□ 本刊编辑部
编者按
北京冬奥会已落下帷幕,作为本届冬奥会的一大亮点,“科技冬奥”让人印象深刻。在冬奥会的开闭幕式和各项赛事中,有不少科技元素来自浙江。国家速滑馆“冰丝带”如何织就?冬奥运动员如何对抗“雪上风场”?冬奥村里运动员的智能床又有什么秘密?这其中,“浙”科技为这一全球顶级体育盛事“智造”了更多惊喜。
供图/视觉中国
2 月4 日晚,北京冬奥会开幕式点燃主火炬的这一幕刷屏了。别出心裁的冬奥主火炬凌空,惊艳世界,而这高难度的空中动作背后蕴藏着浙江大丰实业股份有限公司的硬核技术。
“微火的火炬传递了低碳环保的理念。”北京冬奥会开幕式总导演张艺谋及主创团队这样解读主火炬。而这一创意的实现,是大丰团队一年多时间攻坚的技术成果。
“大丰创制的主火炬地面装置系统,由LED 底盘、主火炬辅助翻转提升装置和台阶踏步升降装置组成,经我们自主研发的精密控制系统,可以完成一系列升高和腾空动作。”浙江大丰实业股份有限公司董事长丰华自豪地说。
奥运圣火点火方式历来都是主办国的科技展示舞台。此次北京冬奥会上,主火炬翻转提升装置驱动系统装有4 套庞大又精密的齿轮和齿条,齿条总长约9 米。而且,主火炬的升空并不是简单的上下直升,而是要完成不同高度升降和不同角度旋转等复杂的曲线运动,这样一来,难度系数就非常高了。“我们整整花了一年多时间来攻克各类技术难题,像齿条系统,我们充分利用‘四两拨千斤’的巧劲来设计,最终呈现出优美的弧线,稳稳举高8 米。”大丰团队相关负责人介绍。
除火炬系统外,贯穿整个冬奥赛程的另一款“黑科技”——荧光棒,也来自大丰。
在五棵松体育中心和国家体育馆,每个座位上都放着一个荧光棒。“每个独立的荧光棒有256 种颜色,我们在云端创编内容,能利用这些光源将整个观众席变成一个巨型屏幕,呈现不同的氛围图案。”大丰工程技术中心主任干立红告诉记者。此外,冬奥会中75%有观众席场馆的座椅系统也是“大丰造”。
2 月5 日,国家速滑馆“冰丝带”迎来了首个比赛日,速度滑冰各个项目相继展开,良好的比赛体验让许多国家的运动员纷纷对“冰丝带”大加赞誉。那么,广受好评的“冰丝带”如何织就?背后是满满的浙江“智”造。
有着“冰丝带”之称的国家速滑馆无疑是最炫酷的冬奥会场馆之一。作为唯一新建的冰上竞赛场馆,这里产生了14 枚金牌,是冬奥会产生金牌数量最多的单个场馆。
国家速滑馆采用了世界上跨度最大的单层双向正交马鞍形索网屋面,其长跨198 米、短跨124 米,由49 对承重索和30 对稳定索“编织”而成。如何让这个巨大的马鞍形索网成功安装?来自浙江大学的罗尧治教授团队为“冰丝带”超大跨度索网结构建设施工与运维保障提供了重要科技支撑,在索网上面布置了上千个自主研发的无线传感器。“冰丝带”建成后,该技术还对速滑馆的应力、位移、加速度、温度、风压、索力等六大类参数进行监测。罗尧治在采访中说,实时全天候的跟踪,就像是观测我们人体的脉搏心跳。据悉,这个由浙大自主开发设计的空间结构健康监测平台,在2010 年开始已应用于国家体育馆“鸟巢”的运营监测,目前已有十多年的工程经验。在“冰丝带”建设期间,浙江大学另一拨人马也发挥了重要作用。为了更好解决屋顶的建设难题,邓华、袁行飞教授团队通过12∶1 的缩尺模型,开展了国家速滑馆大跨度索网屋盖结构建造关键技术及模型试验研究。
“冰丝带”是冬奥历史上第一个使用二氧化碳作为制冷剂的速滑场馆。“冰丝带”制冰心脏的核心部件储液罐,是由位于嘉兴的爱康(浙江)通用设备有限公司供应。国家速滑馆场地制冰管道来自丽水的浙江创岳金属材料有限公司。
