关于科技:冬奥幕后故事从低碳火炬到AI裁判十四年后中国科技再上场

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北京冬奥会揭幕后,一个段子在社交媒体上流传甚广:“夏奥开幕式和冬奥开幕式就差半年,这半年人类科技进步真大啊。”

文|张婧怡

封面起源|北京日报客户端

冬奥季终于到来。

2 月 4 日晚,北京冬奥会开幕式来到了万众瞩目的主火炬点燃时刻,两名运动员独特点燃了冬奥会最初一棒火炬。可这一次,没有硕大的火炬台、也没有熊熊燃烧的微小焰火,而是在 90 余个国家名称组成的微小“雪花”核心,升起了一团渺小的火焰。

这种颠覆性的扭转,与时下低碳、环保的浪潮非亲非故。依据《中国青年报》报道,北京冬奥会开幕式主创团队在回顾 2008 年材料时,发现过后点燃的火炬一小时要耗费近 5000 立方米燃气,总导演张艺谋和团队开始思考:“火焰是否能够更环保?”

这就有了咱们明天看到的“微火”,它由清洁氢能源作为燃料供应。在 600 多名小朋友独唱的《雪花》歌声中,现场主持的旁白响起:“微火虽微,永恒绵长,生生不息。”

“微火”背地的节能低碳理念只是“科技冬奥”的开始。

2021 年 10 月 27 日,北京冬奥组委执行副主席张建东示意,北京 2022 年北京冬奥会碳排放将全副中和。

延庆和张家口赛区的冬奥会场馆设施都采纳绿色电力,从供暖到造雪,所有的绿色电力来自大概一两百公里外农村地区生产的太阳能、风能、水电,这些电力被转换并贮存至发电厂中,而后输送到奥运场馆中。

十四年前,北京奥运的圣火点燃了全球华人的心,鸟巢和水立方则借科技美学让世界记住了中国,与 2008 年“科技奥运”的口号相比,十四年后的冬奥显得更加从容和笃定。

从“水”到“冰”

2008 年,北京奥运场地水立方专为水上我的项目建设,用“水”做装璜元素,外部应用的室外空气交汇技术,使水立方成为了世界上速度最快的泳池。

十年后,2018 年 9 月,国际奥委会副主席小萨马兰奇来到水立方,国家游泳核心以动画模式现场演示了“水立方”变身“冰立方”的过程。小萨马兰奇看后惊叹,“北京正在用一个充斥智慧的形式举办奥运会。”

从 2008 年“科技奥运”到 2022 年“科技冬奥”,前沿科技的魅力正在赛场中浮现。

2022 年 2 月 2 日晚,北京冬奥会冰壶较量最先举办,在与瑞士组合的对阵中,中国冰壶混双选手凌智 / 范苏圆稳步防御,在两名队员要害的最初一投中,凌智“一举两得”,范苏圆鼎力击打又拿到一分,中国队首站告捷。


2 月 2 日冰壶混双循环赛首轮较量现场|图源新华社

一场冰壶较量中,看似简略的摩擦和击打,却可能影响每一次投壶的后果,冰壶静止对场地也有极高要求,冰壶场地冰面非凡,是带有“水珠点”的冰面,须要冻底冰,喷白漆,而后测量、标记、补水,最初修改冰面,使冰壶运行速度更快。

很多人没有想到的是,北京冬奥会的冰壶场地,选在了 2008 年提供“世界速度最快游泳池”的水立方,从游泳到冰壶、从“水立方”变为“冰立方”,静止我的项目的变动背地,是一个不小的工程。

工夫回到 2015 年,北京冬奥会刚申办胜利,水立方总经理杨奇勇拉着设计师郑方磋商,如何将“水立方”革新成冬奥场馆。通过一系列计划的比拟,两人最终向世界冰壶联合会介绍了“水立方”变“冰立方”的打算:利用可拆卸制冰零碎,进行水冰转换试验和测试。

