@ 清華大學(xué)： 7個(gè)項(xiàng)目18個(gè)課題—用科技為冬奧助力

2018年至今，科技部設(shè)立“科技冬奧”重點(diǎn)專項(xiàng)，批復(fù)啟動(dòng)80個(gè)“科技冬奧”項(xiàng)目。清華大學(xué)作為參與專項(xiàng)最多的單位，共牽頭7個(gè)項(xiàng)目、18個(gè)課題，參與子課題38個(gè)，涉及院系17個(gè)。其中，由建筑學(xué)院張利教授牽頭的“人工剖面賽道類場(chǎng)館新型建造、維護(hù)與運(yùn)營(yíng)技術(shù)”項(xiàng)目，利用模塊拼裝的方式，可在48小時(shí)內(nèi)快速實(shí)現(xiàn)賽道剖面轉(zhuǎn)換，堅(jiān)固穩(wěn)定、可塑性強(qiáng)，省時(shí)省力完成賽道“變身”;由美術(shù)學(xué)院馬賽教授牽頭的“冬奧會(huì)首鋼賽區(qū)數(shù)字化生態(tài)創(chuàng)意設(shè)計(jì)研究與示范”項(xiàng)目，將工業(yè)遺址物理空間與數(shù)字空間完美結(jié)合，綜合打造出大尺度、低功耗、強(qiáng)體驗(yàn)的園區(qū)，讓首鋼賽區(qū)煥發(fā)出變幻萬千的科技魅力;由車輛學(xué)院楊福源教授牽頭的“氫能出行關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用示范”項(xiàng)目，自主研發(fā)氫燃料電池汽車，保證寒冷天氣下人員擺渡、物流配送等賽事服務(wù)工作平穩(wěn)運(yùn)行;由工物系研究員鐘茂華牽頭負(fù)責(zé)的“冬奧全球傳播服務(wù)平臺(tái)研究及應(yīng)用示范”項(xiàng)目，打造冬奧賽事全球傳播數(shù)據(jù)融合與資源庫(kù)，為賽事全球傳播提供重要支撐;由工物系陳濤教授牽頭的“冬奧會(huì)全局全過程態(tài)勢(shì)感知和運(yùn)行指揮保障技術(shù)”項(xiàng)目，助力解決冬奧會(huì)三個(gè)賽區(qū)間面臨空間跨度大、保障線路長(zhǎng)、天氣情況多變等現(xiàn)實(shí)問題，打造指揮核心樞紐;由工物系吳鵬教授牽頭的“冬奧會(huì)公共安全綜合風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)”項(xiàng)目，設(shè)計(jì)多災(zāi)種、多尺度風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估體系，為風(fēng)險(xiǎn)管理與應(yīng)對(duì)提供參考;由工物系米文忠教授牽頭的“疫情影響北京冬奧會(huì)的風(fēng)險(xiǎn)研判及防控技術(shù)”項(xiàng)目，運(yùn)用“情景—應(yīng)對(duì)”和態(tài)勢(shì)感知技術(shù)，研發(fā)疫情傳播監(jiān)測(cè)、預(yù)警、溯源、綜合決策系統(tǒng)，用科技為冬奧筑起一道防疫技術(shù)屏障。

@北京理工大學(xué)： 研發(fā)“冬季項(xiàng)目智能訓(xùn)練管理系統(tǒng)”

北京理工大學(xué)宇航學(xué)院霍波教授帶領(lǐng)的人體運(yùn)動(dòng)力學(xué)團(tuán)隊(duì)針對(duì)高山滑雪、越野滑雪、跳臺(tái)滑雪、速度滑冰四類冬季運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目，基于三維動(dòng)作捕捉和自動(dòng)識(shí)別技術(shù)、空氣動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)和模擬技術(shù)、生理傳感器技術(shù)、肌骨動(dòng)力學(xué)分析技術(shù)等技術(shù)研發(fā)了“冬季項(xiàng)目智能訓(xùn)練管理系統(tǒng)”?！岸卷?xiàng)目智能訓(xùn)練管理系統(tǒng)”包含運(yùn)動(dòng)員動(dòng)作姿態(tài)采集與空氣動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)分析系統(tǒng)和生理參數(shù)監(jiān)測(cè)與運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)分析訓(xùn)練系統(tǒng)兩個(gè)子系統(tǒng)。

