當中國運動員谷愛凌在十幾層樓高的冰雪跳台上完成高難度動作時，相信不少觀眾都為她捏了一把汗。昨天，她在北京冬奧會自由式滑雪大跳台女子比賽中成功奪冠，與此同時，冰雪運動員裝備中的冬奧“黑科技” 也被扒了出來。
一個看似普通的防護頭盔，其實重量只有700g，但卻有超高的抗衝擊變形能力，這背後用到了航天科技中的材料和設計技術。
中國科技除了為中國隊增加助力之外，也為外國運動員提供了周到的服務，包括外國運動員在vlog中讚不絕口的北京冬奧村裡面的智能床、防疫機器人、餐飲機器人等等，以及很多人看不到的數字孿生、雲轉播等技術，難怪國際奧委會主席托馬斯·巴赫都說北京冬奧會是一屆史無前例的冬奧會，還希望北京冬奧會科技能夠在全世界得到廣泛應用。
▲國際奧委會主席托馬斯·巴赫通過阿里雲全息艙給媒體工作人員拜年
從北京冬奧會開幕式開始，我們就看到人工智能（AI）、5G、AR、裸眼3D和雲等多種科技成果帶給觀眾震撼體驗。（冬奧會開幕式震撼刷屏，這些黑科技立了大功！）
現在，北京冬奧會的科技彩蛋繼續被一一打開。具體在各種冬奧會場景中，中國的智能科技是如何賦能北京冬奧會順利運行，並收穫眾多好評的呢？智東西帶你一文看盡。
本文福利：2022年冬奧會大量黑科技的運用，讓我們看到了中國科技的騰飛。推薦精品報告《2022北京冬奧會和冬殘奧會可持續性與遺產》，可在公眾號聊天欄回復關鍵詞【智東西266】獲取。
AI動捕兼顧裁判和教練，智能方艙護航
本屆冬奧會共有7大項，109小項的比賽項目，不少是高難度、高危險係數的比賽，那麼在這些項目的比賽和訓練過程中，有哪些智能科技為參加冬奧會的冰雪運動員保駕護航呢？
1、AI、高速攝像機等輔助裁判快速公正判斷
在一些冬奧會項目比賽中，僅憑裁判肉眼進行評判，裁決結果可能會有存在爭議、甚至誤判的情況出現，北京冬奧會上通過越野滑雪輔助裁判系統、智能攝像機來進行智能捕捉，輔助判斷。
像剛剛中國隊奪得兩金的短道速滑比賽中，運動員運動速度極快，裁判回看視頻後作出了公正的裁決。這個公正裁決的一部分功勞最開始被網友們記在一台名字叫做“獵豹”的超高速4K軌道攝像機系統身上，全網掀起謝謝“獵豹”熱潮，後來又有網友說，短道速滑比賽場地首都體育館中安裝的是40台4K攝像機陣列和3台8K VR相機。
▲網友熱評冬奧比賽中的攝像機（來源：微博）
其實這兩類攝像機都是用於賽事直播、轉播，並不用於裁決，央視總台技術局轉播二部特種設備科負責人趙偉澄清說，短道速滑比賽中採用的是獨立的仲裁攝像系統。仲裁攝像系統大多包括多機位視頻記錄和慢動作重放系統，通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信息，可以以慢動作模式詳細分析運動員的每個動作。
▲短道速滑比賽中裁判通過回放進行裁決（來源：咪咕視頻）
不過網友們提到的名字叫“獵豹”的攝像機也不一般。該攝像機系統由陀螺儀軌道車和360米長的U型軌道組成，其設計標準是時速約90公里，超過頂尖運動員的70公里/小時的運動速度，可以實時跟蹤運動員的位置和將運動員的精彩運動瞬間分切成一幀一幀的畫面。這樣觀眾也能看清運動員的很多高速動作背後的細節了。
▲超高速4K軌道攝像機系統（來源：央視）
2、AI還能當教練
