浅析日本的奥运科技及其对北京冬奥会的启示*

袁燕军

（1 北京科学学研究中心，北京：100089 2 北京科技战略决策咨询中心，北京：100089）

现代奥运会的发展历史表明，科技与奥运是分不开的，从最初科技支撑奥运，到奥运依赖科技，发展到科技与奥运共生契合，逐渐形成了一个稳定的奥运科技体系[1]。1964年日本东京奥运会利用卫星实现向全球转播奥运赛事；开通新干线，推动了日本的现代化，带动了世界交通技术的进步。2020年，日本再次举办奥运会，将科技提到更加突出的位置，科技发展的思路贯穿于东京奥运会的全过程，日本基于愿景、理念及科技战略的奥运科技思想，对北京2022年冬奥会有重要启示。

一、东京奥运会的愿景与理念

2014 年，东京奥组委提出了2020 年东京奥运会的赛事愿景，即“体育具有改变世界和未来的力量，1964年日本焕然一新，2020 年我们将改变世界”。围绕这一愿景，东京奥组委提出 “所有人力争突破自我”、“每个人都互相认可”和“连接未来”等3 项基本理念[2]。在这一总体理念之下，按照“人类与科技共存”的发展思路大力推动奥运科技发展。东京奥运会的愿景和理念的提出不仅是基于奥运会本身的考虑，而且具有深刻的社会背景。

（一）利用科技创新打造无与伦比的奥运盛会

日本第32届夏季奥林匹克运动会组织委员会下辖的科技咨询委员会于 2016 年组建，经过两年的酝酿，科技咨询委员会于2018年6月发布了整体建议书[3]，提出了关于东京奥运会中应解决的科技议题，发布了与科技相关的3个口号：

1.只有最先进科技才有竞争优势，只有方便于人才有存在意义。平昌冬奥会在通信方面投入了较多的IT或Wi-Fi等，但5G或IoT等最新技术，仍处在展示层面，未实现实用化。东京奥运会应实现真正意义上的实用和现场引进。最尖端科技如何服务于人，如何解决现场志愿者或观众的烦恼，才是东京奥运会的重中之重。因此，东京奥运会将充分利用大数据、云计算、人工智能等技术，提升赛事举办水平，推动周边基础服务，包括安防，物流，组织运营方式的高效化、智能化。如通过机器人实现多语种翻译导引，厕所排队时间预测，商品配发，通过生物认证技术（虹膜、人脸等）实现高效迅速的观众入场、退场导引。

2.为运动员助威呐喊不受时间、空间限制。近些年来，竞技体育观赛中使用的科技正发生着较大程度的更新换代，民众对东京奥运会引进新科技的期望较高。东京奥运会将会彻底超越传统的现场播放手段，强化VR、AR 及超清播放技术在直播中的运用，全方位捕捉竞赛现场的信息，同时与社交媒体平台深入融合，将会场内紧张振奋的气氛与会场外全世界观众的感动传递给每一个视听者。

3.大会之后的别样风景，即作为会后遗产保留下来的科技。比如投入的 AR、VR，人工智能技术，可以为后续的体育产业和安防产业的推广带来持续贡献。赛场内的各项人工智能服务，AR、VR 设备作为卖点，可以为之后的体育旅游，赛事演出等活动带来持续红利。公共交通大数据服务平台可以作为基础设施和新兴产业发力点，为城市将来的交通、物流、驾驶科技带来持续红利。在奥运会中大规模应用的无障碍出行大数据平台、基础设施，可以形成自我迭代的产业生态系统，为少子老龄化社会产生积极推动作用。

