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北京冬奥会上的黑科技有哪些?

回答
2022年北京冬奥会,除了精彩的赛事本身,背后那些让人惊叹的“黑科技”也为这场冰雪盛宴增添了不少色彩。这些技术不仅提升了观赛体验,更在赛事组织、运动员保障等方面发挥了至关重要的作用。

1. 绿色能源的“智慧”运用:点亮冬奥的环保之光

北京冬奥会最引人注目的标签之一就是“绿色办奥”。而实现这一目标,离不开强大的科技支撑。

100%绿色电力供应: 这是北京冬奥会的一项标志性成就。所有场馆的用电都来自于可再生能源,包括风能、太阳能和水电。但“100%”可不是简单地把风车和太阳能板摆在那儿。为了实现稳定可靠的绿色电力供应,背后运用了一套复杂的智能电网系统。这套系统能够精确预测风力和光照的波动,并实时调度电网中的各种能源,包括国家电网的常规能源以及一些储能设施,确保在任何时候都能为冬奥会的各项活动提供源源不断的电力。比如,当风力发电不足时,系统会自动调配太阳能或水电,甚至可以协调储能设备释放能量,就像一个巨大的能量“蓄水池”,确保供电万无一失。这种对可再生能源的精细化管理和调控,是保障大规模体育赛事绿色供电的关键。
二氧化碳制冷剂: 传统的制冷剂大多是氟利昂等对臭氧层和气候有影响的物质。北京冬奥会则大量采用了二氧化碳跨临界直冷制冰技术。这种技术不仅环保,而且效率更高,能耗更低。在速度滑冰、短道速滑等对冰面质量要求极高的项目上,采用这种技术能够实现冰温的精准控制,让冰面更加平整、坚固,为运动员创造更好的比赛条件。从技术层面讲,这涉及到复杂的流体力学、热力学以及控制系统设计,需要对制冷剂的物理特性有深入的理解。

2. 智慧出行与场馆运营:让奥运村高效运转的“大脑”

奥运会的成功举办离不开高效的运行体系,而科技正是构建这一体系的基石。

无人驾驶车辆: 在奥运村和部分赛区,我们看到了大量无人驾驶车辆的身影,包括接驳车、物流车等。这些车辆的背后是自动驾驶技术和车联网技术的结合。它们能够通过传感器感知周围环境,进行路径规划和障碍物规避,实现安全可靠的自动驾驶。这不仅提升了人员和物资的运输效率,也减少了人力成本和潜在的交通风险。而且,这些车辆还可以与场馆内的其他系统进行信息交互,例如提前预知乘客需求,优化车辆调度,形成一个智慧交通网络。
智慧场馆管理系统: 冬奥会的各个场馆,从比赛场地到运动员休息区,都集成了先进的智慧化管理系统。这包括物联网(IoT)技术、大数据分析和人工智能(AI)算法。通过传感器采集场馆内的各种数据,比如温湿度、人流量、设备运行状态等,然后通过大数据平台进行分析,为场馆的运营提供决策支持。例如,可以根据人流量自动调节空调和照明,优化安保部署,甚至监测冰面的实时状态并进行自动化调整。这种精细化的管理,让场馆的运行更加高效、舒适,也为运动员提供了更安全、便捷的环境。
5G通信技术: 贯穿整个冬奥会的还有无处不在的5G网络。它为赛事直播、信息传输、运动员与外界的沟通提供了超高速、低延迟的网络支持。尤其是在高清直播和VR/AR体验方面,5G的普及让观众能够更身临其境地感受比赛的魅力。运动员也可以通过5G网络与教练、家人保持更便捷的联系。

