中国式浪漫与北京冬奥背后的硬核科技盘点

  科技并不一定是冷硬的。它可以精确，也可以浪漫，更能带来非常大的便捷。科技改变生活，也改变了一场场重大的体育盛会。和体育一样，科技没有国界。在多家中外科技公司的共同努力下，这一届的冬奥会更加精彩纷呈。

  从开幕式上铺满全地的8K高清大屏到为运动员训练提供辅助的三维运动员追踪技术，从多项服务的无人驾驶汽车到奥运村里AR导航系统。

  2月14日，刚刚结束的冬奥会女子单人雪车项目中，中国选手怀明明获第六名，应清位列第九。这是今年冬奥会新增的项目。

  在2015年中国申请冬奥成功后，中国才组建了雪车队，并开始自主研发雪车，从2019年11月开始立项，由中国航天团队和一汽集团联合开发。

  雪车是一辆没有动力系统的车，初始动力由运动员推动，后段的加速度则全部来自于雪车赛道巨大的落差。

  由于其本身对速度影响较大，因此，雪车技术上的突破将对运动员成绩产生非常明显的影响。

  为此，中国一汽与中国航天科技集团组成的联合研发团队，共同开展自主雪车攻关。攻克了人机工程优化、平台关键系统及零部件设计、材料轻量化、CAE仿真模拟、高精度机械加工工艺、整车试制试验等一系列难题，掌控了整车、车身、转向、制动等领域20余项关键技术。

  从2021年3月20日启动立项到9月10日交付，团队仅用时5个多月就完成了雪车装备的研发试制，高质量交付雪车。

  这款雪车材质和顶级跑车的外壳一样，使用碳纤维，而且是航空等级的T800碳纤复合材料。其耐低温特性，使得它在零下40℃的环境和温度下强度仍不会发生任何变化，且冲击或压缩强度达350兆帕，每平米承重3.5吨。

  此外，碳纤维还有优秀的减重效果。它的密度不到钢的四分之一，与轻量化的铝合金相比，减重效果可达到20%-40%。

  第一次参赛的怀明明与应清分别拿到第六与第九名的成绩，除了自身刻苦的训练，国产雪车的加持同样功不可没。

  从训练到比赛，从开幕式场馆到冬奥村服务，除了雪车，冬奥会的科技含量还体现在多个方面。

  2月12日，中国选手高亭宇凭借34秒32的成绩赢得北京冬奥会速度滑冰男子500米比赛金牌，并刷新该项目奥运纪录。

  而在中国速度滑冰队的训练中，就用到了英特尔的3DAT（三维运动员追踪）技术。

  3DAT技术从标准视频源中提取运动员的骨骼、肌肉形状及运动轨迹，重建运动员二维及三维骨骼的运动姿态及轨迹模型，并生成生物力学数据，建立模型的同时输出运动表现分析。

  在精准分析运动姿态、聚合运动数据的基础上，教练员可以在3DAT技术的支持下整理并提出科学训练计划和专业策略，有效提升训练效率，帮助运动员释放运动潜力，提升竞技表现，是推动体育事业发展的重要技术。

  生物力学其实就是在研究结构功能运动，对于理解如何最大化运用你的杠杆、了解你的身体能做什么、你的身体具有什么样的能力，它是一把金钥匙。

  英特尔能够用4台4K摄像机快速捕捉传统以外的东西，并重现机体结构，把这些骨骼、线条、关节进行再创造，然后以一种能理解的形式呈现出来。

  在分析动作和运动轨迹基础上，这一系统还可以在若干秒计算中实时处理、校验、统计和分析复杂而庞大的训练数据信息，生成骨骼分析报告和图表，为教练员指导提供详细概述，制定更科学的训练计划。

  3DAT技术能支持1080P、4K等画质，并以高于每秒100帧的速度解码，支持多路视频的同步采集以及多路视频在后续数据处理过程中的同步处理、多路视频生成 3D 姿态数据等，让运动员更好地清楚自己的动作和运动轨迹，更有明确的目的性地训练，来提升成绩。

