席金合

沒(méi)有科學(xué)技術(shù)的支撐，就沒(méi)有現(xiàn)代奧林匹克運(yùn)動(dòng)。

舉世矚目的北京冬季奧運(yùn)會(huì)即將舉行，我國(guó)作為東道主，在大力弘揚(yáng)“互相理解、友誼、團(tuán)結(jié)和公平競(jìng)爭(zhēng)”的奧林匹克精神同時(shí)，還著眼于科學(xué)技術(shù)的推廣運(yùn)用。為此，科技部制訂了《科技冬奧（2022）行動(dòng)計(jì)劃》，著力把科技創(chuàng)新滲透到賽場(chǎng)內(nèi)外和社會(huì)生活之中。大家可以明顯看到，無(wú)論是交通運(yùn)輸、場(chǎng)館建設(shè)還是賽事保障、訓(xùn)練比賽，乃至相關(guān)活動(dòng)，高科技從多個(gè)方面為冬奧會(huì)助力。

“自由視角”隨心觀賽

為豐富觀眾觀賽體驗(yàn)，冬奧會(huì)開(kāi)啟了“自由視角”模式，即使你不在現(xiàn)場(chǎng)，也能身臨其境地觀看比賽。

不同于攝影師扛著機(jī)器跟拍的傳統(tǒng)模式，北京冬奧會(huì)在多個(gè)賽場(chǎng)都單獨(dú)設(shè)置40多臺(tái)攝像機(jī)，多個(gè)機(jī)位繞著場(chǎng)地360°拍攝，捕捉比賽的所有細(xì)節(jié)，并將所有畫(huà)面無(wú)縫連接，以彌補(bǔ)傳統(tǒng)直播視角單一、畫(huà)面固定不變的缺陷。

五湖四海乃至世界五大洲的觀眾，只要打開(kāi)手機(jī)上的冬奧會(huì)直播App，手指長(zhǎng)按屏幕然后滑動(dòng)，就能隨心所欲地調(diào)整視頻角度，感受不同視角下運(yùn)動(dòng)員的英姿，將賽場(chǎng)上高速發(fā)生的一切盡收眼中。尤其是將具有虛擬現(xiàn)實(shí)功能的VR技術(shù)應(yīng)用于賽事直播，在滑雪等對(duì)場(chǎng)地要求較高的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目中，能將所有慢動(dòng)作全方位、無(wú)死角轉(zhuǎn)動(dòng)回放，給觀眾以豐富、震撼的觀賽體驗(yàn)。

科技助陣提升戰(zhàn)績(jī)

歷屆冬奧會(huì)上，冰雪運(yùn)動(dòng)強(qiáng)國(guó)通過(guò)科技手段提升選手成績(jī)的事例不勝枚舉。無(wú)論平時(shí)訓(xùn)練還是正式比賽，運(yùn)動(dòng)裝備的高科技化趨勢(shì)日益明顯，先進(jìn)的運(yùn)動(dòng)裝備能幫助運(yùn)動(dòng)員提升訓(xùn)練科學(xué)性和賽場(chǎng)發(fā)揮水平。

內(nèi)置傳感器的高科技運(yùn)動(dòng)服是我國(guó)備戰(zhàn)冬奧會(huì)的重要裝備。其傳感器能感應(yīng)和追蹤肌肉活動(dòng)，通過(guò)應(yīng)用程序報(bào)告各部分肌肉運(yùn)動(dòng)情況，從而幫助運(yùn)動(dòng)員有針對(duì)性地提升訓(xùn)練水平。

競(jìng)技勝負(fù)，有時(shí)取決于0.01秒，這點(diǎn)時(shí)間看似微不足道，但十分寶貴，可憑運(yùn)動(dòng)服來(lái)爭(zhēng)取。用橡膠材料制成的速滑賽服，彈性比普通纖維服裝強(qiáng)幾十倍，可減少體力消耗;雙臂和雙腿部位蜂窩樣式的聚氨酯材料，也有利于減少高速運(yùn)動(dòng)中的空氣阻力。

