陳新民
因?yàn)橄募緤W運(yùn)會(huì)的舉辦,2020年本該是日本廣受矚目的一年;沒(méi)想到,突如其來(lái)的新冠肺炎疫情打亂了全世界的腳步,讓東京奧運(yùn)會(huì)不得不順延至2021年夏季舉行。
1964年,東京首次舉辦夏季奧運(yùn)會(huì)。新干線那子彈頭形狀的列車(chē)甫一亮相,即成為日本的標(biāo)志之一。它也推動(dòng)了世界交通史上的一次技術(shù)進(jìn)步,為磁懸浮列車(chē)的出現(xiàn)打下了良好的技術(shù)基礎(chǔ)。
時(shí)隔近60年的2021年,當(dāng)日本再次成為夏季奧運(yùn)會(huì)東道主,在經(jīng)濟(jì)和技術(shù)飛速發(fā)展的今天,東京奧運(yùn)會(huì)又為世界帶來(lái)了哪些亮眼的科技?
全新的轉(zhuǎn)播方式
盡管東京奧運(yùn)會(huì)延期一年舉辦,但全球的新冠疫情依舊沒(méi)有好轉(zhuǎn)跡象。日本政府只得無(wú)奈宣布,采用云直播的方式直播本次奧運(yùn)會(huì)比賽。由于所有海外體育愛(ài)好者只能通過(guò)電視來(lái)觀看這場(chǎng)體育盛事,在這樣的特殊背景下,愈發(fā)考驗(yàn)本屆賽事的轉(zhuǎn)播能力。
其中,日本公共放送協(xié)會(huì)以8K(7680×4320)超高清視頻分辨率信號(hào)轉(zhuǎn)播賽事,并利用5G技術(shù)傳輸信號(hào),這使得體育賽事呈現(xiàn)從“臺(tái)前觀看”到“身臨其境”,不再是天方夜譚。
8K是什么概念呢?8K技術(shù)可以讓屏幕上的每一條水平線充滿約8000個(gè)水平像素點(diǎn),其總像素?cái)?shù)量相當(dāng)于目前高清電視分辨率1920×1080的16倍,顯示效果實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的飛躍。在超高清分辨率和多聲道的加持下,8K電視畫(huà)面的每一個(gè)細(xì)節(jié)都鮮活地展現(xiàn)在人們面前,即便走近屏幕,依然看不到任何像素點(diǎn)。那些曾經(jīng)模糊不清的細(xì)節(jié),如泳池的水花、裁判手中的黃牌或紅牌、運(yùn)動(dòng)員晉級(jí)后激動(dòng)的淚水抑或是失敗后的落寞表情,哪怕是跳遠(yuǎn)賽場(chǎng)上飛揚(yáng)的沙土,在新技術(shù)的加持下,電視機(jī)前的觀眾都能一覽無(wú)余。另外,這種對(duì)細(xì)節(jié)的呈現(xiàn)效果也為教練修正運(yùn)動(dòng)員的技術(shù)動(dòng)作提供了強(qiáng)有力的支持。
此外,日本將5G商用之路的起點(diǎn)也設(shè)在東京奧運(yùn)會(huì)上,東京奧運(yùn)會(huì)已成為日本5G商用的首個(gè)大型應(yīng)用場(chǎng)景。
那么,為何選擇8K+5G這樣一個(gè)組合呢?