3. 运动员保障与训练:科技助力突破极限

为了让运动员能够安全、高效地发挥出最佳水平,科技也在幕后默默付出。

精准气象监测与预测: 冬季运动对天气条件非常敏感,精准的气象信息至关重要。北京冬奥会采用了高精度气象监测设备和先进的数值天气预报模型。通过遍布赛区的气象站和卫星遥感技术,可以实时监测温度、风速、湿度等关键气象参数,并提供高分辨率的天气预报。这不仅有助于赛事组织者提前做好应对措施,也能为运动员提供翔实的比赛日气象信息,帮助他们调整比赛策略。
先进的运动表现分析技术: 很多国家和地区都引入了可穿戴设备和动作捕捉技术来分析运动员的运动表现。这些技术能够收集运动员在训练和比赛中的详细数据,比如心率、步频、肢体动作角度等,然后通过AI算法进行分析,找出运动员的优势和劣势,并提供个性化的训练建议。一些高科技的分析工具甚至能够模拟运动员在不同条件下的表现,帮助他们更好地适应比赛环境。
医疗保障的科技升级: 在医疗方面,例如利用3D打印技术为运动员制作定制化的医疗器械,以及引入远程医疗会诊系统,都为运动员的健康保驾护航。在突发伤病情况下,能够迅速提供专业的医疗支持。

4. 观赛体验的革新:打破时空界限的沉浸式感受

对于全球观众而言,北京冬奥会也带来了前所未有的观赛体验。

全景式直播与VR/AR体验: 通过多角度高清摄像机、无人机航拍以及虚拟现实(VR)和增强现实(AR)技术,观众可以 마치身临其境地观看比赛。无论是运动员身旁的镜头,还是空中俯瞰的视角,都可以自由切换。VR/AR技术更是将赛事实况与虚拟信息相结合,例如在画面中叠加运动员的实时数据、技术分析等,让观赛更加有趣和具象化。
智能导览与信息服务: 在场馆内,通过智能手机App和电子显示屏,观众可以获取详细的赛程信息、场馆导航、餐饮推荐等服务。一些场馆甚至配备了智能机器人,可以为观众提供问询服务和指引。

总结:

北京冬奥会所展现的这些“黑科技”,不是孤立的技术点,而是以科技为核心,构建了一个集绿色、智慧、高效、安全为一体的现代奥运会运行体系。从能源供应到场馆管理,从运动员保障到观赛体验,科技无处不在,深刻地改变着我们举办和参与大型体育赛事的模式。这些技术成果的展示,不仅是中国科技实力的体现,也为未来全球大型体育赛事的组织和举办提供了宝贵的经验和借鉴。它们让冬奥会变得更加精彩、更加可持续,也更加令人印象深刻。

网友意见

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众所周知,奥运会以往的兴奋剂检测方式主要就两种尿检和血检,但此次在北京冬奥会亮相了一项兴奋剂检测黑科技——干血点技术[1]这是一种具有创新性、革命性的兴奋剂检测方法,它操作简单、血量需求少、微创性、易保存与运输。

值得一说的是,干血点技术是我国反兴奋剂中心首次在反兴奋剂领域全方位参与的创新项目,此次北京冬奥会中所使用的干血点检查器材,均由中国厂家生产制造,并得到了世界反兴奋组织(WADA)、国际检查机构(ITA)和北京冬奥组委的认可。

干血点技术与以往的尿检和血检相比,最大的优势是样本的采集、运输和储存几方面,不仅大大提升了检测的效率,让以往的“抽查”可以转变成“普查”,更是减少运动员因需要频繁复杂的取样而导致的心理压力。

在了解干血点技术之前,我们可以先来了解一下传统兴奋剂检测方式的复杂与不足。先说说目前最主要,也是最常规的尿检[2],它需要运动员在比赛结束后的1小时内,在同性别的采集人员陪同去专门的厕所取样。

此时的运动员,不仅需要在工作人员的注视下小便,还需要提供不少于90毫升的尿液样本,然后装入A、B两个样品瓶之中。如果检测到样品里的尿比重低于1.010或pH值不在5-7之间,运动员则要求在规定的时间重新取样。

在整个操作过程,我们会发现复杂且还涉及到性别限制,以及运动员隐私侵犯等问题,而更主要的是尿检样本容易被污染或是出现样本伪造、操纵等情况,以及存在无法区分内源性睾酮和外源摄入的睾酮(类固醇类兴奋剂的主要滥用物质)的不足。

