作為2022年開年振奮人心的盛大體育賽事，本屆冬奧會已經接近尾聲。俗話說，科技興則民族興，科技強則國家強。2022北京冬奧會不僅是聚集全世界優秀運動員的重大賽事，更是一個讓世界看到中國科技發展的大舞臺。
2017年，國家重點研發計劃設立了“科技冬奧”重點專項，面向北京冬奧會的實際需求，圍繞辦賽、參賽、觀賽、安全、示範五大板塊部署科研任務。據瞭解，專項共安排部署80個科研專案，共有212項技術在北京冬奧會上落地應用。
01科技帶來全新觀賽視角
“雲”智慧轉播感受360°立體呈現
一個半世紀前在報紙上看延期體育報道的觀眾當然不會想到，現代奧運開始的第125個年頭，人們已經可以用電影般的效果和以4K/8K的超高畫質格式實時觀看比賽。2022年北京冬奧會是史上首個核心繫統100%上雲的奧運會，賽事成績、賽事轉播、資訊釋出、運動員抵離、醫療、食宿、交通等資訊系統遷移至阿里雲上，這是百年奧運史上的一次歷史性工程。
藉助雲計算優勢，OBS Cloud使許多現場的採編工作可以轉移到雲上，實現遠端操作，極大降低了奧運現場的轉播負載。對於一些中小型轉播媒體來說，甚至不需要到奧運會現場，在本國就可以遠端接收、轉播賽事內容。
在5G大規模覆蓋下，AR/VR裝置、高畫質影片、短影片等為大家帶來了隨時隨地的、全新視角的觀賽體驗。同時，人工智慧合成影片技術對運動員動作瞬間進行360度捕捉，這是傳統的轉播技術無法達到的。
這個技術的實現還與首都體育館中設定的40臺4K攝像機陣列和3臺8KVR相機是分不開的。這些攝像機不僅能實現讓觀眾可以自由選擇觀看運動員比賽的角度，以及體驗“子彈時間”的觀看特效，還可以精準捕捉運動員的動作細節。
此次的北京冬奧會讓奧運轉播將不再僅依賴衛星傳輸，而是透過奧運轉播雲，走向全球數十億觀眾。
百度智慧雲3D+AI技術捕捉每一幀的精彩
高手之間的對決就在毫釐之間，為了讓觀眾更好地看清和看懂運動員們在賽場上的每一幀關鍵動作，百度智慧雲透過“3D+AI”技術打造出“同場競技”系統，將單人比賽專案變成“多人比賽”，實現冠、亞軍比賽畫面的三維恢復和虛擬疊加，方便觀眾透過一個賽道看到不同選手的實時動作。
同時，透過技術手段對運動員動作進行量化分析，將滑行速度、騰空高度、落地遠度、旋轉角度等一系列運動資料與原始畫面疊加起來。這解決了高速度、高難度動作還原的難題。技術呈現的畫面再配合專業解說的技術分解，觀眾可以更直觀地從流暢性、完成度、難度、多樣性和美觀度等角度看懂選手之間的技術差異，輕鬆看懂冠亞軍之爭。
例如，在谷愛凌的奪冠比賽中，百度智慧雲的3D+AI技術——“時空定格”技術透過對運動員進行量化分析，並把高速連續動作定格到3D空間，幫觀眾能一秒看清了谷愛凌奪冠瞬間的逆天動作。
3D+AI分析谷愛凌逆天動作
並且，百度智慧雲還在線上打造了虛擬跳臺，讓觀眾實現“親臨現場”。透過虛擬現實技術，對首鋼滑雪大跳臺進行了三維重建與虛擬還原，打造1比1的場館3D 模型，觀眾可以透過3D場景漫遊的形式，從遠景、全景、近景等多角度自由視角觀賞大跳臺，並可以切換日景、夜景、水景等不同的視覺效果，周圍環境、跳臺弧度，賽道難度通通一覽無餘。
02科技智造冬奧會場館
二氧化碳製冷打造冬奧史上“最快的冰”
在本屆冬奧會賽程中，誕生多個奧運記錄的國家速滑館“冰絲帶”為何如此絲滑？
在二、三釐米厚的冰面下，埋了十餘層不同的結構。防潮層、防凍層、滲透層……其中一層，是密佈的製冰管，其中流動著液態二氧化碳。二氧化碳便是“冰絲帶”的隱藏黑科技。
這是人類冬奧歷史上第一次採用天然工質二氧化碳製冷技術替代傳統制冷劑氟利昂製造的冰面。北京大學工學院教授張信榮多年來一直研究與開發“跨臨界二氧化碳技術”，讓溫室氣體化身高效資源，在賽場上實現環保節能最大化。
國家速滑館
經過研究與設計團隊的努力，國家速滑館“冰絲帶”這塊透過二氧化碳製冷製造的冰面溫差最終控制在0.5℃，低於奧組委提出的1.5℃標準，硬度均勻，利於運動員創造好的成績。二氧化碳系統製冷過程中產生大量高品質餘熱，透過冷熱聯供一體化設計可進行回收利用，用於場館的熱水、澆冰、除溼等場景，相比較傳統冰場可以有20%以上的能效提升。
“水立方”“冰立方”自由切換
作為2022北京冬奧會的冰壺比賽場館，國家游泳中心在本屆冬奧週期完成了從“水立方”到“冰立方”的蛻變。