  开幕式上，滑冰运动员脚下实时消散的风雪，和五百个孩子脚下晶莹的雪花，都展现了演员和屏幕间的实时互动。

  凭借先进的AI算法，英特尔在国家体育场架设4台摄像机进行拍摄，随后将视频信号送到边缘计算系统中进行三维信号重建及渲染，随即将生成的艺术形象呈现在LED大屏上，并以强大算力确保演员与大屏中艺术形象互动的实时性与流畅性。

  而在传输效率上，“基于人工智能技术的演出实时特效系统”通过英特尔®OpenVINO™视觉工具套件进行开发，通过Intel DL Boost技术使能，进而实现精准、流畅、实时的视频数据读取和处理，从图像采集、识别到检测和处理，只需要不到几十毫秒的时间。

  除了3DAT技术，英特尔的5G+云转播、360°8K VR等转播技术，也为大型体育赛事的转播体系提供了可行的方案和服务，为观众提供了更清晰更实时的“沉浸式”观赛体验。

  而开幕式上为唯美效果提供舞台显示基础的则是来自京东方的8K超高清显示屏。

  京东方采用多个8K+级分辨率的画面融合技术，超大规模的光学校正算法可对每个显示画面进行像素点级的光学校正，可呈现出100000:1超高对比度，3840Hz超高刷新率，以及29900x15096超高分辨率的超高清绚丽画面。

  通过搭载京东方自主研发的超大规模显示模组控制与同步系统，还可实时捕捉演员行进轨迹，实现画面与演员的无缝互动。

  大雪花直径14.89米，由96块小雪花形态和6块橄榄枝形态的LED双面屏创意组成。采用双面镂空设计，嵌有55万余颗LED灯珠，每一颗灯珠都由驱动芯片的单一信道独立控制。

  导演组要求火炬台要像“钻石般璀璨闪耀”。为此，京东方核心研发团队通过500多张设计图纸和近10轮的制样，终于研发出目前行业内发光面最窄的单像素可控异形显示产品，充分呈现雪花的线条感和细腻的画面显示效果。

  火炬点燃那一刻，巨型雪花屏由中心向四周辐射开来，闪耀出波浪般层层递进的璀璨光芒。

  异步集控能在极短时间内将大规模视频内容快速下发，同步集控确保102块双面屏幕实现毫秒级响应；此外，“主路+环路”备份的高冗余控制管理系统确保了火炬台播控系统的超高可靠性。

  同时，通过采用LoRa（远距离无线电）低延迟控制管理系统搭配同步播放时间校正技术，进一步确保指令下发万无一失，实现视频画面完美协同。

  科技冬奥专项负责人、清华大学车辆与运载学院院长杨殿阁教授曾表示，项目中有几大亮点：

  据媒体统计，冬奥期间将有9款无人车为民众在冬奥期间的交通需求保驾护航，其中包括：

  九号公司（Segway-Ninebot）的三轮滑板车可以让人们轻便地到达目的地；

  优必选的智能巡检机器人ATRIS（安巡士）将代替安保人员进行巡查，主动识别陌生人员，发现可疑人员便会触发告警功能。

  在2月2日北京首钢园区举行的火炬传递活动中，百度汽车机器人成为火炬手，完成了一段800米的火炬传递，实现奥运史上首次无人驾驶汽车参与火炬传递的创举。

  这台传递火炬的无人驾驶汽车外观与常见汽车有较大的不同，车头更宽更高，整体像一个四四方方的大盒子。右侧车门前方有一个圆形卡扣，据介绍，火炬在传递时就是放置在卡扣中。

  与目前较为人知的L4级无人驾驶不同，这台汽车无人驾驶程度更高的L5级无人驾驶，因此也没有方向盘的设计。

  据相关负责的人介绍，“可以将其理解为一个汽车机器人。它是作为一个机器人参与到本届冬奥会的火炬传递中。”