為了不影響運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練，團(tuán)隊(duì)采用高速、分辨率較高的相機(jī)系統(tǒng)，對(duì)運(yùn)動(dòng)員大范圍、遠(yuǎn)距離、快速移動(dòng)情況下的動(dòng)作進(jìn)行捕捉，將“運(yùn)動(dòng)員姿態(tài)動(dòng)作測(cè)量及識(shí)別技術(shù)”和“空氣動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)測(cè)量及數(shù)值模擬技術(shù)”有機(jī)融合，可實(shí)時(shí)采集運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行各種專項(xiàng)動(dòng)作時(shí)的三維姿態(tài)、地面反作用力、空氣阻力等數(shù)據(jù)，得到每個(gè)關(guān)節(jié)點(diǎn)在不同時(shí)刻的軌跡并形成數(shù)據(jù)庫(kù)，用于后續(xù)的運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)分析及訓(xùn)練方案的制訂。

同時(shí)，霍波團(tuán)隊(duì)建立了全人體的骨骼肌肉模型，利用生理參數(shù)監(jiān)測(cè)與運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)分析訓(xùn)練系統(tǒng)，綜合運(yùn)用姿態(tài)、外力、生理功能等運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)分析技術(shù)，實(shí)時(shí)采集運(yùn)動(dòng)員在進(jìn)行各種專項(xiàng)動(dòng)作時(shí)的肌電、心電、血氧飽和度等生理參數(shù)，建立骨骼肌肉系統(tǒng)和呼吸循環(huán)系統(tǒng)的生物力學(xué)模型，從而分析骨骼肌肉系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)和變形，分析評(píng)估運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)能力，為運(yùn)動(dòng)員提供個(gè)性化的訓(xùn)練方案。

@ 北京交通大學(xué)： 利用風(fēng)洞技術(shù)助力我國(guó)冰雪運(yùn)動(dòng)

2022年北京冬奧會(huì)延慶賽區(qū)位于小海坨山，包括國(guó)家高山滑雪中心、國(guó)家雪車雪橇中心，抗風(fēng)是工程建設(shè)的主要技術(shù)難題。北京交通大學(xué)土木建筑工程學(xué)院風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室李波教授團(tuán)隊(duì)利用賽區(qū)地形縮尺模型風(fēng)洞試驗(yàn)，結(jié)合氣象數(shù)據(jù)，給出了延慶賽區(qū)不同區(qū)域的設(shè)計(jì)風(fēng)速，在保證抗風(fēng)安全性的同時(shí)，減少了工程造價(jià)。創(chuàng)新性采用截?cái)嗄Ｐ偷娘L(fēng)洞試驗(yàn)方法，給出了國(guó)家雪車雪橇中心遮陽(yáng)棚抗風(fēng)設(shè)計(jì)參數(shù);創(chuàng)新性地將3D打印技術(shù)與風(fēng)洞試驗(yàn)相結(jié)合，給出了冬奧會(huì)臨時(shí)看臺(tái)、臨時(shí)轉(zhuǎn)播塔等格構(gòu)式臨時(shí)設(shè)施抗風(fēng)設(shè)計(jì)參數(shù)，解決了北京冬奧會(huì)辦賽中特殊結(jié)構(gòu)的抗風(fēng)難題，目前正在進(jìn)行開閉幕式的技術(shù)攻關(guān)。

北京交通大學(xué)風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室還率先進(jìn)入競(jìng)技體育領(lǐng)域，協(xié)助國(guó)家體育總局規(guī)劃建設(shè)了體育專業(yè)風(fēng)洞集群，全程參與了二七國(guó)家冰雪運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練科研基地我國(guó)首座體育綜合風(fēng)洞的建設(shè)。研發(fā)了我國(guó)第一套冰雪項(xiàng)目風(fēng)洞輔助訓(xùn)練系統(tǒng)，建立了包括冬季項(xiàng)目風(fēng)洞模擬訓(xùn)練方法、姿態(tài)優(yōu)化減阻技術(shù)、隊(duì)列優(yōu)化減阻技術(shù)、運(yùn)動(dòng)裝備風(fēng)阻性能評(píng)測(cè)技術(shù)、賽道賽時(shí)環(huán)境風(fēng)評(píng)估與應(yīng)對(duì)技術(shù)的全套風(fēng)洞技術(shù)應(yīng)用體系。完成了15支冬季項(xiàng)目國(guó)家隊(duì)， 392名運(yùn)動(dòng)員，2，504人次的風(fēng)洞測(cè)試和訓(xùn)練，支撐了一大批低風(fēng)阻高性能冰雪項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)裝備的研發(fā)，完成了北京冬奧會(huì)各個(gè)賽區(qū)主要賽道的賽時(shí)風(fēng)環(huán)境評(píng)估。利用風(fēng)洞技術(shù)，助力我國(guó)冰雪運(yùn)動(dòng)跨越式發(fā)展。

