进入倒计时的北京冬奥会,凝聚着奥林匹克的拼搏力量,更展示出时代发展的创新力量。这一创新力量体现在智慧服务、绿色环保、场馆建设、即时通讯等有关冬奥的各个领域。今天,我们也将继续探秘,看一看冬奥里还有哪些深藏不露的创新未来“黑科技”。
上篇内容传送门:探秘北京冬奥会中深藏不露的创新未来“黑科技”(智慧医疗篇)_前途科技 (accesspath.com)
科技+绿色能源
绿色、低碳、可持续是本届冬奥会的办赛宗旨之一。为实现北京冬奥会碳中和,氢燃料巴士,氢燃料电池应急电源发电车,以及氢燃料火炬齐聚一堂。此外,以玉米、薯类及秸秆等可再生资源为原材料生产的可降解餐具,更是代替了塑料制品,为冬奥送去一抹环保绿意。
①氢能汽车
冬奥氢能汽车由北汽福田团队研发,它集智能化、平台化、集成化、通用化于一体,配备了新一代快速冷启动和高功率密度燃料电池系统,可以克服普通电车在低温状态下电池电力释放不足的问题,即使在零下30°的极寒条件下,也可使电池系统快速升温并提供动力。
打开氢能汽车的侧门,可以看到类似燃油车油箱的储氢罐,储氢罐加满一次可以供车辆行驶500公里,整个过程真正实现0碳排放。氢能源电动汽车的频繁亮相,也展现出我国开展“绿色办奥”“低碳奥运”,大力支持氢能产业发展的科技动向。
②飞扬火炬
独出心裁的飞扬火炬,既承载了熊熊燃烧的冬奥圣火,更彰显了我国在氢燃料领域的又一全新探索。这款火炬秉持绿色、可持续理念,以氢气作为燃料。考虑到火炬接力过程需在低温环境下进行,火炬内部特意配备了一款小型氢气减压装置,使得火炬暴露于寒冷天气中依然可以保持燃烧,并能抵抗10级风力。
据参与研发的中国航天科技集团高级工程师韩宗捷介绍,火炬研制过程中需要解决火焰颜色与稳定性、高压储氢、氢能安全利用等多项技术难题。这款飞扬火炬安全可靠性高,减压比高达几百倍,在结合氢能燃料技术要求的同时,兼顾了轻量化小型化外形需求。火炬外壳采用重量较轻的耐高温碳纤维材料,火炬燃烧罐也以碳纤维材质为主,火炬整体呈现出“轻、固、美”的科技研发亮点。
③绿色智慧场馆
举办一届绿色低碳的冬奥会,离不开应用绿色能源的场馆搭建,以及低能耗运行技术的攻关。在速滑馆的建设中,我国搭建了数字孪生和智能化集成管理平台,并采用二氧化碳跨临界直接制冷系统。这一制冰技术不仅绿色环保,还具有温度控制准、冰面质量优、制冰效率高等优势。其制冷过程中排出的余热还可回收,满足运动员生活热水、融冰池融冰、冰面维护浇冰等能源需求。
北京冬奥会的15块冰场,全部优先采用环保型制冷剂。其中,有7块冰场使用二氧化碳制冰,实现了温室气体零排放。据统计,此项技术减少的碳排放量约等于3900辆汽车的年度碳排放量,也相当于植树超过120万棵所带来的碳排放减少量,属冬奥会历史首次。北京冬奥会也因此成为了百年奥运历史上,第一次全部使用绿色清洁电力的奥运赛事。
除此外,我国还开创了国家雪车雪橇中心,其拥有一套地形气候保护系统,可以通过改变地形,搭建遮阳棚、遮阳帘等事物,降低太阳辐射对赛道的影响。一系列相关举措,也从侧面释放出我国推动可持续发展与绿色能源产业,扶植新兴技术,力图使国家经济、社会发展同生态文明发展相结合的强烈信号。
科技+地理空间
为了给运动员提供完善的外围保障服务,我国在救援、安全运行、地理交通等方面同样投入精力,其中不乏对气象监测和无人机定位系统的应用。
④气象观测
为了更好对赛事天气进行预判,我国推出了“火炬”式手持气象站。作为一款为体育赛事应急保障提供快速高效响应的气象应用,看似一个小小火炬的它,可以在短短几分钟内变身成超级便携的气象观测台,将探测到的气象数据传输到后台信息中心。
小小的观测台可以对赛道风速、风向进行分钟级甚至秒级实时监测,这也将为赛事管理人员、运动员及教练员提供辅助决策依据,保障冬奥会滑雪等比赛的顺利进行。
与此同时,我国还自主开发搭建了冬奥赛区短临气象预报核心技术体系,其可以进行“百米级、分钟级”的全天候天气观测,这也是冬奥会历史上首次实现具备10分钟更新以及百米地理网格功能的0-24小时数字气象预报服务。
⑤激光测风雷达与无人机
为了更好保障冬奥会赛事的顺利进行,可以对赛道纵风及横风进行实时监测与危险预警的激光测风雷达,被安装在北京冬奥会崇礼坡道滑雪场和跳台滑雪场,完成滑雪场风场信息的分析评估。