  在冬奥会用车上，除了科技感拉满的无人驾驶汽车，丰田的绿色氢燃料车也是一大亮点。

  据悉，本届冬奥会期间，丰田一共提供了2205辆汽车，大多数为一汽丰田广汽丰田在售车型，包括混合动力车、纯电动车等。

  其中最引人关注的是，2205辆车型当中还包括140辆MIRAI和105辆柯斯达)，二者都是氢燃料电池车。

  其中MIRAI作为贵宾车使用，首次大规模导入中国市场；而柯斯达氢擎是专门为北京2022 年冬奥会和冬残奥会设计开发，由丰田中国研发中心进行研发，在四川一汽丰田进行生产。

  由于此次冬奥会涉及北京市区、延庆和张家口3个赛区，各赛区路况截然不同，既有城市路段，也有崎岖陡峭的盘山公路，再加上冰雪天气，路况极其复杂多变，这无疑对电动化车辆，尤其是氢燃料电池车的可靠性和动力性能提出了严苛的要求。

  丰田柯斯达氢擎能在-30°低温下正常启动，高扭矩输出的动力特点确保了在高坡度、湿滑山路中的稳定行驶。再加上氢燃料电池汽车燃料加注快、续航里程长，对于满足赛场与驻地往返的通勤要求来说，有着独特的优势。

  丰田方面表示，本届北京冬奥会后，丰田还将积极地推进本次冬奥会赛事交通服务用车中的FCEV的后续再利用，并希望以此为契机不断推动中国氢燃料电池产业发展。

  在科技部科技冬奥的专项支持下，人工智能软件公司商汤科技SenseTime基于SenseMARS火星混合现实平台，实现了大尺度场景下厘米级的三维地图构建和部署，并解决了动态复杂场景下实现精准定位跟踪等难题，为张家口冬奥村创新打造智慧AR导航应用。

  该应用可为数千名入驻张家口冬奥村的运动员和工作人员，提供便捷的AR导航导览服务。

  用户通过手机进入专属APP，打开摄像头识别周边实景，即可轻松锁定自己的位置。输入目的地后，跟随地面上的AR虚拟贴地箭头，便可直达接待中心、健身中心、居住区等地点。

  相较于传统导航方式，AR导航将路线标识与真实场景融为一体，拥有更加沉浸、直观的视觉体验，非常大地节省了时间，帮助运动员们迅速对冬奥村旁边的环境了如指掌，更专注于投入到赛事准备工作当中。

  在这个虚实融合的数字世界当中，还有在空中遨游跃动的北京冬奥会吉祥物冰墩墩，加之随处可见的各冬奥场所介绍大屏，能够给各国运动员带来更好的代入感和归属感。

  此外，商汤科技SenseTime还在科技部第三批科技冬奥专项支持下，参与并负责了由国家游泳中心为牵头单位的“冰壶赛况的智能感知与虚实融合技术和平台研究”课题项目，能轻松实现在超大空间下通过远视距精准捕捉比较小的运动壶体，同时具备抗遮挡误识别干扰、变形矫正等能力。

  该项目同样基于商汤科技原创的SenseMARS火星混合现实平台做创新，以AI技术赋能“科技冬奥”，为冰壶比赛创新打造“冰壶运动轨迹捕捉”技术，增强线上线下观赛体验。

  在冬奥会冰壶比赛期间，商汤科技将携手2022北京冬奥会官方转播商，以直播和分析解说的形式，呈现比赛过程中冰壶的运动轨迹曲线。

  从08年的夏季奥运会到今年的冬奥会，我们见证了一项项黑科技为赛事带来的便利。

  而在即将于2022年6月举办的成都世界大学生夏季运动会上，蘑菇车联也将为赛事提供无人驾驶服务。届时，蘑菇车联Robotaxi、Robobus、巡逻车、清扫车等将集体亮相，用于大运村交通接驳、安保和环卫服务。

  同样在即将召开的2022杭州亚运会上，作为亚运会官方汽车服务合作伙伴的吉利汽车也表示，将在亚运区域内全面实现无人驾驶，打造智慧亚运村等智慧出行生活场景。

  自动驾驶技术尚在发展中，在大型赛事上的运用让人们提前见证了其便捷及落地的可能。

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