@ 北京體育大學(xué)： 奧運(yùn)科研攻關(guān)與科技服務(wù)貢獻(xiàn)北體力量

北京體育大學(xué)作為國(guó)家首批“雙一流”建設(shè)的體育高等學(xué)府，黨委堅(jiān)持以習(xí)近平新時(shí)代中國(guó)特色社會(huì)主義思想為統(tǒng)領(lǐng)，對(duì)標(biāo)習(xí)近平總書記2019年6月18日給北京體育大學(xué)2016級(jí)研究生冠軍班全體學(xué)生的回信指示要求，不負(fù)囑托“帶頭拼、加油干”，貫徹落實(shí)黨中央、國(guó)家體育總局部署要求，堅(jiān)持胸懷“國(guó)之大者”，主動(dòng)面向國(guó)家重大需求、面向世界體育科技前沿、面向科技助奧主戰(zhàn)場(chǎng)，以高度的責(zé)任感和歷史使命感，全面持續(xù)發(fā)力，為體育事業(yè)高質(zhì)量發(fā)展和北京冬奧實(shí)現(xiàn)參賽出彩、辦賽精彩增添活力、注入動(dòng)力、提供支撐。

科技助力奧運(yùn)，北京體育大學(xué)具有悠久的歷史和斐然的成績(jī)。從1988年第24屆漢城奧運(yùn)會(huì)開始，在8個(gè)奧運(yùn)會(huì)周期內(nèi)，北京體育大學(xué)累計(jì)獲得國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)5次，奧運(yùn)科研攻關(guān)與科技服務(wù)組織貢獻(xiàn)獎(jiǎng)3次，奧運(yùn)科研攻關(guān)與科技服務(wù)獎(jiǎng)43次，科研成果碩果累累。自2017年以來，學(xué)校組建47支由教師和學(xué)生組成的跨學(xué)科的“科訓(xùn)賽醫(yī)”一體化科技團(tuán)隊(duì)，科技服務(wù)對(duì)象包括國(guó)家越野滑雪隊(duì)、雪車隊(duì)、冰球隊(duì)、冰壺隊(duì)、自由式滑雪空中技巧、跳臺(tái)滑雪、鋼架雪車、冬季兩項(xiàng)等多支國(guó)家隊(duì)，覆蓋到所有國(guó)家隊(duì)參賽項(xiàng)目。

以“科技冬奧”重大專項(xiàng)為抓手，攻克北京2022年冬奧會(huì)和冬殘奧會(huì)運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目核心關(guān)鍵技術(shù)。同時(shí)，充分發(fā)揮智庫(kù)的決策咨詢作用，并開展全方位奧運(yùn)遺產(chǎn)研究。受冬奧組委委托，參與主編辦專業(yè)性刊物《冬奧參考》已出刊104期，廣受好評(píng)和上級(jí)肯定。堅(jiān)實(shí)的科研成果為冬奧的籌備提供了有力的理論和實(shí)踐支撐，貢獻(xiàn)北體智慧和北體力量。

