焦点访谈：一起向未来 科技赋能 让北京冬奥更精彩

央视网消息(焦点访谈):1月4日,习近平总书记在北京考察2022年冬奥会、冬残奥会筹办备赛工作时强调,当今世界,科技在竞技体育中的作用越来越突出。建设体育强国,必须实现高水平的体育科技自立自强。要综合多学科、跨学科的力量,统筹推进技术研发和技术转化,为我国竞技体育实现更大突破提供有力支撑。从申办到筹办,“科技”成为了北京冬奥会的一大底色。一系列新技术、新应用正陆续在冬奥会的各项测试工作中落地检验,也让“科技冬奥”从愿景走进了现实。

调整呼吸,稳住身体,从陡坡飞速下滑,加速,在落差100多米的山地自由飞翔,这就是跳台滑雪。

从1924年第一届冬奥会起,跳台滑雪就被列为比赛项目,至今已经接近百年了。但这一项目在我国开展较晚,参训人员也少,直到2018年,跳台滑雪国家集训队为了补充队伍,只能跨界跨项,从武术、田径、跆拳道、拳击等项目中选拔人才。如何在短时间内让运动员们建立自信,适应这样的挑战,并且能够跳得更高、飞得更远呢?除了传统的训练方式之外,还需要突破常规的手段来助力,这就是科技。

在运动员训练时,站在场边的不仅有教练员,还有来自上海体育学院的科研团队,他们在旁边架设了四台摄像机来采集运动员的训练画面。由AI无干扰三维动作捕捉、超宽带精准定位测速、高速运动自动跟拍机器人等多项技术组成的生物力学快速反馈系统,这可是跳台滑雪运动员们备战冬奥的训练利器。

跳台滑雪运动员的每一跳整个过程仅有短短几秒,短时间、高速度,给教练员观察分析运动员的技术动作增加了难度。以往教练员主要是借助普通摄像机和影像拍摄设备,把运动员的运动轨迹拍摄下来,事后观看分析,提出改进训练方案。

跳台滑雪国家集训队队员宋祺武说:“我们每天训练完之后,都是用放大镜来找视频里面自己哪些动作错误,然后一点一点去纠正它。”

要想看得细,首先要看得清,这套系统第一要解决的就是训练当中存在的 “看不清”的问题,让高速运动下的运动员姿态能够很好展现出来。

国家重点研发计划“科技冬奥”专项项目负责人、上海体育学院教授刘宇说:“为什么开发了基于AI伺服的高速运动物体自动追拍呢?只要目标物一旦锁定,它可以一直跟着目标物全程的,而且运动员在画面里占的比例一直都比较大,而且很精细,什么时候有些小动作,手怎么动了,我们都可以把它捕捉到。”

除了“看得清”,还要“说得清”,这就需要数据来说话。在运动员每一跳的画面接收后几分钟内,生物力学快速反馈系统就能通过人工智能算法产生一套数据。利用人工智能进行科学分析,问题出在哪里就显而易见,为优化运动员训练方案提供了有效参考。

要让运动员强起来,科研人员队伍也要强起来。从事多年体育科学研究的刘宇教授组建的一支“冬季项目运动员技能优化关键技术研究”团队中,博士研究生和硕士研究生占了绝大多数,通过不断优化、研究,为冬季项目的进步提供了强有力的支撑。

刘宇说:“我们这次在国家支持下做的科技冬奥项目整合了各方面的力量,为运动员从训练、比赛、出成绩,从方方面面进行科技方面的整合和支撑。”

生物力学快速反馈系统、风洞辅助训练等科技手段的应用,给中国跳台滑雪运动员们插上了科技的翅膀,在多方努力下,跳台滑雪国家集训队也取得了历史性突破。

科技不仅能助力运动员更好备战冬奥,为了让国内外的参赛选手在北京2022年冬奥会上高水平发挥,竞赛场馆在赛事保障等方面也有科技上的突破。

2021年4月,在国家速滑馆举办了首次国内测试活动。

速度滑冰运动员陈闯说:“这块冰场已经很完美了,很好,冰的厚度掌握得非常好,非常非常平,也很好滑。”

速度滑冰运动员艾培尔丁·亚合甫说:“我认为这里是全国最好的平原冰场,我今天滑出来了个人的赛季最好成绩。”