經過來自清華大學、同濟大學、哈爾濱工業大學、北京交通大學等4所大學和中建一局、商湯科技等科研團隊近60天的協作。2019年底，一套包括可轉換場地、可調節環境、智慧場景控制和增強觀賽體驗等關鍵技術的冬夏場景智慧轉換體系得以成功自主研發。
“冰立方”改造效果圖
為了將泳池改造成為冰壺比賽場地，設計團隊先是在具有一定坡度的泳池底部，安裝了可調節的鋼結構支架、混凝土面板和高效能隔熱層等裝置，將泳池變為平地，最後在上面鋪設一層約8釐米厚的薄冰。就此，國家游泳中心成為世界首個實現冰—水轉換的雙奧場館。也就是說，當冬奧會結束，這座建築能再次以“水立方”的姿態呈現於大眾面前。
03科技保障快速公正判斷
AI輔助裁判
一場體育賽事最重要的就是“公平競爭，公平判斷”，若僅憑裁判肉眼進行評判，裁決結果可能會有存在爭議、甚至出現誤判的情況。
在今年的冬奧會上，科技為體育競技提供了更精準的方案。基於數字化和3D技術的AI裁判，可以克服高度、光線等複雜因素，捕捉在運動員的細微動作，透過回放和分解動作，還可以在賽前為運動員提供定製方案。
2022年1月21日，花樣滑冰AI輔助評分系統1.0產品釋出，由中國花樣滑冰協會與中關村數智人工智慧產業聯盟共同發起，同時啟動花樣滑冰AI輔助評分系統2.0建設，AI頭部企業第四正規化將提供人工智慧演算法、平臺等全面支援。
這套輔助系統目前主要應用於賽前訓練的評分和檢測，運用計算機視覺技術演算法與深度學習，對運動員的整體運動軌跡進行實時追蹤，實現穩定性視覺化的比賽評判。
總檯自主研發的超高速4K軌道相機“獵豹”系統
此外，短道速滑比賽中更是採用獨立的仲裁攝像系統。仲裁攝像系統大多包括多機位影片記錄和慢動作重放系統，透過固定攝像機精準拍攝記錄每一圈或者每個運動員的比賽資訊，可以以慢動作模式詳細分析運動員的每個動作。
04科技助力運動健兒
智慧移動方艙實現30秒生成診斷報告
冬奧會的許多比賽專案危險係數大，例如短道速滑、自由滑雪大跳臺等，需要準備快速醫療救援裝備以應對不時之需。
智慧移動方艙面積不到20平米，配備行動式智慧心肺復甦機、心電監護儀、臥式錐形束CT、凍傷面部資料採集系統等用於凍傷及頜面創傷現場診治的關鍵整體化裝置，同時內建兩個重要的系統平臺，一個是基於醫療大資料和AI的智慧化診療平臺，另一個是基於5G網路和語音智慧提示技術的專家遠端稽核網路平臺，CT影像從匯入到生成報告只需30秒，顯著提高冬奧會現場救治水平。
依託兩個平臺，醫生可以在事發時作出快速決策，提高了冬奧會現場救治水平，縮短了救治時間，保證了移動方艙內救治的高效與專業。
“白金十分鐘，黃金一小時”。面對突發狀況，應急醫療救援就是在與時間賽跑，節約一分鐘就能給受傷的運動員帶來轉機與希望，而救援時間的高效壓縮來源於科學技術的創新應用。
自主創新為雪蠟車添翼
從概念到方案、從設計到製造，首臺國產雪蠟車達到了國內首創、世界領先、完全國產，折射了中國 “智造”的新成就。
為了解決車內低溫熱啟動、安裝環境狹窄等問題，海爾卡奧斯共新申請了6項發明專利，包括解決機器低溫制熱啟動、可靠性運轉檢測、帶有內迴圈功能的新風機、空調低溫制熱啟動防止低壓故障的控制方法等。加上應用海爾原自有的11項專利，在整個過程中應用專利17項。
我國在研製這臺雪蠟車之中，共申報了81項專利，做到了24項技術突破，成功將核心技術掌握在了自己的手中。我國自主創新的首臺雪蠟車可以幫助運動員在雪面滑行時獲得適宜的摩擦力，從而節省體力、提升競技水平。
風洞實驗室提高運動員訓練水平
風洞是空氣動力學研究和試驗中最廣泛使用的工具。之前風洞主要用於模擬飛行器或物體周圍的空氣流動，以驗證氣流阻力對飛行器或物體的影響。
當今全球不少國家已將風洞應用於體育訓練中，模擬真實的氣流、水流條件，幫助運動員提高成績。利用風洞技術，除了可以幫助運動員科學調整運動時的姿態之外，還可以對運動服裝、器材進行風阻係數的測試，為高效能運動裝備的設計開發提供資料支撐。
本屆冬奧會，我國將風洞實驗室提供給了跳臺滑雪、鋼架雪車等競速類專案運動隊，幫助他們更高效訓練、提升成績。
風洞實驗室
北京冬奧會即將落幕，這一次，我們驕傲地展示著中國科技的巨大進步和強大實力。
未來，我們期待著更多的中國智造！
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