比賽場(chǎng)地有科技的加持，運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練也有高科技助陣，這樣有利于提高競(jìng)技能力。比如，滑雪運(yùn)動(dòng)員從高山上沿雪道一路滑至終點(diǎn)，要在途中精準(zhǔn)穿過(guò)旗門，難度與驚險(xiǎn)超乎想象，哪怕是一個(gè)很小的失誤，都可能與勝利失之交臂。所以，每個(gè)選手都面臨技術(shù)和心態(tài)的嚴(yán)峻考驗(yàn)。我國(guó)滑雪訓(xùn)練隊(duì)引入大量科學(xué)設(shè)備，在滑道沿途布設(shè)多個(gè)固定攝像機(jī)，空中也有無(wú)人機(jī)追蹤抓拍，并讓運(yùn)動(dòng)員在身體的關(guān)鍵部位佩戴靈敏的動(dòng)作信息感應(yīng)器件。這樣就可以捕捉他們的高速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，以便通過(guò)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)掌握他們的動(dòng)作變化，大到拐彎，小到手指抖動(dòng)，以及入彎時(shí)的速度、哪種姿勢(shì)可減少空氣阻力等，這些動(dòng)作數(shù)據(jù)都會(huì)在監(jiān)測(cè)系統(tǒng)屏幕上呈現(xiàn)出來(lái)。教練據(jù)此對(duì)運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)作和姿勢(shì)進(jìn)行調(diào)整，實(shí)現(xiàn)科學(xué)化、精細(xì)化和有針對(duì)性的訓(xùn)練，讓運(yùn)動(dòng)員不斷提升技術(shù)水平，攻克高難度動(dòng)作。

超強(qiáng)制服貼心保暖

曾打造過(guò)“神舟”系列航天服的北京服裝學(xué)院，運(yùn)用超強(qiáng)保暖熾熱技術(shù)設(shè)計(jì)完成了冬奧會(huì)制服。冬奧會(huì)制服主要用材有石墨烯、聚熱棉和超級(jí)羽絨，這些材料具有快速升溫、高效蓄熱、超級(jí)保暖等功效。

石墨烯是一種新型納米材料，能夠通過(guò)發(fā)射遠(yuǎn)紅外線實(shí)現(xiàn)照射性升溫，升溫效果超過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)一倍。聚熱棉作為新型立體結(jié)構(gòu)保暖材料，可將來(lái)自陽(yáng)光的熱量牢牢鎖住，阻隔熱量流失，功效比傳統(tǒng)材料提升20%，同時(shí)能利用熱能反射原理，通過(guò)印花、離子濺射等技術(shù)使織物表面形成熱反射層，達(dá)到保暖效果。超級(jí)羽絨也是高科技仿真產(chǎn)品，其蓬松度比天然羽絨增強(qiáng)30%，能有效抑制面料夾層中的空氣對(duì)流，避免帶走身體熱量。

除了保暖，冬奧會(huì)制服還能抗靜電、防滑、向外導(dǎo)濕透濕等，讓穿者感到舒適、暖和和安全。

奧運(yùn)專列隨時(shí)上網(wǎng)

賽區(qū)間隔遠(yuǎn)，沒(méi)關(guān)系！連通北京、延慶、張家口賽區(qū)的京張高鐵早就完工了，使北京至張家口的運(yùn)行時(shí)間減少了兩個(gè)多小時(shí)。列車設(shè)計(jì)了諸多定制化服務(wù)，凸顯了智能特色，自助購(gòu)票、“刷臉”進(jìn)站、行程規(guī)劃、站內(nèi)導(dǎo)航、Wi-Fi全覆蓋……通過(guò)車上顯示屏，乘客可實(shí)時(shí)觀看賽事直播，媒體記者能隨時(shí)上網(wǎng)發(fā)送新聞報(bào)道。

先進(jìn)的智能設(shè)備為乘客提供了購(gòu)票、進(jìn)站、乘車、觀賽和處理相關(guān)業(yè)務(wù)等全鏈條服務(wù)，用高速加便捷消除了空間距離。

