王寶會(huì)　馮培祿

衣服上的“小幫手”

冬奧會(huì)、冬殘奧會(huì)運(yùn)動(dòng)員通過(guò)可穿戴設(shè)備能夠獲取關(guān)鍵的生理參數(shù)。這是怎么做到的呢？原來(lái)，通過(guò)對(duì)傳感器的集成，可以實(shí)時(shí)進(jìn)行體溫、心率、血氧飽和度等方面的檢測(cè)。與傳統(tǒng)的檢測(cè)方式相比，精度更高且設(shè)備佩戴方便。

體溫檢測(cè)時(shí)，使用的接觸式溫度傳感器越來(lái)越小型化，通過(guò)一枚小貼片即可實(shí)現(xiàn)體溫持續(xù)檢測(cè)。其原理是用半晶質(zhì)丙烯酸酯聚合物復(fù)合材料和石墨合成后的“聚合物PTC（PositiveTemperature Coefficient，正溫度系數(shù)）”特性，電阻隨著溫度升高而增大。在合成聚合物時(shí)改變兩種單體混合比例的方法，使得響應(yīng)溫度可在體溫附近調(diào)整，能夠監(jiān)測(cè)25～50攝氏度的溫度區(qū)間。

檢測(cè)心率則由檢測(cè)動(dòng)脈脈搏相關(guān)信號(hào)的傳感器，通過(guò)反射或?qū)ι涫降姆绞?，將血管在脈搏跳動(dòng)過(guò)程中透光率的變化轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出。

血氧飽和度的檢測(cè)也同樣是采用光電傳感器?；趧?dòng)脈血液對(duì)光的吸收量隨動(dòng)脈搏動(dòng)而變化的原理，使用波長(zhǎng)660納米的紅光和940納米的近紅外光作為射入光源，測(cè)定通過(guò)組織床的光傳導(dǎo)強(qiáng)度，來(lái)計(jì)算血紅蛋白濃度及血氧飽和度。

可穿戴設(shè)備突破傳統(tǒng)檢測(cè)方法的局限

北京冬奧會(huì)、冬殘奧會(huì)轉(zhuǎn)播將通過(guò)云平臺(tái)技術(shù)，根據(jù)觀眾的個(gè)性化需求，推出專屬的定制化內(nèi)容

給冬奧裝上“小眼睛”

智能冬奧還體現(xiàn)在多點(diǎn)同步攝像上，運(yùn)動(dòng)員可借助同步多點(diǎn)攝像技術(shù)獲取自身訓(xùn)練和比賽時(shí)的運(yùn)動(dòng)學(xué)數(shù)據(jù)。多點(diǎn)攝像機(jī)系統(tǒng)是采用同一個(gè)外同步信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生同步信號(hào)，送入各臺(tái)攝像機(jī)的外同步輸入端，來(lái)調(diào)節(jié)所有的視頻輸入信號(hào)，使其垂直同步，在變換監(jiān)控?cái)z像機(jī)輸出時(shí)，畫面不失真。

將攝像機(jī)多點(diǎn)位環(huán)繞部署后，結(jié)合三維重建和渲染技術(shù)，就能實(shí)現(xiàn)自由視角的瀏覽，使得教練員能快速、精準(zhǔn)地對(duì)運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)作進(jìn)行分析指導(dǎo)。

對(duì)獲取到的視頻數(shù)據(jù)，利用基于深度學(xué)習(xí)技術(shù)構(gòu)建神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)作視頻中人體關(guān)節(jié)點(diǎn)的計(jì)算機(jī)自動(dòng)識(shí)別，進(jìn)而建立起適用于冬奧競(jìng)技體育人體運(yùn)動(dòng)的自動(dòng)捕捉人工智能系統(tǒng)。

同時(shí)，研究人員借助超寬帶（Ultra Wide Band，簡(jiǎn)稱UWB）的無(wú)線通信技術(shù)，進(jìn)行精準(zhǔn)定位算法開(kāi)發(fā)，通過(guò)運(yùn)動(dòng)員佩戴的位置傳感器，進(jìn)行厘米甚至毫米級(jí)別的精準(zhǔn)定位。依賴配套開(kāi)發(fā)的精準(zhǔn)軌跡系統(tǒng)，在室內(nèi)場(chǎng)館中實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)捕捉，及運(yùn)動(dòng)軌跡的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與數(shù)據(jù)傳輸。超寬帶可以在非常寬的帶寬上傳輸信號(hào)，利用納秒級(jí)的非正弦波窄脈沖傳輸數(shù)據(jù)。沖激脈沖具有很高的定位精度，能將定位與通信合一，具有極強(qiáng)的穿透能力，適用于室內(nèi)等密集多徑場(chǎng)所的高速無(wú)線接入。即便在運(yùn)動(dòng)場(chǎng)上進(jìn)行多人混戰(zhàn)、互相遮擋的運(yùn)動(dòng)，每一名運(yùn)動(dòng)員的位置、運(yùn)動(dòng)軌跡等數(shù)據(jù)都會(huì)被準(zhǔn)確獲取，并進(jìn)行數(shù)字化展現(xiàn)，輔助教練員優(yōu)化競(jìng)訓(xùn)方案。

冬奧上空的“小保鏢”

2022年北京冬奧會(huì)、冬殘奧會(huì)中用到的無(wú)人機(jī)跟蹤技術(shù)也很值得關(guān)注，它有著普通觀眾難以實(shí)現(xiàn)的觀賽角度，可以提供運(yùn)動(dòng)員的全程視頻數(shù)據(jù)。

無(wú)人機(jī)跟蹤拍攝越來(lái)越適用于室外滑雪項(xiàng)目

無(wú)人機(jī)通過(guò)集成的北斗導(dǎo)航、超聲波測(cè)距等模塊，配合視覺(jué)識(shí)別技術(shù)實(shí)現(xiàn)跟蹤拍攝。跟蹤技術(shù)利用視覺(jué)識(shí)別是技術(shù)發(fā)展新趨勢(shì)。通過(guò)獲取實(shí)時(shí)圖像信息，實(shí)時(shí)處理計(jì)算圖像特征，完成目標(biāo)跟蹤。隨著人工智能的發(fā)展，無(wú)人機(jī)通過(guò)深度學(xué)習(xí)可不斷提升復(fù)雜場(chǎng)景和多變形態(tài)的適應(yīng)能力，在提供影像資料的同時(shí)，還能實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)運(yùn)動(dòng)軌跡，預(yù)判潛在的危險(xiǎn)，保障運(yùn)動(dòng)員的安全。

當(dāng)“更快、更高、更強(qiáng)、更團(tuán)結(jié)”的冬奧會(huì)遇上風(fēng)頭正勁的人工智能技術(shù)，這場(chǎng)科技感“拉滿”的冰雪競(jìng)技大會(huì)，你期待嗎？

（責(zé)任編輯/王佳穎 美術(shù)編輯/周游）