受到运动员们赞誉的这块冰面有什么独特之处呢?要在平时,这块精心打造的冰面可不能随便上去。正逢馆内即将更换冰面,经过场馆允许,国家速滑馆制冰系统设计总负责人马进带着记者一探究竟。

国家速滑馆制冰系统设计总负责人马进说:“我们日常见到的冰都是整体冻结的,稍微注意点就会发现那个冰里边有很多裂纹,而在这个上边,尤其比赛期间是找不着的。”

北京冬奥会期间,国家速滑馆将承办速度滑冰比赛,14块金牌将在这里诞生。举办这样的顶级赛事,冰面上一丝一毫的瑕疵都可能会对运动员的发挥产生影响。这就要求每一寸冰面都要同样温度、光洁平整。而要做到这点,隐藏在冰面下的制冰系统就非常关键了。国家速滑馆采用的是二氧化碳跨临界直冷制冰技术,这是当前世界上最先进的制冰技术。

马进说:“二氧化碳是现有的制冷技术中,在同等条件下最能够获得均衡温度的技术。冰表面的温度直接影响冰表面的硬度,一旦温差比较大,就会造成有的地方软,有的地方硬。”

这样的新技术在小面积冰场实现起来还好说,但面积越大,挑战越大。国家速滑馆拥有亚洲最大的全冰面设计,面积达到了近1.2万平方米。利用二氧化碳跨临界直冷制冰技术在这样大的冰面上制冰,在此前的冬奥速度滑冰场馆中并没有先例。

经过反复推敲,不断技术攻关,2021年1月,国家速滑馆速度滑冰赛道进行首次二氧化碳跨临界制冰。

马进说:“我们一共随机测了30个点,其中29个点温差都在0.5℃以内,奥组委提出的要求是在1.5℃以内就可以了,我们要追求极致。”

尽管二氧化碳跨临界直冷制冰技术能够把冰面的功能做到极致,可是二氧化碳毕竟属于温室气体的一种,运用二氧化碳制冷,对环保是不是又会产生影响呢?

马进说:“这里边有个逻辑,二氧化碳排放是指在工业生产和生活中化石燃料燃烧以后,变成二氧化碳排放到大气中去。而二氧化碳制冷是把要排放的这些二氧化碳回收,把它用作制冷剂灌注到制冷装置中,让它进行制冷。”

制冷系统通过制冷剂或载冷剂带走冰层下面的热量来实现冰场的迅速降温,这些被带走的热量一般都是直接排到室外环境中,但在这里,工程师们凭借着科技手段,实现了回收利用。

马进说:“我们把它余热回收,把热能储存在两个水箱里边。比如说我们浇冰的热水,以及生活的这些热水,我们就都可以用来进行补充,就相当于一度电制完冰以后,同时又把它做了热水,相当于用了两遍。”

这样一来,二氧化碳制冰不仅绿色低碳,而且高效节能。高科技的应用将不仅为运动员打造高水准的竞技舞台,也将为观众带来不同以往的观赛体验。

2021年10月25日,中央广播电视总台央视奥林匹克频道(CCTV-16)及其数字平台正式开播上线,这是国际上首个以4K超高清和高清标准24小时上星同步播出的专业体育频道。自开播上线以来,总台央视奥林匹克频道充分发挥“5G+4K/8K+AI”战略技术优势,全力打造“核心体育赛事+特色精品节目+社会文化活动”的频道内容体系,形成了具有奥林匹克独特气质的频道形象。

科技部社会发展科技司司长祝学华说:“我们组织实施了科技冬奥2022行动计划,从中也出现了一大批科研成果,这些成果不仅有力保障冬奥会、冬残奥会成功举办,也为后奥运时代我国经济社会发展,特别是京津冀协同发展,打造新的经济增长点,将会有极大推动作用。”

从运动员训练水平的提升到国际一流竞赛场馆的打造,从精准气象预报到电视转播,北京冬奥会上应用的黑科技还有很多。2016年以来,科技部联合相关省市及部门在零排供能、绿色出行等方面部署项目进行研发,组织实施了国家重点研发计划“科技冬奥”重点专项,产生了过百项新技术成果,都已经陆续在运动员训练和冬奥会筹备工作中实际应用。这些新技术的赋能为北京冬奥会的成功举办增添了无尽动力,将会让比赛更精彩,也让观赛更享受。