科技冬奥

勒川

“我们都拥有爱，来把所有门全都敞开……”

第24届冬季奥林匹克运动会（The XXIV Olympic Winter Games），即2022年北京冬季奥运会即将于2月4日开幕，冬奥会口号推广歌曲《一起向未来》正在大街小巷传唱。正如13年前的《北京欢迎你》，奥林匹克盛会将再次来到北京，北京也成为世界上唯一一个既举办过夏奥会又即将举办冬奥会的“双奥城市”。

2021年10月20日，北京2022年冬奥会火种，被置于取形于西汉长信宫灯的火种灯中，顺利抵京。一场传承、弘扬奥林匹克的精神之旅正式启动。

从塞北到江南，从西部边陲到东部沿海，中国各类群众体育活动精彩纷呈，点燃了人们参与冰雪运动、喜迎冬奥盛会的热情。北京冬奥会的申办和筹办，让昔日小众的冰雪运动走进中国寻常百姓家。

大幕将开，一场闪耀科技创新魅力的盛会正款款向我们走来。从场内到场外，从比赛到观赛，北京冬奥会可以说是一场被科技创新成果“武装”的盛会：水立方14天智能转换为冰立方、手持火炬实现零碳排放、秒级精准气象预报等一批数字化、智能化新技术……在冬奥科学办赛的过程中，一项项黑科技、新成果得以应用，为冬奥披上一层酷炫的“科技色彩”。

盛世遇盛会，科技先行

科技冬奥——这是2022年北京冬季奥运会冬残奥会提出的愿景。科技冬奥的目标，是通过冬奥筹办，为世界探寻更好的未来城市生活解决方案，实现对人友好、对环境友好、对产业友好、对社群友好的人类城市生活永续目标。科技冬奥的理念，则是：冬奥，智能新时代。

科技部社会发展科技司司长吴远彬介绍，早在2016年11月，科技部就联合北京市政府、河北省政府、北京冬奥组委、国家体育总局等地方和部门研究制定了《科技冬奥（2022）行动计划》，围绕“零排供能、绿色出行、5G共享、智慧观赛、运动科技、清洁环境、安全办赛、国际合作”等8个方面开展工作，在国家重点研发计划中设立“科技冬奥”重点专项，在科学办赛、运动科技、智慧观赛、安全保障、绿色智慧综合示范5个方面部署任务，先后部署安排了80个项目。

5G、云计算、大数据、卫星导航、人工智能……不论是场馆和基础设施建设、赛事组织、赛会服务、场馆运行、观赛体验、疫情防控等等，冬奥会及冬残奥会的方方面面都体现着科技办奥理念。

一是场馆更智能。冬奥会在北京市区唯一新建的场馆国家速滑馆“冰丝带”，采用世界跨度最大的单层双向正交马鞍形索网屋面，用钢量仅为传统屋面四分之一。被称为“雪游龙”的国家雪车雪橇中心采用“毫米级”双曲面混凝土喷射及精加工成型技术，1.9公里赛道一次性喷射浇筑成型;国家游泳中心由水立方转为“冰立方”，应用装配式快速拆装和调平动态监测技术，20天内完成“水—冰”场地转换;首钢滑雪大跳台研发了正四面体的模块及正四面体连接节点，实现不同比赛的赛道剖面转化。

物联网、人工智能技术正在将鸟巢建设成为数字、低碳、智能体育场馆;备受关注的5G信号覆盖了所有场馆和连接场馆的道路，包括高速行驶的京张高铁，也有稳定、连续的5G信号覆盖。同时，5G信号还为超高清视频、各项智能服务等新的应用场景提供必要的网络连接;气象预测系统，可实现“百米级、分钟级”精准气象预报……这些新技术在北京冬奥会上的应用，为北京冬奥会的成功举办增添了无尽动力，