@首都體育學(xué)院： “北斗+冬奧”科研項(xiàng)目保障賽事環(huán)境

首都體育學(xué)院聯(lián)合北控集團(tuán)等單位開展了“基于北斗精準(zhǔn)時(shí)空的雪上運(yùn)動(dòng)智慧服務(wù)系統(tǒng)及冬奧會(huì)應(yīng)用示范”，即“北斗+冬奧”科研項(xiàng)目。該項(xiàng)目創(chuàng)造了多個(gè)“首次”。第一，北斗精準(zhǔn)時(shí)空技術(shù)在體育領(lǐng)域中的首次應(yīng)用。北斗技術(shù)從“天上好用”進(jìn)入“地上用好”階段，已經(jīng)在交通、農(nóng)業(yè)、城市治理等領(lǐng)域展開了多方面的應(yīng)用，但是在體育領(lǐng)域中尚屬首次。第二，該項(xiàng)目研發(fā)的北斗高精度可穿戴定位終端的研發(fā)成功也屬首次。其定位精度可達(dá)到厘米（cm）級(jí)，無遮擋的情況下<10cm輸出頻率15Hz、30Hz、50Hz、100Hz滿足高動(dòng)態(tài)應(yīng)用場(chǎng)景。第三，在高山滑雪項(xiàng)目中展示了北斗高精準(zhǔn)時(shí)空技術(shù)的重要應(yīng)用也屬首次。同時(shí)，該項(xiàng)目融合北斗精準(zhǔn)時(shí)空技術(shù)的“傳感網(wǎng)”系統(tǒng)，融合了先進(jìn)的“人機(jī)環(huán)”傳感系統(tǒng)和智能裝置，通過運(yùn)動(dòng)大數(shù)據(jù)分析和人工智能技術(shù)服務(wù)冬奧，支持了高山滑雪隊(duì)和雪橇雪車隊(duì)的備戰(zhàn)，保障了賽事環(huán)境和工作人員的安全監(jiān)測(cè)。

此外，該項(xiàng)目還解決了運(yùn)動(dòng)員科學(xué)訓(xùn)練服務(wù)、工作人員雪場(chǎng)運(yùn)動(dòng)軌跡和危險(xiǎn)區(qū)域識(shí)別、越野滑雪裁判智能輔助、環(huán)境監(jiān)測(cè)和決策等問題，如跟蹤和分析高山滑雪場(chǎng)工作人員的日常軌跡和效率優(yōu)化、高山滑雪國(guó)家隊(duì)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練軌跡及速度采集以便調(diào)整訓(xùn)練計(jì)劃等。同時(shí)，對(duì)賽道的縱風(fēng)及橫風(fēng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與危險(xiǎn)預(yù)警，對(duì)冬奧會(huì)滑雪比賽順利開展具有重要意義。

@ 北京服裝學(xué)院： 冬奧賽服實(shí)現(xiàn)超世界水平的“中國(guó)造”

北京2022年冬奧會(huì)和冬殘奧會(huì)即將拉開序幕，運(yùn)動(dòng)健兒們的比賽服裝一直是社會(huì)關(guān)注的焦點(diǎn)。比賽服背后，是2，000余份設(shè)計(jì)手稿、超800小時(shí)的風(fēng)洞測(cè)試、110余款樣服打版。這些比賽服由北京服裝學(xué)院劉莉教授及其團(tuán)隊(duì)研發(fā)，作為國(guó)家冬季運(yùn)動(dòng)服裝裝備研發(fā)主任、國(guó)家體育總局備戰(zhàn)北京2022年冬奧會(huì)“中國(guó)冰雪科學(xué)家”，她以高性能服裝研發(fā)助力中國(guó)短道速滑隊(duì)、中國(guó)速度滑冰隊(duì)、中國(guó)花樣滑冰隊(duì)、中國(guó)自由式滑雪空中技巧隊(duì)、中國(guó)鋼架雪車隊(duì)、中國(guó)北歐兩項(xiàng)隊(duì)、中國(guó)高山滑雪隊(duì)等。

北京服裝學(xué)院積極服務(wù)國(guó)家重大需求，牽頭獲批國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“科技冬奧”重點(diǎn)專項(xiàng)“冬季運(yùn)動(dòng)與訓(xùn)練比賽高性能服裝研發(fā)關(guān)鍵技術(shù)”。作為負(fù)責(zé)人的劉莉教授與其團(tuán)隊(duì)為400多名國(guó)家運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行了三維測(cè)量，追蹤運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)作，細(xì)化研究運(yùn)動(dòng)員的皮膚伸展規(guī)律，精細(xì)化設(shè)計(jì)比賽服結(jié)構(gòu)，最大程度符合運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)作規(guī)律。

冬奧賽服所用的面料和設(shè)計(jì)都要提前進(jìn)行風(fēng)洞測(cè)試，服裝減阻會(huì)直接影響比賽成績(jī)，速度提高0.01秒都可能形成關(guān)鍵突破。110件不同款式樣服，在風(fēng)洞里吹過900個(gè)小時(shí)，經(jīng)測(cè)試阻力下降超10%。團(tuán)隊(duì)還為雪上項(xiàng)目設(shè)計(jì)了“堡壘”綜合保暖裝備。目前，項(xiàng)目組研發(fā)的面料技術(shù)已超越海外采購(gòu)技術(shù)，打破了比賽服依賴進(jìn)口的狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)了超世界水平的“中國(guó)造”。