此外，各賽區(qū)的交通部門還可通過(guò)專屬網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，對(duì)賽區(qū)的道路暢通、車輛運(yùn)行、場(chǎng)站占用等情況實(shí)現(xiàn)綜合監(jiān)測(cè)和預(yù)警，確保對(duì)人、車、路、場(chǎng)、站的合理調(diào)度和安全監(jiān)管，實(shí)現(xiàn)交通運(yùn)輸安全管理科學(xué)化。

高科技產(chǎn)品防疫檢毒

在疫情反復(fù)的形勢(shì)下舉辦大型國(guó)際賽事是非常不易的，面對(duì)國(guó)內(nèi)外人員頻繁交往帶來(lái)的密集人流，能否有效防范新冠疫情，決定北京冬奧會(huì)的成敗。為此，消毒機(jī)器人在各場(chǎng)館大顯身手啦。

身高1.4米，圓圓的底盤上有個(gè)胖乎乎的“肚子”，長(zhǎng)頸鹿一樣的脖子上頂著一個(gè)小風(fēng)扇，走起路來(lái)呼呼往外噴霧……在人員過(guò)往的地方，消毒機(jī)器人一絲不茍地開(kāi)展消殺作業(yè)，成為人們眼中的“小明星”。

這種機(jī)器人的“肚子”里能裝16升消毒液，通過(guò)頭頂上的四向噴嘴噴灑藥劑，一分鐘消毒面積可達(dá)36平方米，續(xù)航時(shí)間為4～5小時(shí)。它還很容易操作，只要每天提前添加好消毒液，到設(shè)定時(shí)間后，它就會(huì)自行啟動(dòng)。

病毒檢測(cè)同樣重要。北京冬奧會(huì)使用的手持全自動(dòng)封閉式核酸檢測(cè)儀，外觀就像一個(gè)可視電話機(jī)，它以冬奧會(huì)快速通關(guān)智能監(jiān)管員的身份，承擔(dān)新冠病毒口岸防控任務(wù)，40分鐘就可完成核酸檢測(cè)。

此外，科研團(tuán)隊(duì)還開(kāi)發(fā)了一種名為“腋下創(chuàng)可貼”的防疫神器。雖然名為創(chuàng)可貼，但它并不是那種用來(lái)止血的醫(yī)療用品，而是一種可穿戴式的智能體溫計(jì)。這種智能創(chuàng)可貼內(nèi)部安裝了一個(gè)測(cè)溫芯片，使用時(shí)，只要把它貼在皮膚上，然后在手機(jī)上下載相應(yīng)程序并綁定，實(shí)時(shí)的體溫測(cè)量結(jié)果就能自動(dòng)上報(bào)后臺(tái)。它的測(cè)溫精度能達(dá)到0.05℃，充電一次可連續(xù)使用10天。作為全球最小、測(cè)溫最精準(zhǔn)的可穿戴式連續(xù)智能測(cè)溫設(shè)備，這種創(chuàng)可貼將在冬奧會(huì)防疫工作中發(fā)揮重要作用。

“冰絲帶”展現(xiàn)新潮創(chuàng)意

承擔(dān)冰上競(jìng)賽的國(guó)家速滑館，外部圍繞著22條飄逸的“絲帶”，它對(duì)場(chǎng)館幕墻起支撐作用，并將遮陽(yáng)、立體照明和建筑效果融為一體，被人們形象地稱為“冰絲帶”。它的造型就像運(yùn)動(dòng)員在冰上風(fēng)馳電掣滑過(guò)的痕跡，象征著速度與激情，體現(xiàn)了冰和速度的結(jié)合。

“冰絲帶”的冰場(chǎng)采用分模塊控制單元，將冰面劃分為若干區(qū)域，根據(jù)比賽項(xiàng)目分區(qū)域、分標(biāo)準(zhǔn)制冰。制冰時(shí)產(chǎn)生的余熱，能得到有效的回收利用。并且，整個(gè)建筑表面的光伏系統(tǒng)可提供相當(dāng)于200個(gè)家庭的用電量。