世界冰壶联合会反对这一计划,但给出的条件是:如果试验不胜利,立刻采取浇筑混凝土的计划。

这意味着,一旦水冰转换试验失败,耗时四年打造的水立方游泳池将被间接浇上混凝土,改成冰场。

杨奇勇放心了,“我感觉不成,这是全世界最快的游泳池,真要浇上砼(混凝土),我就当场辞职。”同行的郑方刺激他,国家修建工业化体系倒退了这么久,预制拆卸场地的水冰转换,也肯定能达到与现浇混凝土场地一样的性能。

从不可能到可能,往往从大胆和不懈的尝试开始。

为解决问题,杨奇勇和郑方别离找到了哈尔滨工业大学、清华大学建筑学院的专家教授,钻研力学构造和环境制冷,攻克让冰场坚硬稳固、胜利制冷的难点。

通过来自清华大学、同济大学、哈尔滨工业大学、北京交通大学等 4 所大学和中建一局、商汤科技等科研团队近 60 天的合作,2019 年底,一套包含可转换场地、可调节环境、智慧场景管制和加强观赛体验等关键技术的冬夏场景智能转换体系得以胜利自主研发;在较量大厅中部,也搭建了可转换构造及装置可拆装制冰零碎,造成具备多条规范赛道的冰壶场地。“水冰转换”从畅想变成了事实。


变身“冰立方”的国家游泳核心|图源官网

更精准的力量

“力量来自偏心”。回望奥运的历史会发现,百余年来,人们始终没有放弃谋求的,是体育竞技的精准和偏心。在往年的冬奥会上,科技也为体育竞技提供了更精准的计划。

在冬奥会测试赛中,AI 裁判失去了最大水平的利用。在自由式滑雪、花样滑冰等技巧性我的项目中,AI 评分零碎通过捕获、记录静止动作,依据根底规范进行评分。

基于数字化和 3D 技术的 AI 裁判,能够克服高度、光线等简单因素,捕获在运动员的轻微动作,通过回放和合成动作,还能够在赛前为运动员提供定制计划。

2022 年 1 月 21 日,花样滑冰 AI 辅助评分零碎 1.0 产品公布,由中国花样滑冰协会与中关村数智人工智能产业联盟独特发动,同时启动花样滑冰 AI 辅助评分零碎 2.0 建设,AI 头部企业第四范式将提供人工智能算法、平台等全面反对。

这套辅助零碎目前次要利用于赛前训练的评分和检测,使用计算机视觉技术算法与深度学习,对运动员的整体静止轨迹进行实时追踪,实现稳定性可视化的较量评判。

对技术团队来说,“AI 裁判”的研发是一次不简略的摸索。

中关村数智人工智能产业联盟秘书长贾昊对 36 氪说,在花滑自研 AI 辅助零碎的需要被提出的时候,只管科研团队的工作者都积极性极高、违心尝试,但花样滑冰是比赛规则最简单也是评分难度最高的体育项目之一,始终以来,我国人工智能在花滑静止畛域的利用根本处于空白,团队成员并不能确定这一我的项目可能胜利落地。

为了推动我的项目,中关村技术团队摸清了花样滑冰的国内挑战规定后,和相干高校团队单干交换,对近百个视频,几千张动作样本进行逐帧的标注和记忆,使 AI 零碎通过捕获运动员的肩跨膝踝等八个点位,精确进行动作辨认和断定。

两个月工夫内,花滑自研 AI 辅助零碎 1.0 版本推出,可能通过立体视频判断运动员动作,抓取人和人之间的互动;在 2.0 版本中,这套辅助零碎将可能通过人像捕获,分辨运动员重合的场景,以 3D 模式出现和评分。


花滑人气选手羽生结弦也将加入北京冬奥|图源新华社

同样站在更精准的静止追踪角度,英特尔则将 3DAT 技术(三维运动员追踪技术)从实验室利用到了赛场上。

东京奥运会中,英特尔利用这项技术抓取运动员实时的地位、速度,通过可视化的视频进行镜头回放,做赛事直播的加强成果。

2022 年冬奥,这项技术则落地在越野滑雪和速滑这两支国家队的专业训练当中。3DAT 技术利用计算机视觉和人工智能技术在视频中抓取运动员的要害骨骼点和要害节点的三维地位,造成一个三维的人体姿势,输入生物力学模型,精准输入数据,由生物力学专家、教练和运动员本人进行静止体现剖析。


