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牛! 来自葡京官方的“黑科技”助力冬奥会运动员对抗“雪上风场”

北京冬奥会开幕在即,“科技冬奥”是本届冬奥会的一大亮点,其背后的“科技元素”令人注目。近日,由中科卫星应用德清研究院院长、中国科学院空天信息创新研究院研究员邵芸领衔的国家重点研发计划“科技冬奥”项目——“雪上项目场地环境要素影响评估与临场决策辅助支持系统”,应用到北京冬奥会备战训练中,服务10支国家队,协助对抗赛场天气变化。

左起第三为邵芸

“20多年的教练生涯都在期盼,这是我梦寐以求的‘礼物’!”去年2月,测试赛期间,当邵芸将这套能够精准捕捉、展示风向风速的系统带到国家队外籍射击教练JP Amat的眼前,他高兴地一下子跳起,嘴里不停地重复着:“This is a great gift,thank you!”

雪上项目是冬奥会的重头戏,占奖牌总数的70%。由于赛场多在山地,比赛中许多项目的成绩受天气影响很大。

2019年8月,由邵芸领衔申报的“科技冬奥”重点专项——“雪上项目场地环境要素影响评估与临场决策辅助支持系统”通过答辩,正式立项。德清研究院承担了其中的一个课题,开始从研究阶段转为系统集成应用优化阶段,全力聚焦冬奥会备赛要求,加强和完善科研系统设计研发和应用。

前期,通过与国家集训队的交流沟通,邵芸项目组了解他们在训练过程中遇到的“难点”、“痛点”,就是在很小的区域场地,如何实时精准地获取风速、风向数据。比如,自由式滑雪空中技巧运动员,从什么地方开始起滑非常重要,根据实时风信息调整起滑位置,对于比赛成绩,运动员安全落地非常重要。

针对雪上项目地形复杂、气象条件多变等实际情况,通过500多天跟队观测、模型构建、实验模拟、人工智能大数据分析,这一由我国科学家研发的首套雪上项目临场指挥支持系统诞生,填补我国外场雪上竞技体育精准气象科技保障的技术空白。

考察项目现场

这套将气象观测、信息技术、竞技体育等融合一体的系统,如何在冬奥会赛场发挥作用?

“以往教练只能依靠风向旗来判断风向、风速,用主观经验来决策、指挥比赛,具有很大的不确定性。”邵芸介绍,该系统可实时获取场地10米级高精度测风数据,直接换算成风指数,并实时传输数据到手机、Pad等智能终端,为教练员临场指挥比赛、保障运动员的生命安全提供决策辅助。

什么是风指数?简单来说,就是风的影响指数。该系统通过运动员的体重、实时风向、风速等数据,以及风如何作用到运动员身上,计算出风指数,来协助教练员和运动员确定什么时候起跳等,从而提升竞技水平。邵芸介绍,经过两年多的跟队考察、改良优化,这套源于遥感技术实现从“感知风”到“看见风”的系统逐步成熟,越来越接近教练员和运动员的需求。

目前,该系统已经应用于自由式滑雪空中技巧、跳台滑雪、冬季两项、北欧两项、大跳台等雪上竞技体育项目的备战训练中。

邵芸是微波遥感领域的科学家,面向国家重大需求,在海洋环境、农业、地质灾害、赛事环境等方面多有建树,开辟了我国微波遥感的新方向。2017年,她带领团队在德清设计并建成亚洲最大的微波测量实验室——“微波目标特性测量实验室(LAMP)”,填补了我国在微波遥感目标测量领域的空白。这套雪上项目临场指挥系统的研发正是她长期以来对微波遥感海面风场深入研究和深刻认知的应用拓展。

微波目标特性测量实验室(LAMP)

基于这一重大专项科研成果在冬奥会备战中的成功应用,去年7月,在2022年北京冬奥会冰雪项目2020至2021赛季表彰大会上,中国科学院空天信息创新研究院荣获中国冰雪科技联合攻关单位称号,邵芸受聘为中国冰雪科学家。

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