體育訓練中越來越多地運用到了AI技術，像之前2021年東京奧運會的備戰過程中，跳水隊等中國運動員代表隊就用到了AI來輔助訓練。此次北京冬奧會，這些智能科技應用得更加廣泛了。
例如在跳台滑雪和北歐兩項等多支國家隊備戰中，國家隊示範應用了專門為北京冬奧會研製的雪上技巧類項目多模態生物力學快速反饋系統。
▲AI輔助訓練系統（來源：上海體育學院）
該系統運用AI無干擾三維動作捕捉、超寬帶精準定位測試、北斗導航、高速運動自動跟拍機器人、無人機攝影等多項技術，對運動員的助滑、起跳、飛行和落地的姿態進行系統分析，精確測算起跳高度等指標，為教練和運動員調整訓練方案提供科學數據支撐。
中國國家隊備戰中還使用到了個性化大數據庫分析與診斷系統。該系統通過建立包括形態、機能、身體/心理素質等特點的高水平運動員的冠軍模型，來輔助運動員進行技能增強訓練。
3、智能移動方艙30秒生成診斷報告
冬奧會的許多比賽項目危險係數大，例如短道速滑、自由滑雪大跳台等，需要準備快速醫療救援裝備以應對不時之需。
這些智能醫藥設備包括智能移動方艙、5G救護車等等。
智能移動方艙面積不到20平米，配備便攜式智能心肺復蘇機、心電監護儀、卧式錐形束CT、凍傷面部數據採集系統等用於凍傷及頜面創傷現場診治的關鍵整體化設備，同時內置兩個重要的系統平台，一個是基於醫療大數據和AI的智能化診療平台，另一個是基於5G網絡和語音智能提示技術的專家遠程審核網絡平台，CT影像從導入到生成報告只需30秒，顯著提高冬奧會現場救治水平。
▲智能移動方艙（來源：北京大學口腔醫院）
北京急救中心為冬奧會每個比賽場館至少配備了1輛5G救護車和不固定數量的其他急救車輛，其中5G救護車可以在急救醫生進行現場救治時，將診療數據和影像直接傳輸至定點醫院，通過救護車指揮部的視頻通信，實現“上車即入院”，提高急救效率。
▲5G救護車
北京冬奧會還用到了一個非常小巧的可穿戴設備：體溫貼，用來幫助實現智能防疫，看上去像創可貼，但實際上是內置芯片的無線電子測溫計。體溫貼使用方法是直接貼在腋下或上臂，便於場館工作人員隨身攜帶。
▲智能體溫貼（來源：中國青年報）
體溫貼與手機App綁定，可遠程上傳測量到的體溫，定時採集冬奧會場館內工作人員的體溫數據，一旦超過37.3℃，就會自動通知防疫人員。此外，體溫貼專門增加了考勤出入和定位功能，提高疫情防控效率。
4、輔助駕駛提升出行安全，AR來給運動員導航
在張家口的冬奧村、國家速滑館、鳥巢等場館中，北京冬奧會運動員和工作人員可以體驗精準的AR導航，通過手機App和攝像頭識別周圍環境鎖定位置，輸入目的地后，使用者跟隨顯示的AR虛擬箭頭，就可以順利找到想去的冬奧村的其他地點。這些導航應用背後是我們我們熟知的AI企業商湯、曠視。
▲智慧AR導航
另外，本次北京冬奧會也應用了非常多的自動駕駛和輔助駕駛技術，像火炬傳遞階段，不僅有機器人來傳遞火炬，還有一段路程是自動駕駛汽車來負責火炬傳遞的。
一些冬奧村內的大巴上也裝上了英特爾子公司Mobileye輔助駕駛系統，通過計算機視覺等AI技術，為駕駛大巴的司機提供預警提醒。
▲Mobileye輔助駕駛系統
5G+VR，觀眾獲得觀賽新體驗
北京冬奧會的觀賽體驗也是跟以往有很多突破，受疫情影響，很多觀眾不能到現場來觀看比賽，如何為全球數億觀眾提供更好的觀看體驗，成為北京冬奧組委會的重要任務之一。
1、各家AI虛擬主播齊上陣