“冰絲帶”設(shè)立的數(shù)字孿生和智能化集成管理平臺(tái)，集成了45個(gè)子系統(tǒng)，將場(chǎng)館的設(shè)備數(shù)據(jù)進(jìn)行集中管理，可利用電腦對(duì)館內(nèi)全景進(jìn)行圖像和文字瀏覽，點(diǎn)擊鼠標(biāo)，即可獲得相關(guān)設(shè)備的詳細(xì)信息，實(shí)現(xiàn)場(chǎng)館運(yùn)行數(shù)據(jù)采集、趨勢(shì)研判、提前預(yù)警和分析決策等的綜合管理。

速凍催生優(yōu)質(zhì)冰場(chǎng)

冬奧會(huì)多為“冰”的賽事，包括滑冰、冰球、冰壺等。能否造出高標(biāo)準(zhǔn)冰地，關(guān)乎選手成績(jī)的發(fā)揮，還決定比賽的精彩程度。對(duì)此，國(guó)家速滑館放出大招，舍棄國(guó)際慣用的傳統(tǒng)制冰工藝，自主研發(fā)了二氧化碳跨臨界直冷制冰系統(tǒng)，這是當(dāng)前冬季運(yùn)動(dòng)場(chǎng)館最先進(jìn)、最環(huán)保、最高效的制冰技術(shù)。

這套制冰系統(tǒng)與傳統(tǒng)制冷設(shè)備相比，能效提升20%以上，在全冰面模式下，能節(jié)省200多萬(wàn)度電，整個(gè)系統(tǒng)的碳排放趨近于零。它不僅省電，生成冰面的速度也快，1.2萬(wàn)平方米的冰場(chǎng)，僅14天便完成制冰，妥妥的中國(guó)速度。

高速滑冰對(duì)冰面穩(wěn)定性的要求很嚴(yán)，若溫度高，則冰面過(guò)軟，減緩滑速;若溫度低，則冰面過(guò)硬，蹬不住冰，容易打滑、摔倒。該技術(shù)就克服了這樣的缺陷，能讓每一寸冰面的溫差不超0.5℃，從而創(chuàng)造出最佳場(chǎng)地，讓參賽者能發(fā)揮最佳水平，保證比賽的公平性與安全性。

“水立方”冷變“冰立方”

冬奧會(huì)期間，國(guó)家游泳中心“水立方”搖身一變成為“冰立方”，用來(lái)開(kāi)展冰壺項(xiàng)目比賽。這一改造工程的難點(diǎn)在于，“水立方”原有的建筑布局和設(shè)施主要是滿足水上競(jìng)技的照明需求，而要達(dá)到冰上比賽和賽后水上運(yùn)動(dòng)的照明需求，并實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)，必須拿出靈活性和適應(yīng)性強(qiáng)的方案。

對(duì)此，中國(guó)建筑環(huán)境與能源研究院努力攻關(guān)，提出運(yùn)用大功率LED等辦法完成光環(huán)境改造，在打造賽后場(chǎng)景再利用方面，則通過(guò)“水冰轉(zhuǎn)換”可拆卸結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)“水立方”冬夏通用場(chǎng)所轉(zhuǎn)換。

總之，在改造工程中，設(shè)計(jì)人員最大限度地利用了原場(chǎng)館和既有設(shè)施，并融入5G、大數(shù)據(jù)等新一代科技，把近期和遠(yuǎn)期、現(xiàn)有和新建結(jié)合考慮，體現(xiàn)了可持續(xù)發(fā)展理念。

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，“冰立方”的各項(xiàng)照明指標(biāo)符合比賽和電視轉(zhuǎn)播要求，受到冬奧組委的充分肯定，為其他場(chǎng)館建設(shè)提供了參考，特別是為高級(jí)別體育照明項(xiàng)目起到重要指導(dǎo)作用。

賽區(qū)設(shè)施環(huán)保節(jié)能

在倡導(dǎo)低碳生活的今天，“綠色辦奧”激發(fā)了建材產(chǎn)業(yè)的潛能，催生了綠色低碳節(jié)能建筑，讓冬奧會(huì)充分體現(xiàn)人與自然和諧共生的環(huán)保理念。