同时,无人机团队也加入到北京冬奥会和冬残奥会崇礼赛区,投入到森林防火应急准备工作当中。这些无人机具备快速识别、精准操控、实时传输等功能,为大火迅速扑灭提供了技术支撑,也进一步保证了与会者的人身安全。
⑥空间定位系统
结合无人机技术,我国还陆续上线了高山滑雪辅助训练数据采集与分析系统,以及精准定位算法与精准轨迹系统。前者可通过穿戴传感、同步多点摄像以及无人机跟踪拍摄等技术反馈,实时整合分析运动员生理参数和运动数据,从而实时掌握运动员参赛状态,防止意外和突发情况发生。
后者则立足于超宽带技术,提供针对于运动员的精准定位、惯导姿态和视频AI分析功能,可实现从整个赛场空间掌握运动员训练实况,适用于滑冰及滑雪项目。
科技+智能交互
除却能源与安保问题,为世界各地的来宾提供高清流畅的观赛体验,同样是冬奥筹备事项的重中之重。
在北京冬奥组委首钢园办公区主运行中心,有“冬奥大脑”之称的数字屏幕一字排开,实时呈现着场馆及周边区域的监控画面。伴随所有场馆联络、餐饮服务、医疗防疫、安全保卫、交通运行等组织活动在几块屏幕中一一呈现,冬奥组委会依托于此便可进行全场统筹工作。
与此同时,冰雪项目交互式多维度观赛体验技术与系统也“出力不少”,其采用了“自由视角”展现冰球等奥运项目赛况,观众可通过电视、手机或VR设备,在5G环境下观看比赛,还可客串导播,实时变更观赛位置和视角。
⑦5G+8K+卫星转播
北京冬奥会所有比赛场馆及连通赛场,均已实现5G全覆盖,并采用了超高清8K图像收录、处理、存储、传输技术以及卫星通信,观众可以打破空间地域限制,随时随地进行云观赛。
除了直播的技术亮点,借助于云计算与智能拍摄技术,现场信号还可通过自主研发的5G背包,利用5G网络传输到云转播平台。只需笔记本电脑等轻量级设备,就可实现12路信号的云上导播切换,替代传统转播车的大部分功能,进而减少现场人员,降低成本,提高制作效率,实现高清视频即拍即传。
此外,云转播技术还自带智能会议翻译系统,支持多语种实时语音转写、多语种互译,实现各国交流、采访沟通无障碍。
⑧AI手语与AI辅助训练
为了让更多残障人士也能酣畅淋漓地感受冰雪运动的激情与荣耀,我国上线了冬奥AI手语主播。作为央视新闻联合百度智能云推出的央视总台首个AI手语主播,她形象酷似真人,可以全年无休动用AI智慧为听障用户提供手语服务,使其第一时间获取比赛资讯。
这款AI手语主播机器人运用了语音识别、机器翻译等人工智能技术,内部构建有一套复杂而精确的手语翻译引擎,可实现由文字以及音视频内容到手语的翻译,其还可将翻译结果通过专门为手语优化研发的自然动作引擎输出,进行虚拟形象驱动。
除了手语机器人,本次冬奥还将利用可穿戴传感器技术与AI辅助训练技术,依托人工智能辅助系统,给跳台滑雪教练装上“第三只眼”。其中包括对助滑、起跳动作进行三维动作捕捉和技术分析,基于人工智能图像识别技术实时反馈的起跳台时三维动作信息,以及对运动员全程速度、加速度及其雪板空间位置的精确跟踪、测定和动作控制优化,这也将帮助教练员和运动员掌握分析每一个时刻的技术动作细节,为参赛者良好的赛场发挥奠定技术基础。
⑨VR/AR导览
为了给大家营造更具沉浸式的比赛氛围,2022年北京冬奥会还将采用VR/AR技术,让场外的观众也能通过相关设备,以第一视角感受每场比赛。
以场馆部署的40台4K摄像机阵列,以及多台可实现8K VR直播的专业级相机为例,其可以提供360°全景赛事直播,突破了传统定点和被动式赛事的观赏模式,使观众可以远程自主交互,获得身临其境的观赛体验。观众还可以随意滑动手机、平板电脑等移动设备屏幕,或者佩戴VR头显,自由选取不同的观赛方向与角度,获得360°高清全景观赛画面。
总体而言,无论是人工智能、高清显示抑或虚拟现实,众多前沿科技的使用,都将促进更多公众参与到本届冬奥会的观赛中来。
毫无疑问,结合新兴技术的冬奥会,将在比赛、观赛多个维度,为期待不已的人们开创全新科技体验。时刻拥抱科技的北京冬奥,终将与更多精彩相遇。
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