本次北京冬奧會也會通過更多智能技術來覆蓋更多的群體和提供更周到的服務。
比如，為了讓聽障觀眾更好的觀看北京冬奧會比賽，各官方媒體平台上線了各種手語播報數字人，為聽障人群提供智能化的手語生成服務，像央視頻裡面有騰訊3D手語數智人“聆語”、央視新聞里有聯合百度智能雲推出的AI手語主播等。
▲騰訊3D手語數智人“聆語”
中國天氣WAP華為站、張家口氣象公眾號等新媒體平台則上線了一位專職天氣AI虛擬主播“馮小殊”。因為與夏季奧運會相比，冬季奧運會的賽程安排、觀賽服務等與氣象條件聯繫更密切，更離不開及時準確的氣象信息。
▲專職天氣AI虛擬主播“馮小殊”
“馮小殊”面容表情、肢體動作都很自然，看上去與真人十分相似，該AI虛擬主播背後依託的是小冰框架數字孿生虛擬人技術。在北京冬奧會期間，“馮小殊”將持續播報“冬奧公眾觀賽氣象指數”，為公眾健康、安全觀賽提供氣象信息服務。
2、360度自由選擇觀看視角
在冬奧會的部分比賽中，觀眾還能體驗到360°的自由視角觀看比賽。通過使用冰雪項目交互式多維觀賽體驗等技術，觀眾可以通過手機、電視、VR設備等自由選擇觀看比賽的視角，擁有更沉浸式的觀賽體驗。
▲自由視角觀賽
這個技術的實現與上面提到的首都體育館中設置的40台4K攝像機陣列和3台8K VR相機是分不開的。這些攝像機不僅可以精準捕捉運動員的動作細節，同時，還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。
▲首都體育館內的攝像機陣列
從現場圖像數據採集到觀眾實現自由視點的觀看體驗，這背後的冰雪項目交互式多維觀賽體驗技術集成了端到端一系列的技術突破，例如VR/360°節目拍攝、內容生成、8K視頻流高效編解碼、自適應傳輸和交互式VR呈現等關鍵技術。
除了看得更全之外，不少觀眾還希望看得更懂，在昨天的比賽中，谷愛凌完成了破紀錄的偏軸轉體兩周1620度，這個動作觀眾用肉眼是比較難看清每個細節的。百度智能雲的3D+AI技術——“時空定格”技術通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
3、首次全4K雲轉播，轉播效率明顯提高
因為疫情原因，大部分人觀看北京冬奧會的各項比賽只能通過轉播來觀看，轉播質量尤為關鍵。
本次北京冬奧會的核心信息系統全部運行在阿里雲上，為實現雲轉播技術做好了鋪墊，這也是奧運歷史上首次通過雲技術進行全4K轉播，不再僅僅依靠衛星傳輸技術。
▲工程師在冬奧賽場做雲轉播等技術調試
傳統製作播放技術必須到實地的場景中進行，通過雲轉播技術，賽事的轉播拆成了三個環節，分別是前端的信號採集、雲端的編輯處理，以及最後的導播製作環節。這樣降低了轉播的成本，同時提高了轉播製作團隊的製作效率，讓很多賽事播報更迅速，花樣也更多了，從而帶給觀眾更多樣的體驗。
在冬奧會雲轉播服務中，中國聯通提供了包括5G通信等在內的多種技術支持。
除了大家已經比較熟悉的轉播車、演播室之外，本次冬奧會還將5G超高清演播室搬上了時速350公里的冬奧“復興號”高鐵。
這個5G超高清演播室由一節列車車廂改造而成，工作人員在裡面可以完成多方連線、虛擬製作等節目演播工作。製作完成的視頻會通過車載終端以5G方式發送到沿途基站，進而轉發到央視總台，為觀眾提供4K直播、轉播。
智能床、機器人大廚
運動員生活被照顧妥妥的