相較于4K,8K對(duì)視頻技術(shù)參數(shù)和網(wǎng)絡(luò)傳輸提出了更高的要求,如7680×4320的分辨率、BT.2020標(biāo)準(zhǔn)的色域范圍、12bit的色彩深度、120fps的幀率,130Mbps的碼率則要求端到端帶寬達(dá)到300Mbps、時(shí)延小于20米每秒。這對(duì)于服務(wù)器存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)傳輸都是非常大的挑戰(zhàn),只有通過(guò)5G網(wǎng)絡(luò)才能實(shí)現(xiàn)。
此外,5G在奧運(yùn)會(huì)上還有其他更大的作用。在競(jìng)速比賽時(shí),5G技術(shù)結(jié)合面部識(shí)別技術(shù)和3D運(yùn)動(dòng)員追蹤技術(shù),通過(guò)人工智能和攝像頭的合作,能夠在電視上疊加真實(shí)影像和游戲元素的信息,把每個(gè)賽道數(shù)字繪制成不同顏色,并且能夠顯示運(yùn)動(dòng)員的實(shí)時(shí)速度。
AI積分支持系統(tǒng)和智能裁判
對(duì)于觀眾而言,全息投影、VR、AR等技術(shù)的投入運(yùn)用,意味著不能到現(xiàn)場(chǎng)也沒(méi)關(guān)系,在家同樣可以體驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)的競(jìng)賽氛圍。因?yàn)榻柚萍嫉闹С郑^眾能“在世界上任何地方體驗(yàn)最好的前排座位”。
另外,AI裁判和“計(jì)分支持系統(tǒng)”也在東京奧運(yùn)會(huì)持證上崗。該系統(tǒng)利用了3D激光傳感器和AI技術(shù)。首先,兩個(gè)3D激光傳感器會(huì)以每秒200萬(wàn)的頻次發(fā)射激光到運(yùn)動(dòng)員身上,以便全方位捕捉、追蹤選手的動(dòng)作,光束隨著運(yùn)動(dòng)員的移動(dòng)而變換角度,可以保證記錄的完整性。接著,系統(tǒng)將運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)作實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)換成三維立體圖像,AI再對(duì)圖像中運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)作進(jìn)行全方位分析,通過(guò)捕捉分布在運(yùn)動(dòng)員手、肘、腳等部位的18處感應(yīng)點(diǎn)所反射的信息,來(lái)確認(rèn)肢體或關(guān)節(jié)的動(dòng)作、位置、幅度等,然后將記錄與數(shù)據(jù)庫(kù)資料進(jìn)行比較,從而判斷出運(yùn)動(dòng)員的技術(shù)完成度及其動(dòng)作是否合規(guī)。在動(dòng)作技術(shù)難度連年升高的背景下,對(duì)于體操裁判和運(yùn)動(dòng)員雙方而言,這樣的打分方式無(wú)疑會(huì)使比賽更公平。
在實(shí)際比賽中,人工智能裁判只“擔(dān)任輔助作用”,最終結(jié)合AI和裁判員雙方的判斷,并經(jīng)過(guò)裁判綜合判斷后,打出最終分?jǐn)?shù)。
人臉識(shí)別
對(duì)于2021年舉辦的這屆奧運(yùn)會(huì)來(lái)說(shuō),日本鐵了心想要把它辦成一屆科技含量十足的盛會(huì),除了增加8K信號(hào)轉(zhuǎn)播外,還啟用人工智能面部識(shí)別系統(tǒng)。這也是人臉識(shí)別系統(tǒng)首次在奧運(yùn)會(huì)上得到大規(guī)模應(yīng)用。