二是办赛更绿色。绿色办赛，是本届冬奥会的办赛目标之一。为了实现这一目标，高科技、新技术更是得到了充分利用。

为实现北京冬奥会碳中和目标，张北柔性直流电网工程将张北地区的风能、太阳能等生产的绿电输入北京，赛事期间北京冬奥会所有场馆将实现100%绿电供应;国家速滑馆、五棵松体育中心等冬奥场馆，选用二氧化碳跨临界制冷系统，冰面温差控制在0.5℃以内，碳排量接近于零，这项技术大规模应用于冬奥会，也是奥运史上的首次，同时利用冷热联供一体化设计对制冷余热进行回收利用，能效提升30%-40%;80辆氢燃料电池汽车在张家口赛区进行了测试，赛时将在延庆、张家口投入700余辆氢燃料大巴车提供交通服务保障;试制的氢燃料电池应急电源发电车，替代柴油发电车，已在国家速滑馆、国家高山滑雪中心测试备用;北京冬奥会境内接力火炬将全部应用氢燃料;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，将代替塑料制品为冬奥会提供相关服务……

国家跳台滑雪中心

“可持续发展”是北京申办2022年冬奥会提出的三大理念之一，通过科技创新，实现绿色、智慧场馆建设，提供便捷化服务体验，有力支撑了可持续发展的目标。国家速滑馆“冰丝带”建成了全球首个超大冰面采用二氧化碳跨临界直冷制冰的冬奥速滑场馆，碳排放趋近于零，成为低碳绿色运动场馆建设的样板工程。

在既有场馆改造中，科技创新有力支撑了鸟巢智能化和水立方冰水转换等场馆改造。自主研发的水立方“冬夏场景转换”关键技术体系，实现冰面毫米级高精度测量，支撑国家游泳中心创造性建成世界首个智能化、快速拆装的水冰转换场地。成功保留兩届奥运遗产，有效破解了世界上大型场馆长期运营难题。为破解室外观赛气候寒冷的问题，研发场馆座席和站席观赛环境的舒适性提升技术，实现-20℃体感温度下，设备表面温度10秒内升至40℃以上，显著提升观众热舒适感受。

冰丝带体育馆

三是防疫更安全。在新冠肺炎疫情仍在流行的情况下，防疫是成功办奥的必要前提。北京发挥疫情防控工作中的科技力量，在人防的基础上引入技防，助力疫情防控。在人员进场、物品环境消毒、环境中病原体检测、人员体温监测等防疫重点环节，有序推进多项重点技术成果实际应用，切实发挥科技对北京冬奥疫情防控的支撑作用。

在检测方面，有研究团队在致力于研发快速检测方法，也在测试赛中测试应用气溶胶检测，及早发现病毒，及时采取措施，避免病毒传播;在消杀方面，不仅有传统的消毒剂，还多方面尝试应用新的技术手段，如分子筛微纳米催化过滤材料消毒、紫外线消毒、等离子消毒等，这些消毒的措施，将分别应用于循环冷却水和水处理系统的消毒、空气的消毒以及物体表面的消毒。

黑科技助力，未来已来

《黑客帝国》中的“子弹时间”令人印象深刻，而在即将到来的北京冬奥会上，观众们能在比赛中见证这一神奇的“黑科技”走进实现。

作为现代奥运会不可缺少的技术手段——电视转播，在北京冬奥会上，也实现了新的模式：由于有了5G信号覆盖，云转播技术已广泛运用到已经进行的测试赛上，奥林匹克广播服务公司（OBS）将和北京冬奥组委合作，在云顶滑雪场坡面障碍技巧等项目上提供制作子弹时间;可直接将前端设备采集的视频信号实时上传到云平台的“云转播5G背包”也将得到应用;在混合采访区，5G技术可利用远程遥控摄像系统，实现媒体记者跨空间采访。另外，新闻发布会视频服务系统（InfoAV）、8K高清转播、场馆三维仿真、视频会议的远程同声传译功能、智能会议翻译系统、自由视角、场馆全景图片导览、室内精准导航等技術都将出现在北京冬奥会上。

在本届冬奥会转播中，观众可以应用自由视角，360度随意观赛，并可在任意角度实现画面停止，观赏运动员的任一动作。同时这项技术也将应用于裁判判决，及运动员的日常训练纠正。

