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
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，两名运动员共同点燃了冬奥会最后一棒火炬。可这一次，没有硕大的火炬台、也没有熊熊燃烧的巨大焰火，而是在90余个国家名称组成的巨大“雪花”中心，升起了一团微小的火焰。
这种颠覆性的改变，与时下低碳、环保的浪潮息息相关。根据《中国青年报》报道，北京冬奥会开幕式主创团队在回顾2008年资料时，发现当时点燃的火炬一小时要消耗近5000立方米燃气，总导演张艺谋和团队开始思考：“火焰是否可以更环保？”
这就有了我们今天看到的“微火”，它由清洁氢能源作为燃料供给。在600多名小朋友合唱的《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。”
雪花主火炬台 | 图源北京日报客户端
“微火”背后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表示，北京2022年北京冬奥会碳排放将全部中和。
延庆和张家口赛区的冬奥会场馆设施都采用绿色电力，从供暖到造雪，所有的绿色电力来自大约一两百公里外农村地区生产的太阳能、风能、水电，这些电力被转换并储存至发电厂中，然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项目建设，用“水”做装饰元素，内部使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，国家游泳中心以动画形式现场演示了“水立方”变身“冰立方”的过程。小萨马兰奇看后惊叹，“北京正在用一个充满智慧的方式举办奥运会。”
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显现。
2022年2月2日晚，北京冬奥会冰壶比赛最先举行，在与瑞士组合的对阵中，中国冰壶混双选手凌智/范苏圆稳步进攻，在两名队员关键的最后一投中，凌智“一箭双雕”，范苏圆大力击打又拿到一分，中国队首站告捷。
2月2日冰壶混双循环赛首轮比赛现场 | 图源新华社
一场冰壶比赛中，看似简单的摩擦和击打，却可能影响每一次投壶的结果，冰壶运动对场地也有极高要求，冰壶场地冰面特殊，是带有“水珠点”的冰面，需要冻底冰，喷白漆，然后测量、标记、补水，最后修正冰面，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”，运动项目的变化背后，是一个不小的工程。
时间回到2015年，北京冬奥会刚申办成功，水立方总经理杨奇勇拉着设计师郑方商量，如何将“水立方”改造成冬奥场馆。经过一系列方案的比较，两人最终向世界冰壶联合会介绍了“水立方”变“冰立方”的计划：利用可拆卸制冰系统，进行水冰转换实验和测试。
世界冰壶联合会支持这一方案，但给出的条件是：如果实验不成功，立即采取浇筑混凝土的方案。
这意味着，一旦水冰转换实验失败，耗时四年打造的水立方游泳池将被直接浇上混凝土，改成冰场。
杨奇勇担心了，“我觉得不成，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。”同行的郑方安慰他，国家建筑工业化体系发展了这么久，预制装配场地的水冰转换，也一定能达到与现浇混凝土场地一样的性能。
从可能到不可能，往往从大胆和不懈的尝试开始。
为解决问题，杨奇勇和郑方分别找到了哈尔滨工业大学、清华大学建筑学院的专家教授，研究力学结构和环境制冷，攻克让冰场坚固稳定、成功制冷的难点。
经过来自清华大学、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天的协作，2019年底，一套包括可转换场地、可调节环境、智慧场景控制和增强观赛体验等关键技术的冬夏场景智能转换体系得以成功自主研发；在比赛大厅中部，也搭建了可转换结构及安装可拆装制冰系统，形成具有多条标准赛道的冰壶场地。“水冰转换”从畅想变成了现实。
变身“冰立方”的国家游泳中心｜图源官方
更精准的力量
“力量来自公平”。回望奥运的历史会发现，百余年来，人们一直没有放弃追求的，是体育竞技的精准和公平。在今年的冬奥会上，科技也为体育竞技提供了更精准的方案。
在冬奥会测试赛中，AI裁判得到了最大程度的利用。在自由式滑雪、花样滑冰等技巧性项目中，AI评分系统通过捕捉、记录运动动作，根据基础标准进行评分。
基于数字化和3D技术的AI裁判，可以克服高度、光线等复杂因素，捕捉在运动员的细微动作，通过回放和分解动作，还可以在赛前为运动员提供定制方案。
2022年1月21日，花样滑冰AI辅助评分系统1.0产品发布，由中国花样滑冰协会与中关村数智人工智能产业联盟共同发起，同时启动花样滑冰AI辅助评分系统2.0建设，AI头部企业第四范式将提供人工智能算法、平台等全面支持。
这套辅助系统目前主要应用于赛前训练的评分和检测，运用计算机视觉技术算法与深度学习，对运动员的整体运动轨迹进行实时追踪，实现稳定性可视化的比赛评判。
对技术团队来说，“AI 裁判”的研发是一次不简单的探索。
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辅助系统的需求被提出的时候，尽管科研团队的工作者都积极性极高、愿意尝试，但花样滑冰是比赛规则最复杂也是评分难度最高的体育项目之一，一直以来，我国人工智能在花滑运动领域的应用基本处于空白，团队成员并不能确定这一项目能够成功落地。
为了推进项目，中关村技术团队摸清了花样滑冰的国际挑战规则后，和相关高校团队合作交流，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系统通过捕捉运动员的肩跨膝踝等八个点位，准确进行动作识别和判定。
两个月时间内，花滑自研AI辅助系统1.0版本推出，能够通过平面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，这套辅助系统将能够通过人像捕捉，分辨运动员重合的场景，以3D形式呈现和评分。
花滑人气选手羽生结弦也将参加北京冬奥 | 图源新华社
同样站在更精准的运动追踪角度，英特尔则将3DAT技术（三维运动员追踪技术）从实验室应用到了赛场上。
东京奥运会中，英特尔利用这项技术抓取运动员实时的位置、速度，通过可视化的视频进行镜头回放，做赛事直播的增强效果。
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