根據北京冬奧組委官方數據，從2022年1月23日到2月8日，機場入境的運動員及隨隊官員共5869人，其他利益相關方7166人，如何服務好這些閉環管理的北京冬奧會涉奧人員和相關工作人員並不容易。
其實，北京冬奧組委早已準備好了各種“黑科技”來保障冬奧會順利舉辦。
1、不止智能床可以誇，智能家居讓運動員居住更舒適
帶鬧鐘推醒服務的智能床可以說是冬奧會“黑科技”裡面的最熱話題之一，美國雪橇運動員薩默·布里徹專門拍了視頻向粉絲分享入住冬奧村的激動心情和看到令她驚奇的智能床，這個分享火速成為微博等國內媒體平台的熱搜。
她在視頻中展示了智能床可以用遙控器調節角度，特別是零重力模式非常舒服。其實，智能床除了可用遙控器調節外，還能自動調節。如果運動員睡覺的時候姿勢不對，出現打鼾，智能床可以自動調節床頭高度，為運動員提供更舒適的睡眠體驗。
並且，運動員還可以通過App設置鬧鐘，控制智能床定時起降，叫醒自己。
▲智能床
除了智能床之外，每個運動員的房間都配備了智能門鎖，運動員可以通過指紋、密碼或者刷卡開門。房間內還裝有智能控制器，有智能溫度調節系統、智能紅外感應、可視對講、智能窗帘等十多種功能。同時，北京冬奧村公寓裡面的智慧照明系統會學習記憶用戶使用習慣，實現AI控制管理，智慧能源管理系統則基於用戶行為節能算法等技術，實現促進高耗能設備錯峰使用。
為防止疫情擴散，運動員公寓樓用多式聯運空調系統替代了中央空調系統，對每個房間內的溫度進行單獨控制，系統控制面板能顯示PM2.5和某些化合物的含量等空氣質量數值，一旦超標，就會自動啟動空氣凈化系統或新風系統。
2、便攜翻譯器讓語言溝通無障礙，還有無障礙出行提醒
北京冬奧會不僅追求更安全，還希望更貼心。因為參賽運動員來自全球各國，語言不同，為了方便溝通，北京冬奧組委會和科大訊飛合作進行信息無障礙溝通技術的落地部署，通過冬奧統一的公眾服務App“冬奧通”、冬奧便攜式翻譯設備、智能問答設備、信息發布系統等，為運動員等各國參賽人員提供語音轉換和翻譯服務。
▲科大訊飛語音翻譯設備
冬奧村也進行了相應的無障礙設施智能化升級，像北京冬奧村部署有智能運維管理平台，需要無障礙設施的人可以通過應用快速查看無障礙衛生間、坡道等設施信息，並收到推送的最優滿足無障礙需求的路線提醒。
3、機器人是大廚，大餐還能“從天而降”
中國的美食世界聞名，而這次令人驚嘆的除了各種美食，還有負責掌勺的各位大廚。
在北京冬奧會主媒體中心智慧餐廳里，媒體工作人員坐在餐桌旁，掃碼點個餐，就可以坐等上菜了。而負責快速完成美食製作則是各種機器人，有機器人負責炒菜，有機器人負責做煲仔飯，想吃中餐或者西餐都可以。該智慧餐廳主要是碧桂園千璽機器人集團來負責改造完成的。
等機器人做好飯之後，你也不用起身去取餐，而是等着大餐“從天而降”，送餐機器人會利用空中的雲軌傳送系統將飯菜送到點餐人所在的位置。
▲雲軌系統送餐（來源：環球時報）
如果想來點飲品的話，智慧餐廳中還有獵戶星空的智能咖啡機器人大白機器人，4分鐘就能做好一杯“手沖咖啡”。
▲北京冬奧會中用到的智能咖啡機機器人“大白”
智能調酒機器人也毫不遜色，3-5分鐘就可以製作出一杯好看好喝的雞尾酒。
另外，為了保證北京冬奧會中的食品安全，北京冬奧組委還用上了中國自研的超微型可信芯片，利用區塊鏈技術，構建了北京冬奧食品安全保障平台。