這套人工智能面部識(shí)別系統(tǒng)是英特爾與日本電器股份有限公司合作的成果,通過(guò)一套名為NeoFace的面部識(shí)別系統(tǒng)來(lái)識(shí)別、管理比賽期間超過(guò)30萬(wàn)的人員,包括運(yùn)動(dòng)員、志愿者、媒體記者和其他工作人員等。日本電器股份有限公司表示,含有IC芯片的身份驗(yàn)證機(jī)會(huì)自動(dòng)驗(yàn)證那些進(jìn)入場(chǎng)館的人員身份,且全部40余個(gè)場(chǎng)館都配備有這種檢測(cè)裝置。該系統(tǒng)主要提供門(mén)禁服務(wù),啟用該功能后,既能提高工作效率,減少身份檢查的漫長(zhǎng)等待時(shí)間,又能減輕對(duì)工作人員的依賴程度,并減少人員交叉感染的風(fēng)險(xiǎn)。測(cè)試結(jié)果顯示,即使有多人快速通過(guò),該識(shí)別系統(tǒng)也能非常順利地完成認(rèn)證:屏幕幾乎會(huì)立即顯示IC卡持有人的照片。
東京的夏季非常炎熱,因此,引入人臉識(shí)別加快身份驗(yàn)證進(jìn)程顯得尤為重要。
無(wú)處不在的機(jī)器人
在日本,機(jī)器人不僅是一個(gè)產(chǎn)業(yè),而且是民族文化的組成部分。
東京都政府以?shī)W運(yùn)會(huì)為契機(jī),啟動(dòng)了“為全市安裝機(jī)器人”的大型項(xiàng)目,并在奧運(yùn)村建立“機(jī)器人村”。東京奧運(yùn)會(huì)使用機(jī)器人來(lái)維持秩序,進(jìn)行安保服務(wù)等,機(jī)器人可以從事語(yǔ)言翻譯、導(dǎo)航等工作,然后再配合自動(dòng)駕駛汽車(chē),整個(gè)過(guò)程看上去都不太需要人力,讓人覺(jué)得新奇而有趣。
據(jù)報(bào)道,為服務(wù)好東京奧運(yùn)會(huì),豐田公司還開(kāi)發(fā)了場(chǎng)地支持機(jī)器人FSR(Field Support Robot)。其原本的作用更側(cè)重于減輕賽場(chǎng)工作人員的工作壓力,但在限制觀眾人數(shù)的本屆奧運(yùn)會(huì),投入這類機(jī)器人還能夠起到控制場(chǎng)內(nèi)人數(shù)、保持防疫距離、減少人們接觸和感染新冠病毒的作用。
此外,日本警方將此次奧運(yùn)會(huì)列為“高科技安全起始年”。在警備部分,日本政府派出AI機(jī)器人協(xié)助維安作業(yè),類似的警衛(wèi)機(jī)器人彌補(bǔ)了日本國(guó)內(nèi)存在的勞動(dòng)力短缺問(wèn)題。日本綜合警備保障公司則推出“情感可視化”人工智能警察巡邏系統(tǒng),用以識(shí)別可疑包裹等。
無(wú)人駕駛汽車(chē)
在東京奧運(yùn)會(huì)上,日本正式大量啟用無(wú)人汽車(chē),并最快在2022年將該系統(tǒng)商業(yè)化。
為了迎接?xùn)|京奧運(yùn)會(huì),豐田公司早早為奧運(yùn)村研發(fā)了一款無(wú)人駕駛汽車(chē)e-Palette。有報(bào)道稱,豐田公司為東京奧運(yùn)會(huì)配備了20輛e-Palette無(wú)人汽車(chē),它們沿指定環(huán)路,以12英里(約19千米)的時(shí)速在奧運(yùn)村往來(lái)運(yùn)送運(yùn)動(dòng)員。這款無(wú)人駕駛汽車(chē)有一個(gè)顯著的特點(diǎn),它擁有一塊自動(dòng)伸縮的傾斜踏板,即使是需要坐輪椅的乘客也可以輕松地上下汽車(chē),非常人性化。豐田公司表示,這些在特定區(qū)域內(nèi)運(yùn)營(yíng)的車(chē)輛是完全自動(dòng)駕駛汽車(chē),無(wú)需人工干預(yù)。據(jù)說(shuō),豐田概念車(chē)的人工智能系統(tǒng)還能夠識(shí)別駕駛員的情緒和偏好,并與他們交談。
盡管東京奧運(yùn)會(huì)一波三折,但前期投入建設(shè)和使用的公共設(shè)施已產(chǎn)生明顯的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。為服務(wù)奧運(yùn)會(huì)而開(kāi)發(fā)的影像、通信、自動(dòng)駕駛等智能系統(tǒng)以及得到進(jìn)一步開(kāi)發(fā)的機(jī)器人產(chǎn)業(yè)、5G的建設(shè),都將在東京奧運(yùn)會(huì)結(jié)束之后,繼續(xù)發(fā)揮作用,服務(wù)人們的生活。