3DAT 技术|图源英特尔官网

3DAT 技术从研发到落地的过程,更像在“摸着石头过河”。

英特尔北京奥林匹克我的项目办公室总经理赵宏对 36 氪示意,团队成立的初衷是为业余运动员的专业训练筹备,而在研发的过程中,团队发现,在 3DAT 精确度、实时性之外,3DAT 还能够利用到大局面、大个人的地位辨认乃至艺术创作中。

冬奥会开幕式上,来自全世界各地的一般人民走在舞台上,走过后的场地造成一条长长的河流,几百幅中外人民生存的影像排列其上。

这一作品被命名为《致敬人民》,其中英特尔基于 3DAT 技术,联结第三方业余团队定制开发了“基于人工智能技术的上演实时特效零碎”,凭借 AI 算法,开发了多个人体检测 AI 模型,能够稳固精准辨认场中的上百名演员,最终利用多相机标定后果实时输入他们的实在地位信息,只采纳了 4 台摄像机就做到了笼罩全场并实现信息采集。

2021 年疫情重复,除了技术攻关,英特尔的科研团队也须要克服国内合作问题。成员不能线下见面,云端合作成了沟通的次要路径。

“近程办公是齐全能够实现的。”赵宏说到,英特尔的一部分团队成员曾经进入了奥运闭环内,目前,尽管大家都在北京,但我的项目停顿仍然近程进行,技术工作者通过云端浏览相干技术共享文档和线上例会,实现虽不接触、但却亲密无间的单干。

时代总在催生技术的变革。如果将工夫定位到 1960 年,人们会发现在那年的罗马冬季奥运会上,体育赛事计时依然应用肉眼判断,而在女子 100 米自由泳较量上呈现的争议,就曾经是科技行将赋能竞技体育的第一个信号。

过后,第一、二名的游泳选手简直同时达到起点,赛道水花遮挡眼帘,肉眼难以直接判断先后,裁判团也在决定冠军时呈现了一致。最终,该项目标金牌给了澳大利亚运动员约翰·德维特,美国运动员兰斯·拉森 (Lance Larson) 则居第二,争议认为,肉眼计时的不准确可能导致这并不是最公正的后果。

那也是最初一届应用肉眼评分的奥运会。

随后的工夫里,包含追踪器、光感应摄影、量子计时在内的技术一直呈现,被利用在体育赛事中……到明天,AI 裁判、计算机视觉追踪曾经形成了体育赛事的重要组成部分,技术的赋能还在变革,无关“精准”的更多力量正在到来。

视角和速度

1896 年,雅典的第一支火炬点燃了古代奥运的开始,到场的各国运动员和现场近 8 万观众,独特见证了世界上的第一次奥运会。

在马拉松我的项目中,希腊运动员路易斯第一个跑到起点,拿到了属于希腊的第一块金牌。但因为过后技术无限,这一振奋人心的音讯直到半个月后,才被刊登到大洋彼岸其余国家的报纸刊物上。

一个半世纪前在报纸上看延期体育报道的观众当然不会想到,古代奥运开始的第 125 个年头,人们曾经能够用电影般的成果和以 4K/8K 的超高清格局实时观看较量。

据国际奥委会音讯,北京冬奥会将通过阿里云向寰球转播超过 6000 小时内容,这也是奥运首次全程以 4K 超高清格局转播,局部重要赛事还将以 8K 格局转播。

同时,这一转播云技术还提供相似“子弹工夫“的高自在视角观赛特效,借助大规模,高并发,低时延的个性,将几十路高清画面实时传输,再由智能算法进行毫秒级合成和建模,将超慢动作、全景观看的电影特效式画面,带进冬奥赛事转播中。