血检[3]是尿检很好的补充和完善,但它的操作更为复杂,需要通过静脉穿刺获得样本,对环境和采样人员的要求较高,一般是有资质的医学技术人员进行采样,他们在采样前需要对运动员出示完备的证件和授权文件。

每次血检都会抽取运动员25毫升血液,分别注入4只真空样品管,分为A、B两组,编号置于样品传送盒中,立即封存。由于取样的血量相对较多,因此有可能会给某些运动员带来心理压力,影响到接下来的比赛。

此外,传统的尿检、血检采集的样本均需要通过液体形式在低温环境下进行运输,这对物流要求较高。而根据国际奥委会的规定,所有采集的样本需要保存10年,这对储存也提出了高要求,但即使在低温下,尿液和血液中的部分代谢物浓度仍会缓慢发生变化,影响测定结果的准确性。

针对以往兴奋剂检测方式的不足,世界反兴奋剂机构(WADA)一直希望在现有的兴奋剂检测技术上,有新的研究和突破。于是在国际奥委会、国际检查机构和美国、中国、瑞士、澳大利亚等国家反兴奋剂机构共同合作下,研发出了干血点技术。

需要说明的是,干血点技术并不是全新技术,而是医疗上一种血样处理方式,在其他检测领域早就广泛应用了,例如新生儿代谢异常筛查、疾病监测、临床前药物开发、治疗药物监测和代谢组学分析等。

相比传统的尿检和血检,干血点的采样就简单多了,不受采样地点、时间,以及采样人员的性别和专业限制,普通人就能操作,只需要用专门的采血小设备在指尖或上臂穿刺一下,将微量的指尖血或上臂血滴在采样卡上,制成干血斑块样本,就可以送实验室检测了。

干血点的采样虽然仍有刺痛,但整个过程非常短暂,微量血液就能一次性自动形成多个样本,不需要人工介入,相比传统的静脉穿刺抽取大量血液,可以减轻运动员的痛苦,并减少因多次采血造成的心理压力。

由于样本不同于以往需要液体形式,干血点技术的样本保存与运输就简单多了,只需要装进干血点带干燥剂的密封袋中,不需要进行任何其他处理,分析物与血液成分就可以吸附在固体纤维素基质上,具有较强的稳定性,在室温下就可储存数周至数年[4]

而制作好的干血点样本在运输方面也非常简便,不需要低温环境,密封袋甚至可以通过邮寄方式送达,不仅降低能成本,并在一定程度上改善了目标分析物在样本基质中的稳定性,在整个程序中显著降低了接触感染的概率。

在检测方面,干血点技术也比之前的血检拥有更高的灵敏度、精密度与准确度,同样能够检测包括蛋白同化制剂,肽类激素、生长因子相关物质和模拟物,β2⁃激动剂,激素及代谢调节剂,利尿剂和掩蔽剂,刺激剂,麻醉剂,大麻(酚)类,糖皮质激素类以及β⁃阻断剂等。

北京冬奥会是干血点技术正式亮相并实施的会场,它的出现为兴奋剂“零容忍”,也为运动员们干干净净、公平公正参加比赛提供了有力的保证。

参考

  1. ^世界反兴奋剂机构:干血点技术亮相北京冬奥会将提升检测效率 http://www.chinanews.com.cn/ty/2022/02-02/9667261.shtml
  2. ^如何看待东京奥运会英国 4x100 米选手兴奋剂检测阳性被禁赛,中国队有望递补获得铜牌? https://www.zhihu.com/question/479380610/answer/2057398083
  3. ^东京奥运会出现首例兴奋剂事件,为什么检测这么严格的情况下,还会有人使用兴奋剂呢? https://www.zhihu.com/question/476235165/answer/2033010095
  4. ^ 荆京,单圆鸿,陈佩杰,等.干血点技术在反兴奋剂领域的应用研究与前景展望.上海体育学院学报, 2021, 45(2): 22-31

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