“冰雪場，我鐘愛的實驗室”
發(fā)布日期： 2021-12-14 供稿：光明日報
編輯：吳楠 審核：劉曉俏 閱讀次數(shù)：原文標(biāo)題：“冰雪場,，我鐘愛的實驗室”
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寒冬至,，冰雪來,。中國大地的冰雪場，匯集了越來越多的冰雪運動愛好者,。皚皚白雪記錄著人們休閑愜意的時光,。這番美好，與一群工作在冰雪運動背后的人有關(guān),，他們是冰雪運動的科技工作者,。
不太為人所知的他們，此時處于另一種狀態(tài)：
12月9日凌晨1點,，在北京體育大學(xué)的一個辦公室,，80后青年、北京體育大學(xué)運動生理學(xué)副教授吳迎還在埋頭工作,。作為自由式滑雪雪上技巧國家隊科研團(tuán)隊的負(fù)責(zé)人,，吳迎正帶領(lǐng)科研人員分析數(shù)據(jù)，他們要在2個小時內(nèi)完成運動員世界杯比賽戰(zhàn)況分析和訓(xùn)練負(fù)荷等方面的專業(yè)報告,，提供給正在北歐參賽的國家隊教練組,。
幾乎同樣的時間，80后青年,、齊齊哈爾黑龍國際冰雪裝備有限公司技術(shù)質(zhì)量部主管鄭小杰終于完成新材料的對比分析,，他與團(tuán)隊最近設(shè)計的兩款冰刀，一款即將走進(jìn)普通大眾,，一款將進(jìn)入新一輪嚴(yán)苛的試用驗證,，最終提供給專業(yè)競技隊伍。
真的如此緊迫嗎,？“時不我待！”吳迎回答,。
冰刀一毫米的設(shè)計差異關(guān)乎普通愛好者在冰上的安全和健康,；體能分析報告一丁點的誤差可能影響專業(yè)運動團(tuán)隊的參賽策略。很多冰雪運動科技工作者常年在實驗室,、在車間,，“但可以說，我們從來都在冰雪上”,，他們告訴記者：“甚至,，我們似乎已經(jīng)成了冰雪的一部分?！?/p>
一切努力,，只為了“三億人上冰雪”，一個美好的愿望,，一聲豪邁的號召,。
在看不見的競技場拼搏
吳迎的緊迫感,，來自備戰(zhàn)北京冬奧。
“大賽準(zhǔn)備工作四年一個周期,，如今是第四年,，我們在沖刺?！眳怯瓗ьI(lǐng)的復(fù)合型科研醫(yī)療團(tuán)隊,，深耕運動人體科學(xué)、運動訓(xùn)練學(xué),、運動營養(yǎng)學(xué),、運動醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域，成員來自北京體育大學(xué),。雪車和自由式滑雪雪上技巧兩支國家隊的訓(xùn)練負(fù)荷,、營養(yǎng)補充和競賽情報等方面的科研工作，都由他們負(fù)責(zé),。
“當(dāng)前很多運動員在國外參賽,，他們每取得一些積分，都能為北京冬奧爭取更多的參賽資格,?！边\動員在拼，服務(wù)運動員的科研工作者也在拼,。這些天,，運動員身體和競技狀態(tài)的數(shù)據(jù)幾乎每天都會從北歐傳回國內(nèi)，吳迎要第一時間完成完整的分析報告,，為教練改進(jìn)訓(xùn)練和參賽方案提供參考,。
“疫情原因，我們無法跟隨國家隊參賽,。兩地有時差,，我們就從晚上9點開始工作，一直忙到凌晨3點,?！痹诩視r，吳迎常常要把未滿一歲的孩子哄睡,，再回案頭繼續(xù)工作,。當(dāng)然，這只是他一部分工作,，白天他還有學(xué)校日常的教學(xué)科研任務(wù),。
“累，但值得,?！彼嬖V記者,，相比那些更艱難的時刻，眼下的困難不算什么,。
2020年初,，新冠肺炎疫情暴發(fā),，跟隨雪車國家隊遠(yuǎn)征的吳迎,，隔離在歐洲。