更丰盛的视角和更快的速度正在通过云端走向寰球。

北京冬奥会此次的转播,也是 1964 年奥运会开始卫星电视转播以来,又一次重大的技术提高:奥运转播将不再仅依赖卫星传输,而是通过奥运转播云,走向寰球数十亿观众。

这已是阿里云筹备云端转播平台的第四年。2018 年,奥林匹克播送服务公司与阿里云合作开发奥运转播云 OBS Cloud,该平台于 2021 年东京奥运会首次投入使用,而北京冬奥会的转播云利用,则意味着技术全面上云的开始,高清电视直播和网络渠道直播将同时在云上转播。

对阿里云冬奥我的项目工程师张晓锐来说,在整个我的项目落地过程中,最难的不是技术的攻克,反而是由技术衍生的团队沟通问题。

冬奥我的项目中,团队的合作伙伴来自各国,因而如何顶着时差跨洋沟通,是须要克服的关键问题。

一个计划做出后,下午和国外团队散会探讨,第二天早上又要和国内团队同步,在高节奏运行的我的项目工夫里,张晓锐和其余共事须要不停的“切换”,切换语言、切换思路、切换表白逻辑……和技术自身比起来,时刻放弃状态在线要简单得多。

一位间断反对了东京奥运会和北京冬奥会的工程师,被张晓锐和共事们戏称为“追着晨昏线”的工程师。东京奥运会完结后,他须要隔离完结后返回欧洲工作,2021 年底,又因为要反对北京冬奥会,从法兰克福重返国内。

彼时,欧洲疫情重大、航班中断,回程成了问题。对他来说,有且仅有一个抉择:必须从法兰克福直飞回国。疫情正重大,每天的回国航班只有一班,机票难抢,张晓锐早上留言问抢到机票没有,下午的钉钉上总会呈现一个声音:“还没抢到。”

这位追着晨昏线跑的工程师辗转几次、终于抢到机票回国时,团队里的搭档感到从未有过的亲切,张晓锐对 36 氪回顾到,尽管平时工作都是近程沟通,见面也不多,但为了一件事做雷同的致力,“就感觉像一位老朋友从欧洲回来,有种家人的感觉。”


阿里云工程师在冬奥赛场做技术调试

每次有我的项目的新进展和上线时,张晓锐和团队的其余成员都会拍一张合照,因为疫情,团队的成员可能是跨国沟通或在家办公,视频会议里,所有的冬奥工作者会开启摄像头,拍下一张云合照,“照片会保留下来,”张晓锐认为,这是他们最值得记录的精彩霎时。

阿里云的“云上奥运”转播技术还在尝试普惠寰球更多国家。

据介绍,阿里云为俄罗斯、巴西、墨西哥、日本等地转播电视台增设了专属云网络通道,确保 4K/8K 内容实现近程高质量传输,并将时延升高 30%,各国能够通过沟通,提出进一步的优化计划,在当地进行地区信号的降级,带来更高清同步的画面。

2008 年,张晓锐来北京上大学,开学报到时,奥运会的较量曾经完结,学校组织他们加入残奥会的观看流动,还是大学生的张晓锐在心里藏了一个种子:“大学里很多学长都参加了奥运会的志愿者流动,我在想,本人有没有机会去当一次志愿者。”

十四年过来,张晓锐没想到的是,毕业工作这么多年之后,本人曾经以参与者的的形式,再次为中国本人的奥运奉献了一次力量。

冬奥会前,实现了转播云的最初一轮寰球网络测试后,张晓锐始终在想本人开幕式的时候要发一个什么样的朋友圈,“还是很骄傲的。”

冬奥已来。事实上,不论是通信还是治理、医疗还是筹备,被技术赋能的服务最终都指向冬奥工作者、冬奥运动员的需要,指向人性化的须要——因为技术的逻辑,最终是人的逻辑。

能够想见的是,将来的每一场奥运还会不断丰富更多科技的利用,从人眼观测到鹰眼定位,再到 AI 裁判;从延期流传到实时转播,再到转播上云;从文字记录到电视直播,再到 VR 观赛……竞技体育还在一直被技术赋能。

而对于中国来说,体育只是日益崛起的技术赋能的方向之一。在不远的未来,新的智能故事会被书写,对于技术革新的曙光将迎来续篇。

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正文完
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