碲化鎘發(fā)電玻璃因?yàn)榫哂腥豕庑阅芎?、抗衰減等特點(diǎn)，不僅具有建筑材料的特性，還可以發(fā)電，是新型綠色環(huán)保建筑材料。作為光伏和建筑一體化的理想材料，碲化鎘發(fā)電玻璃應(yīng)用于國(guó)家速滑館、張家口冬奧會(huì)配套設(shè)施改造和赤城奧運(yùn)走廊建設(shè)，既滿足了發(fā)電需求，又兼具經(jīng)濟(jì)性和藝術(shù)性，凸顯了綠色和科技相結(jié)合的創(chuàng)新示范效應(yīng)。

赤城奧運(yùn)走廊碲化鎘發(fā)電玻璃所發(fā)的電，大大超出了該區(qū)域賽事活動(dòng)用電需求，剩余部分還可輸送給社會(huì)用戶。該項(xiàng)目為未來(lái)光伏產(chǎn)品的應(yīng)用模式、應(yīng)用場(chǎng)景和應(yīng)用范圍，都提供了重要典范。

快捷支付引領(lǐng)消費(fèi)

奧運(yùn)會(huì)是參與性廣和聚集性強(qiáng)的全球盛會(huì)，必然帶來(lái)巨大的消費(fèi)效應(yīng)。北京冬奧會(huì)推出與日常生活密切相關(guān)的新科技，這就是新穎的數(shù)字付款，將單一支付玩出多種花樣，大大豐富了購(gòu)物體驗(yàn)。

早前的里約奧運(yùn)會(huì)，由于天氣炎熱，有人戴著一款用陶瓷制成的“支付戒指”，付款時(shí)只要伸出手指靠近POS機(jī)，瞬間就能搞定，比刷卡還方便。

針對(duì)冬奧會(huì)的寒冷環(huán)境，“支付手套”閃亮登場(chǎng)，戴上它在POS機(jī)上一比畫(huà)，錢就到賬，雙手免受寒風(fēng)侵襲。這類產(chǎn)品還有支付貼紙、支付徽章等，使用時(shí)可減少接觸，在疫情期間最讓人放心。

優(yōu)質(zhì)直飲水放心喝

為保證冬奧場(chǎng)館高品質(zhì)用水，張家口啟動(dòng)了崇禮奧運(yùn)場(chǎng)館直飲水工程，采用北京理工大學(xué)水環(huán)境科學(xué)研究院研發(fā)的水處理高新技術(shù)，對(duì)城區(qū)居民用水進(jìn)行凈化和優(yōu)化，確保水質(zhì)達(dá)到國(guó)際直飲水標(biāo)準(zhǔn)，讓人可在各場(chǎng)館隨處喝到放心水。

這項(xiàng)技術(shù)通過(guò)新的消毒方式，避免了傳統(tǒng)水處理加氯對(duì)人體帶來(lái)的影響，同時(shí)解決了網(wǎng)管二次污染難題，用純物理方法生成礦泉水標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)質(zhì)飲用水。

先進(jìn)的水處理技術(shù)不僅確保冬奧會(huì)安全用水，還惠及民生。早在2018年，張家口懷來(lái)縣已率先實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)直飲水入戶，日供水量3萬(wàn)噸，惠及人口約20萬(wàn)。目前，按照原有規(guī)劃，張家口市將全面實(shí)現(xiàn)直飲水公共服務(wù)，真正造福民眾，取得科技辦奧的社會(huì)效益。

2022年北京冬奧會(huì)的主題口號(hào)是“一起向未來(lái)”，可以想象，未來(lái)意味著社會(huì)文明、人類進(jìn)步、經(jīng)濟(jì)騰飛，其中最關(guān)鍵的是科技水平空前提高。不難看出，我國(guó)在辦奧過(guò)程中始終貫穿這一鮮明主題。限于篇幅，我們只是有選擇性地予以介紹，而對(duì)此感興趣的同學(xué)，可上網(wǎng)搜索相關(guān)信息，全面了解高新科技在北京冬奧會(huì)中的廣泛運(yùn)用，盡情領(lǐng)略冬奧會(huì)這一精彩的亮點(diǎn)。