此外,“冰丝带”场馆让人眼前一亮的墙面由嘉兴的萨克森工业有限公司制造提供。该公司为速滑馆量身定制了一万多平方米的蜂窝铝板,颜色为蓝宝石色,与整个建筑设计风格相融。
雪上项目是冬奥会的重头戏,占奖牌总数的70%。由于赛场多在山地,比赛中许多项目的成绩受天气影响很大。
2019 年8 月,由中科卫星应用德清研究院院长、中国科学院空天信息创新研究院研究员邵芸领衔申报的“科技冬奥”重点专项——“雪上项目场地环境要素影响评估与临场决策辅助支持系统”通过答辩,正式立项。德清研究院承担了其中的一个课题,开始从研究阶段转为系统集成应用优化阶段,全力聚焦冬奥会备赛要求,加强和完善科研系统设计研发和应用。
前期,通过与国家集训队的交流沟通,邵芸项目组了解到他们在训练过程中遇到的“难点”“痛点”,就是在很小的区域场地,如何实时精准地获取风速、风向数据。比如,自由式滑雪空中技巧运动员,从什么地方开始起滑非常重要,根据实时风信息调整起滑位置,对于比赛成绩,运动员安全落地非常重要。
针对雪上项目地形复杂、气象条件多变等实际情况,通过500 多天跟队观测、模型构建、实验模拟、人工智能大数据分析,这一由我国科学家研发的首套雪上项目临场指挥支持系统诞生,填补我国外场雪上竞技体育精准气象科技保障的技术空白。
冬奥村开放后,各国运动员疯狂打卡村里的“黑科技”,爆款视频频出,浙江科技产品“管了”村里的出行、睡眠、观赛和穿戴。
冬奥会期间,美国雪橇运动员萨默·布里彻拍的一条视频刷屏了。“我有一些令人难以置信的东西要分享”,视频中,她拿起床用遥控器操作,床变成“零重力”状态,画面一转,又变成了接近沙发的状态,她惬意地靠着……这条短视频获赞近百万。视频中的智能床便来自嘉兴的麒盛科技股份有限公司,公司董事长、北京冬奥火炬手唐国海介绍道:“2021年,我们专门开辟了一条生产线来给奥运村生产智能床,一共约7000 张,2021 年年底就已经安装到位。”
冬奥村里的浙江“黑科技”打卡点不只一处。浙江大学教授刘旭带领的三维显示课题组研制的桌面裸眼三维显示技术为参赛运动员以及观众提供了一种新奇的观看体验。通过提供180 度视角范围的连续视差,将奥运场馆以及赛事运动以一种三维的形式进行全方位的展示,观众无需佩戴设备也能体验到奥运场馆的精巧设计和运动赛事的紧张刺激。
此外,穿行在冬奥会上的提供接驳服务的氢能客车也有浙江元素。据悉,这批氢能客车由国家电投氢能公司联合宇通客车开发,而作为客车“心脏”的燃料电池动力系统,主要是在位于宁波市江北区的国家电投宁波绿动氢能科技研究院研发生产的。相较传统化石能源车辆,这些氢能客车每行驶100 千米就可减少约57 千克二氧化碳的排放,可谓不折不扣的“绿色出行”。
在冬奥赛事上,备受关注的奖牌“同心”紧紧系于运动员身上。这1600 条奖牌绶带均取材杭州丝绸,并由浙江企业万事利丝绸独家制作、供应。据了解,2008 年北京奥运会上,绶带材质也仅含有38%的桑蚕丝。然而,本届冬奥会绶带坚持采用100%天然桑蚕丝织造,传递出绶带“最中国”的文化内涵。
另悉,中国国家队运动员穿的温暖“软甲”来自海宁市尔克运动服饰有限公司。该公司向国家队提供了510 件滑冰运动背心。国家队运动员穿的发热雪地运动鞋的核心柔性电子部分——柔性电池和弹性加热片来自嘉兴极展科技有限公司。该公司自主研发生产的智能加热护膝和袜子,也作为冬奥会的配套物品,提供给冬奥志愿者们。
供图/视觉中国