6名女裁判，包括3名主裁判和3名助理裁判。這是世界杯歷史上首次出現(xiàn)女裁判的身影。

此外，這屆世界杯還是首屆單場比賽可以替補上場5名球員的世界杯。

知識小卡片

作為目前為止國土面積最小的世界杯舉辦國，卡塔爾常住人口不到300萬，官方語言為阿拉伯語。夏季炎熱漫長，冬季涼爽干燥，最低氣溫為7 ℃左右。

卡塔爾是世界第一大液化天然氣生產(chǎn)和出口國。石油、天然氣產(chǎn)業(yè)是卡塔爾的經(jīng)濟支柱，“油”和“氣”為卡塔爾帶來了巨大的經(jīng)濟效益。

嵌滿科技元素

近年來，科技手段在體育賽事中應(yīng)用越來越廣泛。2022年卡塔爾世界杯上的科技元素足夠亮眼?？萍贾ψ尡荣惛?，觀眾觀賽更舒適。

會排水的草坪

卡塔爾首都多哈的年降水量僅為76毫米左右，因此在這里，植物的生長并不容易。從2014年起，研究團隊就開始在沙漠地面上培植草皮。經(jīng)過反復(fù)實驗，不斷模擬光照、土壤、水分等自然條件，并進行層層篩選，最終選定了根系發(fā)達、極耐踐踏、適應(yīng)卡塔爾氣候且滿足頂級足球賽事要求的海濱雀稗草。

使用海水淡化和雨水收集再利用技術(shù)，再結(jié)合智能節(jié)水噴灌系統(tǒng)，這屆世界杯用的草坪種植比傳統(tǒng)草坪種植節(jié)省大約40%的淡水。

此外，這種草坪下還有可以吸走多余水分的系統(tǒng)，讓草坪時刻保持“最佳狀態(tài)”，還可防止真菌病害和其他草坪病害發(fā)生。

先進的球場降溫系統(tǒng)

卡塔爾屬于熱帶沙漠氣候，即使在冬季，那里的氣溫也不低，海灣地區(qū)的氣溫仍有可能在25 ℃～30 ℃。為了將溫度降至18 ℃～24 ℃，這屆世界杯八個體育場館中有7個安裝了先進的降溫系統(tǒng)，給球員和觀眾帶來涼爽的體驗。

體育場館是如何降溫的呢？里面的“空調(diào)”如何發(fā)揮作用？

體育場館附近有一個能源中心，從那里將冷水通過管道輸送到場館。足球場四周以及觀眾席下部都安裝了通風(fēng)口，比賽期間，冷風(fēng)會源源不斷地從通風(fēng)口輸送到足球場和觀眾區(qū)。這種降溫系統(tǒng)主要利用太陽能轉(zhuǎn)化的熱能制冷，冷空氣通過管道循環(huán)至整個足球場。這樣的技術(shù)是第一次被應(yīng)用。

體育場館獨特的可伸縮屋頂還能顯著改善冷卻效果，這意味著制冷系統(tǒng)所需的水和能源使用不會負擔過重。一旦遇到惡劣天氣，可伸縮屋頂還可以關(guān)閉。

唯一沒有配備降溫系統(tǒng)的體育場館是背靠大海的974球場。獨特的頂棚和座椅排列設(shè)計，讓海風(fēng)成了這座球場的自然空調(diào)。

圖1 2022年卡塔爾世界杯八個體育場館之一 （圖/新華社記者肖藝九 攝）

史上最快比賽用球

2022年卡塔爾世界杯的比賽用球“旅程”采用了多項先進技術(shù)。與往屆世界杯用球相比，它的質(zhì)量更小，可以在空中保持更快的飛行速度。

“旅程”球體表面采用了名為SPEEDSHELL的紋理聚氨酯球面材料。球面由20個SPEEDSHELL模塊組成，同時采用三角形狀和彎折設(shè)計，減小了足球在空中運行的風(fēng)阻系數(shù)。所有的SPEEDSHELL模塊是通過熱粘合拼接技術(shù)貼合在一起的，而不是被縫在一起的，避免縫線處增大球的運動阻力。