不能外出,，訓(xùn)練受限,，隊伍只被允許在室內(nèi)訓(xùn)練,。“這意味著我們很多戶外監(jiān)測設(shè)備無法使用,，運動員體能的評估和恢復(fù)工作無法進(jìn)行,。”吳迎回憶,，大家想方設(shè)法,，艱難地在國外搜集可以買到的設(shè)備。
終于允許戶外訓(xùn)練了,，可科研團(tuán)隊不能進(jìn)場,。“沒有機(jī)會,，我們就自己創(chuàng)造機(jī)會,。”吳迎帶著團(tuán)隊攀登附近的高山,，進(jìn)行遠(yuǎn)程拍攝,，再做數(shù)據(jù)分析。
德國,、瑞士的雪場大多地處偏遠(yuǎn),，他們所登的山都是野山，沒有人,，沒有路。吳迎與團(tuán)隊成員提前出發(fā),，蹚著積雪一點一點往山上摸索,，只為找到一個視野好的高地，能更多地拍攝到運動員的狀況,。
“危險,，但非常時期，要敢拼,?！笨蒲袌F(tuán)隊的拼勁絲毫不遜于賽場上的運動員,。
吳迎還客串過廚師?！案綦x在酒店,，飯菜無法滿足需求?！睘榱诉\動員達(dá)到營養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn),，科研團(tuán)變身“采購團(tuán)”，每個星期“全副武裝”地去大采購一次,，回酒店給運動員們做飯,。
“體育愛好者關(guān)注比賽成績，而我們這些為成績服務(wù)的科研人員,，反而更關(guān)心運動員的健康,。”吳迎說,，“成績是冰雪運動發(fā)展的重要元素,，但是，人,，才是冰雪運動的根,。”
團(tuán)隊成員告訴他,，得知科研團(tuán)隊為了采集數(shù)據(jù)去冒險爬野山,，一名運動員在酒店走廊里悄悄抹眼淚了。
在冰天雪地里造“千里眼”
零下35攝氏度的崇禮雪場,，滴水成冰,，80后青年、北京理工大學(xué)光電學(xué)院副教授張海洋穿著厚羽絨服,，帶領(lǐng)團(tuán)隊測量雪場數(shù)據(jù),。
溫度過低，無人機(jī)無法使用,，團(tuán)隊成員只好抱著激光雷達(dá)一段一段測量,。男生搬設(shè)備，女生記錄,，掃描完一個點,，再前進(jìn)到下一個點。團(tuán)隊在雪場通常一待就是一整天,，眉眼結(jié)霜,，“眨一下眼睛，睫毛可能都會凍住”。
這個由5名老師,、10名學(xué)生組成的團(tuán)隊,，要給冰雪運動的教練員造一雙精巧的“千里眼”。
“越野滑雪等項目的場地冰雪覆蓋,，在幾十公里高低起伏的賽道上,，若不借助設(shè)備，教練員都不知道運動員在哪里,?！睆埡Ｑ蠼忉專瑢τ谥T如高山滑雪運動員過旗門時雪板和旗門的相對位置,、雪車雪橇入彎道的角度等技術(shù)要點,，團(tuán)隊運用無人機(jī)、激光雷達(dá)掃描雪場,，然后從雪場的三維數(shù)據(jù)里提取賽道參數(shù),，在重建的三維地形上實時顯示運動員的信息，提供給教練作為參考,。
“無論何時,，只要運動隊需要，我們就研發(fā),?！睆埡Ｑ蠼榻B，每個項目都有自己的技術(shù)特點,，要圍繞教練員,、運動員的實際“量身定制”，先為其提供基礎(chǔ)版本,，演示后還要根據(jù)教練的要求修改,。“運動員練習(xí)機(jī)會有限,，有時候趕得很緊,，‘明天就要’，我們只能連夜開發(fā),、連夜修改,。”他說,。
定位精度,，一度成為團(tuán)隊前進(jìn)的“攔路虎”?！把┥线\動速度快，有的運動員時速可達(dá)140公里，可能一幀就到幾米外了,，很難實現(xiàn)定位,。”張海洋說,，反復(fù)試驗后,，團(tuán)隊借助高精度的影像技術(shù)、高幀頻發(fā)射機(jī),，運用北斗定位系統(tǒng)配合固定基站提高定位準(zhǔn)確率,。