（二）利用科技创新推动日本经济社会的进一步转型升级

发展奥运科技也是日本经济社会发展阶段的体现，反映了日本经济社会发展的科技需求，特别是在日本作为高龄化成熟的国家社会问题和自然灾害发生的风险等应对策略。日本获得1964年奥运会主办权的时候，东京城市面貌破旧、交通拥挤，日本政府借助奥运会推出了世界上首条新干线铁路、兴建一万幢办公楼和公寓、修建包括高架路在内的22 条道路等重大工程。一时间东京城市面貌为之一新，带动日本经济快速发展，创造了“经济奇迹”。日本获得2020年奥运会主办权的时候，已是全球领先的发达国家，科技创新能力处于世界前列。截至2018年，日本共培养出28 位诺贝尔奖获得者，其中23 个为自然科学奖。据世界知识产权组织（WIPO）等机构发布的《全球创新指数2018》，日本全球创新指数位列第13[4]。其中，日本企业创新能力较强，据Clarivate Analytics（原汤森路透知识产权与科技事业部）发布的“2016年全球百强创新机构”榜单，日本有34 家企业上榜，位列全球第二[5]。特别是在工业机器人、新能源汽车、医药机械等高科技领域具有较强的国际竞争力。据国际机器人联合会(IFR)数据显示：2016年日本机器人销售量已达到15.3万台，占全球销量的52%。早在1992年丰田就开始氢燃料电池汽车研究部署，2015年全球首辆量产氢燃料电池车丰田Mirai实现交货，预计到2020年，产量将达到3万台。医药机械2013年日本医疗设备行业全球销售额达到459亿美元，占全球总量的9.78%[6]。此外，日本的ICT、大数据、人工智能也在全球处于领先水平，日本的宽带网络普及率传输容量、大容量光纤制造等居于世界最高水平。据《全球信息技术报告》（The Global Information Technology Report）提供的数据，在全球143个国家和地区中，日本信息技术领域的综合竞争力2015和2016年都保持在第10位水平。在大数据的计算方面，2016 年日本的超级计算机“京”在大规模复杂数据解析方面的性能处于世界第一位，也拥有着世界最高水平的计算能力。AI领域，根据IDC日本发布的2017年人工智能市场分析报告显示，2017年，日本人工智能市场规模达274.76亿日元，并预测2017-2022年，日本AI市场复合年均增长率在60.7%左右[7]。日本经济社会的发展，已经到了一个崭新阶段，希望能够基于现有的科技创新优势，将日本打造成世界上最适宜创新的国家，由日本引领后工业乃至后信息社会。

（三）利用科技创新推动全人类的“可持续”发展

发展奥运科技也是对未来全人类共同发展进步的美好期待，向世界传递最新的科学技术解决社会难题的良方。2020 年东京奥运会，将可持续性作为东京奥组委最重要的工作之一，先后发布两版可持续性计划[8]，提出了“Be better, together -for the planet and the people(一起做得更好——为了地球和人类)”的口号。该口号的提出是基于以下两个方面的考虑，一是贯彻东京奥组委决议，为联合国2030可持续目标做贡献。2014 年国际奥委会通过的《奥林匹克2020 议程》提出了可持续性概念，2015年联合国2030可持续发展目标(Sustainable Development Goals)发布后，国际奥委会明确提出奥运会可持续发展战略要为SDGs 做贡献。此后国际奥委会又先后发布了国际奥委会可持续发展战略、奥运会可持续性指南等，东京奥运会顺势就提出了希望为联合国的SDGs做出贡献。二是确保奥运会的可持续性举办。在《东京2020 奥运会可持续性计划》中明确了赛事理念与可持续性的关系：（1）将可持续性的理念融入与奥运会相关的各个环节中，不仅仅关注环保和自然共生等环境方面的问题，还将扩展到劳动环境改善、供应链管理等领域。东京奥运会在环境、社会和经济方面力争与各利益相关方进行讨论，达成可持续性方案上的共识。（2）利用日本国民智慧和尖端科技，每位参与者突破自我，尽可能实现东京奥运会的可持续运营。（3）东京奥运会关注到奥运会运营的可持续性，向日本乃至全世界分享可持续理念，希望每个人面向未来负责任地开展每项活动。东京提出“迈向零碳”和“零废弃物”的口号，本届奥运会上使用的电力100%来自可再生能源，比赛场地有60%是利用现有的设施，奥运会所需的5000枚奖章都将由回收后的废弃手机和电器商品金属制作而成。

二、东京奥运会的科技战略

（一）科技战略的主要内容

为了更好地推动奥运科技工作，2014 年，日本由中央政府组建了“东京奥运会科技创新工作组”，日本政府将奥运会的举办与国家战略相结合，吸收各界专家学者建议，从战略高度提出九个方面的攻关项目[9]（具体项目见表1）。这些科技项目以2020 年为时间节点，每项创新技术都设定了奥运会目标。创新科技不仅将为奥运会服务，奥运会结束后，还将作为奥运遗产，解决日本面临的社会问题，由政府规划出面向未来的蓝图，助推日本相关技术产业的发展。

表1 东京奥运会设立的科研攻关项目

这些创新科技不仅将为奥运会服务，奥运会结束后还将作为奥运遗产，解决日本面临的社会问题，由政府规划出面向未来的蓝图，助推日本相关技术产业的发展。

（二）实施科技战略的目标分析

一是为筹办奥运会提供全面服务，展示日本国家形象。2017年日本全国的GDP位列全球第三，排在美国和中国之后，但据Y&R BAV咨询公司等机构发布的调查显示，2017 年全球“最有实力国家”（ Best Countries:Power）的排名，日本为第七位，前六位依次为美国、俄国、中国、英国、德国和法国。日本为了显示其国家形象，借2020 年东京奥运会所带来的全球关注度和大量外国人到访之机，大幅度提升科技创新能力，努力打造“舒适、环保、安全”的体育赛事，让包括运动员和观众在内的所有参与者有愉快体验，并保证每个人的安全。以此提高世界对日本技术和措施的认同感，展现日本的国家形象。