由于冬季运动特殊气候条件的需求，制服既要抵御严寒、防风保暖，又要透气透湿、轻便舒适，但防风和透气、保暖和轻便在客观上互相矛盾。为此，冬奥制服装备研发设计团队在材料使用上通过科学的材料选择和穿搭组合来达到一种平衡，最大程度满足所有场景下的需求。制服填充絮料选择拥有国内专利技术的多层结构新型保暖絮片，并根据冬奥的使用环境进行针对性改良，满足寒冷环境的保暖需求。同时，制服装备中，保暖靴使用的防水膜，100%防水、防风雪，透气，可回收;鞋底使用湿冰止滑材料，湿冰防滑颗粒辅以冰爪底纹设计，具有优秀的冰面防滑性能和抓地能力。

由北京天坛医院牵头的“科技冬奥”重点专项之一“冬奥会智慧医疗保障关键技术”项目，针对冬奥北京市区、延庆、张家口赛区一体化医疗保障需求，研究区域内医疗资源共享技术以及研究覆盖3个赛区的智能医疗机器人、机械手等智能医疗器械的远程手术操作系统等，为创新应急医学保障新模式提供了可能，也为实现“科技冬奥”提供了关键技术支撑。

运动员在训练中，没有疲劳的训练是无效的，而长时间大负荷训练带来疲劳的积累是影响训练效果和伤病发生的主要原因之一。据国家体育总局体育科学研究所房国梁介绍：“我们研发的冬季项目运动员疲劳快速消除系统，外形犹如一个小方舱，由微压补氧设备和经颅脉冲电刺激仪构成，能够帮助运动员缩短恢复时间，提高疲劳恢复效果，提升运动表现。”

除了这些“黑科技”外，冬奥手语播报数字人“悟道”也将在冬奥会亮相。该数字人由清华大学教授、智源研究院副院长唐杰团队研发，以“悟道2.0”超大规模预训练模型为底层核心技术，利用虚拟数字人、基于深度神经网络的自然语言处理技术等，提供智能化的数字人手语生成服务。冬奥手语数字人实现了“悟道2.0”的首次实际场景应用。这款基于智源“悟道”大模型的冬奥手语播报数字人，将在北京冬奥会期间正式投入应用，可提供全流程智能化的数字人手语生成服务，以方便听障人士也能收看赛事专题报道，提升他们的社会参与度和幸福感。这是“悟道”智能大模型在冬奥新场景下，进行智能普惠的关键一步，也填补了该领域的空白。

AI手语主播，不仅可以报道新闻，还可以进行赛事手语直播。这将给听障人士带来福音，使他们可以酣畅地感受冬奥赛事的精彩。AI主播是语音识别和自然语音理解等技术驱动的手语翻译引擎及自然动作引擎，具备手语表达及手语呈现效果的能力，可提供专业精确的手语解说。冬奥赛事的“速度”与“激情”，她将娓娓道来。

可穿戴式智能体温计助力精准疫情防控。在“简约、安全、精彩”的办赛要求下，赛场的防疫工作是重中之重。在五棵松体育中心，一枚小小的“腋下创可贴”，成为场馆内600多名工作人员的防疫利器。

所谓“腋下创可贴”，是一款可穿戴式的智能体温计。据五棵松体育中心场馆医疗和防疫副主任尹金淑介绍，需要测试的人员只需将手指肚大小的体温计用创可贴贴在腋下或上臂，并在手机App端绑定设备，受测者的体温数据变化就会在手机页面清晰展现，并可自动测量、自动上报后台。

作为全球最小、测温最精准的可穿戴式连续智能测温设备，“腋下创可贴”的测温芯片只有米粒大小，但测温精度可达到0.05摄氏度，充电一次能连续使用10天，可以满足冬奥会等大型赛事的疫情防控需求。

科技冬奥——这是2022年北京冬季奥运会冬残奥会提出的愿景

人工智能参与其中，提供服务保障与技术支撑。其中，AI消毒机器人在冬奥会的场馆内可以提供多方面智能化无接触服务。如水立方的消毒机器人，续航持久、自动避障、自行充电，通过AI大数据构建的智能化消毒系统将场馆消毒做到可视化、数据化、可追踪溯源化，可满足对场馆不同区域内近8600平方米的公共区域清扫消毒工作。