這屆世界杯比賽用球的球面表皮與內(nèi)膽之間的彈性體材料進行了升級，彈性增強。

值得一提的是，通過內(nèi)置中央芯片，“旅程”能夠?qū)崟r收集高精度的足球運動數(shù)據(jù)，并可以以每秒500次的頻率發(fā)送數(shù)據(jù)，交由人工智能系統(tǒng)進行整合分析。

“肚”里裝了東西，“旅程”在空中飛行時穩(wěn)定性會受影響吧？

設(shè)計者想到了這點。他們通過在“旅程”內(nèi)膽中使用多個連接柱，將芯片固定在球體中心的囊殼中，從而保證足球的平衡性和穩(wěn)定性不受影響。

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部分世界杯比賽用球

電視之星Durlast：首款聚氨酯涂層球，防水、耐磨損。

伊特魯里亞：使用三層復(fù)合材料，底層是經(jīng)過浸膠處理的織物，可防撕扯和增加穩(wěn)定性，中層氯丁橡膠用于防水，外層聚氨酯泡沫材料用于對抗磨蹭和穿刺。

奎斯特拉：首次運用具有能量回復(fù)性能的白色聚氨酯泡沫內(nèi)層，球體觸感更柔軟，球速更快。

團隊之星：采用全新的異性拼塊技術(shù)，嵌面數(shù)首次從32塊減少到14塊，最大程度消除了球體表面不規(guī)則的凹凸。配合當時最新的無縫壓合技術(shù)，球的圓形程度和表面光滑度前所未有。桑巴榮耀：只有6塊相同的十字形嵌面，具有獨特的對稱性。

電視之星18：內(nèi)置NFC芯片，可以記錄足球的運動軌跡、球員射門的力度和足球是否出界等比賽細節(jié)信息。

又快又準的半自動越位識別技術(shù)

越位判罰一直是足球賽場上的一個技術(shù)難題，僅靠肉眼識別難免會造成誤判。

這屆世界杯上，國際足球聯(lián)合會采用了半自動越位識別技術(shù)。這項技術(shù)首次被應(yīng)用于世界杯。

相比傳統(tǒng)的“視頻助理裁判”用視頻慢動作回放來辨別越位與否，半自動越位識別技術(shù)在科技含量上更進一步。一是在這屆世界杯比賽用球內(nèi)部安裝慣性測量單元傳感器，向外界傳送數(shù)據(jù)，實時確定足球的精確位置。二是利用安裝在足球場內(nèi)的12個專用攝像頭，追蹤場上的足球和每一名球員身上的29個數(shù)據(jù)點位，每秒可記錄50次，從而精準算出球員在場地內(nèi)的實時位置。一旦出現(xiàn)可能的越位動作，就會自動即時向視頻助理裁判發(fā)出越位警報。

據(jù)測算，半自動越位識別技術(shù)可以將越位判罰的平均耗時從70秒縮短到25秒，這有利于保證比賽的連貫性。

其實“深度學(xué)習(xí)”這個名詞最早就是機器學(xué)習(xí)領(lǐng)域使用的。在機器學(xué)習(xí)中，深度學(xué)習(xí)被定義為“一系列試圖使用多重非線性變換對數(shù)據(jù)進行多層抽象的算法”。機器學(xué)習(xí)算法是一類從數(shù)據(jù)中自動分析獲得規(guī)律，并利用規(guī)律對未知數(shù)據(jù)進行預(yù)測的算法是對人的意識、思維和信息過程的模擬。而深度學(xué)習(xí)是機器學(xué)習(xí)中表征學(xué)習(xí)方法的一類。

讓所有人體驗賽事的輔助技術(shù)

2022年卡塔爾世界杯針對殘障人員推出了一系列服務(wù)，其中運用了不少新科技。

“博諾克（Bonocle）”是全球首個盲文娛樂平臺，平臺配有一款專為視障人士設(shè)計的電子設(shè)備。在這屆世界杯期間，這種設(shè)備將平臺上的各種信息轉(zhuǎn)換為盲文，使視障人士像其他人一樣享受世界杯帶來的快樂與激情。