二是借助奥运会开拓新的经济增长点，推动日本经济复兴。20世纪70 年代以来，日本不断加大科技研发投入，大力促进科技创新成果的应用转化，使日本一跃成为世界科技创新强国和制造业强国，由此促进经济社会的快速发展。但是，自20世纪90年代以后，随着泡沫经济的破灭，日本经济增长陷入长期低迷，呈现持续停滞的状态。为了重振日本经济，实现经济社会的可持续发展，日本政府希望借助举办奥运会，力求通过创新性的经济政策，唤醒人们面对困难的挑战意识，面向国内外全面实行开放式创新，激活各种生产要素，开拓新的经济增长点。充分发挥日本在科技创新方面的优势，通过技术、产业、区域间的合作使整个社会共享奥运创造的价值。

三是借助奥运会推进社会5.0战略实施，打造“超智慧社会”。2016年日本在第五期《科学技术基本计划》提出 “社会5.0” 的概念，即人类社会继狩猎社会、农耕社会、工业社会、信息社会之后的第五个社会阶段，广泛应用信息通讯技术，通过网络空间与物理空间的融合，实现人人共享富裕的“超智慧社会”。东京奥运会大力推进的平台建设及其基础技术的强化工作，如建设适合残障人士和老年人生活的城市、利用大数据创新交通系统、强化信息传播能力等都是对“社会5.0”的最好诠释。

四是借助奥运发展绿色产业，实现可持续发展。日本希望借助奥运会，将科技创新技术面向世界广泛宣传，宣传日本先进的绿色环保技术，推动本国环保生态产业的发展，让 2020 东京奥运会成为一届绿色环保的奥运会，能为解决全球问题做贡献。

三、日本科技助力奥运的特点

（一）强调整体设计，各项战略计划相互衔接

日本以东京奥运会为契机，一以贯之推进《日本复兴战略》、《科技创新战略》、《第五期科学技术基本计划》等既有战略的实施，并围绕科技奥运的需求不断调整相关战略规划。日本政府为了能够在2020年奥运会上展示日本的最新科技，更好推动创新改革以及科技创新成果在全社会的应用，专门在《日本复兴战略(2015修订)》中增加了一章《改革的契机——推进“改革 2020”战略》，提出面向2020年，面向世界共同面临且迫切需要解决的交通、能源、健康、养老等社会经济问题，力图积极发挥日本的科技创新优势，以“新层次日本创造”向国际社会充分展示自己的创新能力和优势[10]，并开展了诸如下一代城市交通系统及自动驾驶技术应用、利用分布式能源解决能源和环境问题、应用尖端机器人技术促进实现未来万能社会、高品质日式医疗服务与医疗技术的国际化应用等项目的提前布局。为此，《科技创新战略 2015》也跟随《日本复兴战略(2015 修订) 》进行了修订，提出要充分发挥日本在科技创新方面的优势，拟重点在智能道路交通系统、新型制造系统、全能型材料开发系统、本地万能健康保健系统、游客接待系统等5个领域开展研究布局。

（二）制定科技战略，超前开展项目布局

日本政府着眼于未来，超前加大力度开展对能源、基础设施的布局，抢占未来科技制高点。如日本政府提出打造“氢能社会”，以期从根本上解决能源安全和能源独立的现实需求。东京政府计划斥资400亿日元（约合人民币21亿元），在未来五年内，提高氢气作为能源的使用率并运用到奥运会，使日本进入新型“氢社会”。东京计划为奥运村配备至少100辆氢燃料电池为动力的公交车，东京市政府将花费385万美元购买丰田生产的新型燃料电池汽车，政府还希望将6000辆氢动力汽车投入使用，到2025年，这个数字可能达到10万。此外，修建巨型地下管道，将氢气直接输入奥运村，记者休息室和运动员宿舍也全部使用氢燃料，这是日本经历福岛灾难后实行非核能源计划的一个重要组成部分。