4、防控疫情，機器人成“排頭兵”
疫情一直是全國以及全球人民都在關注的重要熱點，北京冬奧會在籌備舉辦過程中也相當重視這一點，除了閉環管理之外，還專門有多項智能化的設施來實現更好的疫情防控。
跟隨北京冬奧會志願者的引導，當北京冬奧會運動員及相關人員到達冬奧村后，他們首先會遇到承擔智能防疫工作的智能安全服務機器人。進入人員只用刷有效的身份證件，戴着口罩，就可以快速實現身份識別、智能測溫、核酸、疫苗等8個環節的信息查驗環節。
進入冬奧村后，在各代表團註冊、安檢的代表團接待中心還會有接待機器人，機器人會引導運動員來到驗證點或行李寄存處。等核驗證件無誤后，運動員就可以辦理入住手續了，相關負責人提到接待機器人的使用也是為了實現更好的疫情防控。
走進北京冬奧會場館，運動員還能看到其他機器人的身影，例如提醒場館內人員佩戴好口罩的巡檢機器人，同時這個機器人也能提供手部消毒服務。
▲巡檢機器人（來源：加拿大廣播公司體育頻道）
還有一些專職消毒的機器人是在場館中默默地工作，例如五棵松體育中心使用有霧化消毒機器人，它可以在一分鐘內完成36平方米的空間消毒工作，通過App發布指令，指定機器人的消毒區域，管控消毒時間，將場館消毒可視化、可追蹤溯源化。其實，平時我們在很多火車站、機場、園區就已經見過這些消毒機器人了，現在冬奧會直接使用了這些比較成熟的消毒機器人用於防疫。
▲布科思消毒機器人（來源：中新網）
此外，因為疫情防控的要求，北京冬奧會的全部場館是閉環管理，根據防疫要求分為污染區、緩衝區和潔凈區，智能物流機器人在緩衝區內承擔大件物品運送工作，最高承重300kg，減少人員的跨區域流動。
▲智能物流機器人（來源：北京冬奧組委）
5、用VR體驗航天潛水，還有3D模擬滑雪
在北京冬奧村佔地1000平方米的娛樂中心，運動員除了可以玩檯球等傳統娛樂設施之外，還可以盡情體驗VR設施，包括載人航天模擬和載人深海探索模擬，獲得上天入海的感受。
▲載人航天模擬和載人深海探索模擬體驗設備
此外，娛樂中心還有3D模擬滑雪機，讓玩家彷彿真的在雪地中，實現沉浸式觀賽和參賽。
04．
冬奧數字新基建：
從數字孿生場館到能源大腦
看完了冬奧會中那些看得見摸得着的“黑科技”之後，接下來，我們一起去探究北京冬奧會順利開幕和運營背後的各項智能科技。
本次北京冬奧會共分為北京、延慶和張家口3個賽區，共25個場館，其中有10個是原有場館。在這25個場館的改造或建設中，智能科技起到了關鍵的作用，除此之外，冬奧會的整體運營、指揮、安保、醫療、氣象、交通、服務等多個關鍵場景中智能科技的身影同樣頻頻出現。
▲北京冬奧會的12個比賽場館及3個奧運村的實景圖片（來源：經濟日報）
1、數字孿生助力冬奧場館運行
我們先來看看各個場館建設或改造過程中用到的智能技術。
北京冬奧組委會在完成各場館物理實體建設的同時，還將所有場館進行了智慧化的升級，主要是建設數字孿生的奧運場館等場館智能化改造以及核心信息系統全面“上雲”。
以北京冬奧會唯一新建冰上競賽場館國家速滑館“冰絲帶”為例，“智慧化”建設幾乎覆蓋了“冰絲帶”賽前建設、賽事保障和賽后利用整個的生命周期。
賽前工程建設階段，負責單位通過建築數字信息BIM系統、機器人技術等順利完成了預期設計的單層雙向正交馬鞍形索網屋面、幕牆系統等建設難題。
