暗藏玄機(jī)的世界杯足球

陳曦

2022 年卡塔爾世界杯的亮點(diǎn)之一就是比賽用球“Al Rihla”，它是歷屆世界杯中運(yùn)動速度最快的足球。

世界杯自1930 年在烏拉圭首次舉辦至今，已走過93 載春秋。這93 年間，足球運(yùn)動發(fā)生了翻天覆地的變化，足球運(yùn)動員的水平越來越高，足球比賽越來越精彩、足球運(yùn)動越來越普及。推動足球運(yùn)動發(fā)展的，除了一代代足球人的付出與努力外，科技的貢獻(xiàn)不可忽視。

先進(jìn)的材料和工藝

“如今，足球運(yùn)動員越來越高超的球技、觀眾不斷提高的觀賞需求，對足球比賽用球提出了更高的要求?！眹鴥?nèi)最大的球膽供應(yīng)商——三力偉業(yè)（天津）體育用品有限公司總經(jīng)理梁曉軍在接受記者采訪時表示。舉例來說，如果足球飛行速度慢，那么進(jìn)球率就會比較低；倘若足球飛行速度快，守門員防守難度增加，球員進(jìn)球率就能夠得到提升，比賽的觀賞性更佳。

回顧歷屆世界杯，比賽用球的每一次推陳出新，都離不開科技的助力。

1954年瑞士世界杯，用球標(biāo)準(zhǔn)逐漸成形，同時也拉開了世界杯用球在材料和技術(shù)上創(chuàng)新的序幕；1958年瑞典世界杯的比賽用球“巨星”開創(chuàng)性地使用了防水外皮，這款足球也幫助貝利成功完成了世界杯首秀；1986年墨西哥世界杯的比賽用球“阿茲特克”首次使用了合成材料，使足球的耐用性得到了提升。此后幾屆世界杯的比賽用球，更是用上了高科技合成材料、高科技涂層以及熱黏合拼接技術(shù)，使得足球的性能不斷提升。到了2018年俄羅斯世界杯，比賽用球“電視之星-18”甚至被植入了近場通信芯片。

與往屆世界杯用球相比，2022年卡塔爾世界杯比賽用球“Al Rihla”的重量更輕，可以在空中保持更快的飛行速度。據(jù)梁曉軍介紹，“Al Rihla”球體表面采用了一種特殊的紋理聚氨酯球面材料，球面由2 0個模塊組成，同時采用了三角形狀和彎折設(shè)計(jì)，降低了足球在空中運(yùn)行的風(fēng)阻系數(shù)。除此之外，設(shè)計(jì)者通過表面內(nèi)嵌式的設(shè)計(jì)，大大提升了“Al Rihla”運(yùn)動的穩(wěn)定性。

在制作工藝方面，“Al Rihla”表面的2 0個模塊是通過熱黏合拼接技術(shù)貼合在一起的，而不是被縫在一起的。同時，這是第一款完全使用水性涂料和水基膠的世界杯用球。如果球體表面是被縫合的，縫線處會增加球的運(yùn)動阻力。而貼合的設(shè)計(jì)，有效避免了這一問題。

除此之外，設(shè)計(jì)者還對此次世界杯用球的球面表皮與內(nèi)膽之間的彈性體材料進(jìn)行了升級，增加了足球的彈性。這樣的設(shè)計(jì)，可以讓足球在受力相同的情況下，運(yùn)動速度更快。

記錄足球運(yùn)動數(shù)據(jù)的中央芯片

“Al Rihla”的另一個設(shè)計(jì)亮點(diǎn)，是應(yīng)用了創(chuàng)新技術(shù)系統(tǒng)——CTR-CORE，即在足球內(nèi)部植入了一枚CPU 芯片，該芯片能夠以500次/ 秒的速度記錄足球運(yùn)動的相關(guān)數(shù)據(jù)。

類似的技術(shù)早已被應(yīng)用在籃球上。被植入籃球中的、類似陀螺儀的芯片，可以記錄籃球的初始速度、運(yùn)行速度、運(yùn)動角度等數(shù)據(jù)，同時可以跟蹤籃球的運(yùn)動軌跡，這些數(shù)據(jù)對提升球員的籃球技術(shù)起到了重要的輔助作用。

“相關(guān)技術(shù)之所以較晚被應(yīng)用在足球上，主要是因?yàn)樽闱蛟诳罩械娘w行距離比籃球要長很多，在增加了一個十幾克的芯片及其外包裝囊殼的情況下，還要保證長距離空中飛行過程中足球的穩(wěn)定性和運(yùn)動軌跡的精準(zhǔn)性，技術(shù)難度非常大?！绷簳攒娊忉尩?。通過在“Al Rihla”內(nèi)膽中使用多個連接柱，設(shè)計(jì)者將芯片固定在球體中心的囊殼中，從而保證了球的平衡性不受影響。

官方資料顯示，整套CTR-CORE 技術(shù)系統(tǒng)還包括一個運(yùn)動傳感器，其運(yùn)用使得本屆世界杯比賽收集了高精度的足球運(yùn)動數(shù)據(jù)，將它們發(fā)送給視頻助理裁判，為主裁判做出更精準(zhǔn)的判罰提供了有效的幫助。

未來，隨著人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等前沿技術(shù)的發(fā)展，足球運(yùn)動員的技術(shù)和比賽的精彩程度有望進(jìn)一步提升。

本文轉(zhuǎn)自《科技日報(bào)》