按傳統(tǒng)方法，要架設(shè)發(fā)射基站,，靠運動員身上的發(fā)射器接收信號,，但雪場有樹木、山峰的遮擋,，運動員可能身處各種復(fù)雜地形,，發(fā)射的信息無法收到。如今,，運動員的位置信息可以通過帶有5G模塊的傳感器實時傳到云服務(wù)器上,，PC機(jī)可以直接獲取數(shù)據(jù)。
“通信效率大大提高了,，速度,、加速度、滑行距離,、所在點坡度等數(shù)據(jù),，都可以迅速計算出來?！Ю镅邸蠊Ω娉?！”張海洋透露，采集的三維數(shù)據(jù)后續(xù)將助力模擬裝備的研發(fā),。
“精度在厘米級,，仿真性也好，未來運動員在室內(nèi),、非雪季也可以‘全效’訓(xùn)練了,。”張海洋說,，冰雪運動每增加一點科技元素,，科研工作者就多一份榮耀。
在小小冰刀上實現(xiàn)大夢想
一百多道制造工序,、暗含很多科技元素,、承載持續(xù)多年的國際競爭……如果沒有走進(jìn)實驗室,，沒有接觸研發(fā)者，人們大概想不到一片小冰刀也有一片“大天地”,。對于鄭小杰來說,，它還承載著三代冰刀人的夢——“讓咱們國家的運動員，用上本土研發(fā)制造的冰刀”,。
鄭小杰所供職的齊齊哈爾黑龍國際冰雪裝備有限公司已有70年歷史,，公司有一句口號——“三代工匠一雙冰鞋”，很多人一家三代都在這里工作,，工匠精神,，早早地扎下了根。
“大家都憋著一股勁,，一定要造出領(lǐng)先世界的冰刀,，國產(chǎn)冰刀要為提高我國速滑成績作貢獻(xiàn)?！编嵭〗芴寡?，“咱們國家雖然速滑成績很好，但相當(dāng)長的時期內(nèi),，很多運動員穿的是進(jìn)口品牌,。”
“人穿冰鞋在冰面滑行,，涵蓋的技術(shù)看似簡單,，實則大有學(xué)問?！编嵭〗芙忉?，設(shè)計細(xì)節(jié)、制作精度,、材料性能等方面,，絲毫的差異，對使用者的安全,、滑行速度的影響都很大,。
“更何況，賽級冰刀對材料要求極高,?！彼榻B，發(fā)力時,，冰刀要產(chǎn)生形變,；抬腿時，形變部分要迅速回彈,、恢復(fù)原樣,。傳統(tǒng)的鋁合金材料,，無法做到這一點。
兩年多前,，公司加大力度研發(fā)高端冰刀,，鄭小杰與科研團(tuán)隊一起，向著關(guān)鍵難題進(jìn)發(fā),。公司在2020年承接的“十三五”國家重點研發(fā)計劃“科技冬奧”項目，其中一項就是冰刀設(shè)計,。北京科技大學(xué),、西北工業(yè)大學(xué)等七家高校和科研單位，與他們組成了科研聯(lián)合團(tuán)隊,，科研力量得到空前加強(qiáng),。
在大量的調(diào)研和反復(fù)的實驗中，團(tuán)隊找到了突破口,。他們向航空航天領(lǐng)域“取經(jīng)”,，在制造材料方面獲得突破；與市場團(tuán)隊協(xié)作,，獲取冰鞋式樣的創(chuàng)新,；團(tuán)隊改變了冰刀原來的結(jié)構(gòu)，減少了風(fēng)阻,、提高了滑行速度……如今,，新研發(fā)的冰刀已成型落地，在各個運動隊試用,。
“幾乎每個環(huán)節(jié)都是從0到1的突破,，漫長，燒腦,?！编嵭〗芤褦?shù)不清團(tuán)隊成員熬了多少夜、做了多少回實驗,，但他清楚地記得運動員和普通冰雪愛好者提出的每一條反饋建議,。
他說，是因為正視這些建議和挑戰(zhàn)困難的勇氣,，讓他和團(tuán)隊成員在小小冰刀上,，實現(xiàn)了建功冰雪運動的夢想。
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