（三）顺应科技发展潮流，推动“黑科技”广泛应用

日本瞄准未来科技发展趋势，积极推进人工智能、互联网、大数据等新科技在奥运会上应用。2019年3月东京奥组委等机构发布《2020年东京奥运会机器人计划》[11]，2020年东京奥运会合作伙伴日本丰田公司和松下公司在发布会上展示了计划服务于东京奥运会的机器人等产品，其中包括“递送支持机器人”、“人类支持机器人”和助力外骨骼设备，这些设备将在东京奥运会上用于搬运运动员行李等。另外，东京将在奥运会期间启动一个“为全市安装机器人”的大型项目——“机器人村”。预计在奥运会期间，每天约有近百万外国人涌入东京，更多的机器人可以帮助他们进行语言翻译、导航或是叫车等服务。随着自动驾驶汽车一出现，运输载体本身也有可能是机器人。当前，丰田汽车在加快无人驾驶汽车的研发测试，计划到2020年能够让无人驾驶的出租车将在东京街头奔驰。

（四）以人为本，倡导科技与人共存

日本的奥运会的科技围绕“社会5.0”，特别强调科技对人的服务，科技的发展是为了人类发展。比如，针对国外游客的到访，开发即时语言翻译系统。由日本政府提供资金支持研发的VoiceTra，是一个可以实现27种语言文字实时翻译的应用程序。松下等企业正加紧研发可以挂在脖子上使用的轻巧型翻译助手，翻译语言可达10种，通过智能手机应用程序，扫描日本标识进行即时翻译。针对日本老龄化的趋势，开发帮助老年人、残障人士安全方便出行的障碍物感知技术，控制和辅助残障人士移动的技术，移动器械和立体地图互联技术等，运用科技使老年人和残障人士无障碍地参与社会活动，切实体验奥运竞赛带来的乐趣。在赛事直播过程中，强化 VR、AR 及超清播放技术在直播中的运用，全方位捕捉竞赛现场的信息，为观众提供全方位、多角度的观赛体验。

四、对北京2022年冬奥会的启示

（一）深入开展冬奥科技工作

建议由国家部门牵头，尽快建立冬奥科技领导协调机制，广泛听取专家学者的建议，强化顶层设计，将冬奥科技作为一项重要工作来推进落实。当前科技部已在国家重点研发计划设立“科技冬奥”重点专项，并已先后启动两批项目征集，北京市也启动了部分科技项目支持冬奥。建议加强对科技供给与科技需求的调研，围绕应用场景和城市发展等核心问题凝练出面向世界展示的创新科技。加强对已设立的专项的跟踪，了解研发进度，推动冬奥科技的产业化，更好服务于全国科技创新中心和创新型国家建设。

（二）加快重点领域的技术研发和应用

建议相关部门，以举办冬奥会为契机，围绕办赛、参赛、观赛等需求，加快在奥运场馆、交通、餐饮、医疗、安保、赛事转播、语言服务等多个方面的科研攻关，引导和鼓励企业围绕冬奥需求开展研发创新，让各类人群感受到科技带来的便捷和智慧。同时加快在移动通信、人工智能、绿色供能等领域的技术研发和产业化应用。加快5G的商用和新型显示技术应用，加快以机器人制造为核心的智能制造，在2022年冬奥会上有更多的展示和应用。加快氢燃料、太阳能等新能源的开发和利用，实现零排绿色供能，推动相关产业发展。

（三）推动绿色环保和可持续发展

坚持绿色可持续发展是我国对世界的庄严承诺。一方面要借助冬奥会传播绿色发展理念，将可持续性发展理念深入到冬奥会的各个阶段和各个环节，推动人与自然和谐相处，为全球生态安全和可持续发展作出应有贡献。另一方面借助冬奥会、世园会等大型活动，大力发展绿色环保技术，发展循环经济，打造绿色产业，推动经济高质量发展。

（四）推动京津冀一体化发展

北京携手张家口共同举办2022年冬奥会是推动京津冀一体化的重要体现。建议北京和张家口等地以交通、环境和产业（特别是冰雪产业）为突破口，加强一体化布局。加强在冬奥科技的项目攻关、推动科技产业化等方面的合作，推动以科技创新为核心的旅游、文化、产业的协同，进而全面推进京津冀经济社会的协调发展。

（五）加强中日科技交流合作

“中日双方要更大发挥互补优势，更大拓展合作空间”[12]。日本在筹办2020年奥运会方面，在科技上下足了功夫，特别是围绕可持续发展，在“绿色生态产业”方面取得了良好效果。预计在机器人研发、氢能源研发等方面会取得新的突破，中日在这些领域有广泛的合作前景，中国市场和商业环境对日本企业具有巨大吸引力。未来，通过与日本的交流与合作，加强两国奥运科技的互补，实现共赢局面。同时，面向国际社会，加强与举办过奥运会的国家和地区积极对接，加强科技合作与交流，共同造福人类社会。