場館內(nèi)還設(shè)有感官觀賽室，為患有自閉癥或感官處理問題的年輕人提供安全和安靜的空間，配備互動投影、可控照明裝置及玩具等，幫助他們在舒適的環(huán)境中享受比賽樂趣。

遇上“中國造”

在2022年卡塔爾世界杯上，從決賽場館到供水供電設(shè)施，再到各國官員、媒體工作人員、球迷乘坐的客車，“中國制造”的身影無處不在。

盧賽爾體育場

盧賽爾體育場是在中國鐵道建筑集團有限公司的統(tǒng)籌下，由中外110家企業(yè)、4600多名建設(shè)者歷時2000多天打造的面積為19.5萬平方米的體育場。這個體育場拿下6項“世界之最”：全球規(guī)模最大、系統(tǒng)最復(fù)雜、設(shè)計標準最高、技術(shù)最先進、國際化程度最高、跨度最大的雙層索網(wǎng)屋面單體建筑。

圖2 2022年卡塔爾世界杯主體育場——盧賽爾體育場（圖/新華社發(fā) 尼庫攝）

974球場

974球場是世界杯歷史上首座可拆解和移動的球場。整個球場70%由集裝箱構(gòu)成，集裝箱的數(shù)量為974個，這個數(shù)字和卡塔爾的國際電話區(qū)號相同。

來自中國的集裝箱不僅讓球場可以回收再利用，還解決了部分球迷的住宿問題。位于多哈南部的“自由區(qū)球迷村”有6000間簡易集裝箱式房屋，每間房屋約16平方米，雖然小，但獨立衛(wèi)生間、空調(diào)、茶飲設(shè)備、衣柜等一應(yīng)俱全。

2022年卡塔爾世界杯結(jié)束后，“974球場”這個臨時場館被拆除，集裝箱、可移動座椅及其他模塊化鋼材都被拆解，改建成其他建筑體或捐贈給有需求的機構(gòu)。

中國客車

2022年卡塔爾世界杯期間，中國宇通純電動客車穿梭在場館與酒店之間，承擔起各國官員、記者和球迷的接駁保障任務(wù)。這些純電動客車是賽場外的一道亮麗風(fēng)景。

針對卡塔爾炎熱干燥的氣候，中國宇通公司研發(fā)出車輛液冷電池技術(shù)，這相當于給汽車電池提供“冷卻劑”。針對多風(fēng)沙的天氣條件，在整車密封、底盤防護等方面做了提升——配備自主研發(fā)的泥沙防護結(jié)構(gòu)，對關(guān)鍵部位加裝防風(fēng)沙、抗撞擊的防護裝置等。

這屆世界杯結(jié)束后，所有宇通純電動客車成為卡塔爾公共交通的重要組成部分，繼續(xù)服務(wù)卡塔爾的公共交通網(wǎng)絡(luò)。

LED產(chǎn)品

這屆世界杯上，從記分屏、看臺屏再到足球場圍欄屏，8個體育場館總面積近2000平方米的LED屏都是中國制造的，全方位提升了賽場顯示效果。特別是盧賽爾體育場內(nèi)，兩塊距離地面最高20余米、超70平方米的大型LED記分屏格外吸睛。

當夜幕降臨，主會場周邊5千米路段320套智慧路燈登場，其中130面LED燈桿屏裝點扮“亮”賽場。這些燈桿屏都來自深圳的一家公司，它們集多種功能于一身，充滿現(xiàn)代感、科技感和智慧感。

熱愛足球，熱愛科技！在2022年卡塔爾世界杯現(xiàn)場，綠茵場上飛奔的是為夢想而戰(zhàn)的身影，體育場館內(nèi)外閃耀的是滿滿的科技之光！這屆世界杯是足球和科技的盛宴，一個字：酷！