國家速滑館還擁有一個“超級大腦”——智慧集成和數字孿生平台。通過接入36個系統，近10萬點數據，這個“超級大腦”可以自動調節場館內的空氣、照明設施。
工作人員通過這個數字孿生系統，可以高效地進行公共安防、設備監控、能源優化等操作。
▲北京冬奧會國家速滑館“冰絲帶”
北京冬奧組委會還曾說過，本屆北京冬奧會的核心繫統會全面“上雲”，包括冬奧會最核心的賽事成績、賽事轉播、信息發布、運動員抵達、醫療、食宿、交通等的信息系統都會遷移至阿里雲上，由雲計算、雲數據中心代替傳統的IT機房。
2、“能源大腦”保障電力供應和使用
電力保障也是北京冬奧會運行保障中的重要一環，北京冬奧電力運行保障指揮平台通過運用數字孿生、知識圖譜、智能語音等技術，可實時、全景式監控場館內電力情況。
另外，冬奧場館內的能源管控中心能夠實時監測場館中電、氣、水、熱等能源的使用情況，利用大數據、AI等技術，完成建築能耗、碳排放監測等的可視化管理，進而減少能源消耗。
冬奧場館內還部署有智能建築操作系統。該系統基於5G和AI等技術，可實現整個冬奧村的實時態勢全面感知。
3、5G、MR等保障冬奧通信順暢
北京冬奧會期間，5G信號將覆蓋所有場館和場館之間的連接道路，除了5G覆蓋之外，北京冬奧會還有專門的冬奧通信技術運行指揮中心保證冬奧會的通信順暢。
冬奧通信技術運行指揮中心是由中國聯通負責建設的。通過冬奧通信綜合監控系統、綜合故障調度系統和網絡數字運營平台三套系統，相關人員可以對3大賽區全部奧運場館及設施的通信信息網絡，實現統一監控、調度、響應和服務。
此外，中國聯通還運用到了一些其他智能化手段保證通信運行，例如二維碼標註相關通信設備，以便於技術人員精準定位；以及MR數字化場館監控技術，讓技術專家可以遠程指導現場工程師完成故障排查和設備維修。
▲北京冬奧會的冬奧通信運行指揮中心的監控大屏
4、精準預報，智慧氣象來幫忙
北京冬奧會還有精準氣象預報系統，為北京冬奧會各項山地雪上賽事順利舉辦提供了科技方面的支撐，通過數值天氣預報、AI、大數據等技術，實現了超精細“複雜山地+超大城市”一體化冬奧氣象綜合監測，精準預報程度可以達到“分鐘級、百米級”。
▲北京冬奧會冬奧現場氣象服務系統
5、智慧安防保障人員安全
另外，根據《北京2022年冬奧會和冬殘奧會遺產報告集（2022）》，岩土構築物災害早期識別及自動預警系統是保證賽事順利進行的另一套智能系統，基於航空航天遙感、遠程激光測振、微芯傳感等技術，可以實現秒級應急響應、險情提前預警。
北京冬奧會的開放場地除了要考慮氣象和地理環境問題之外，安保也是相當重要的。虛擬的“智慧圍欄”就派上了用場，通過賽場監控和智能移動哨兵車，對環境複雜，區域廣袤的雪場進行監測和智能研判，保證冬奧賽場和參賽人員的安全。
結語：科技冬奧背後是科技中國
科技冬奧實現背後有大量中國科技研發攻關，為了支撐北京冬奧順利舉辦，科技部和北京冬奧組委等相關部門從2018年起就開始推進國家重點研發計劃“科技冬奧”重點專項實施方案，從冬奧會的各類報道中我們不難看出這些成果已經應用到了北京冬奧會的各個方面。此外，根據《北京2022年冬奧會和冬殘奧會遺產報告集（2022）》，多項智能科技還會在冬奧會結束后，在社會上開展復用推廣。
北京冬奧會上展示出的這些AI、VR、AR、雲計算等智能科技，其實是中國智能科技迅速發展的一個縮影，也展現出了中國智能產業的蓬勃生機。