“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隊的負責(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，他與團隊最近設(shè)計的兩款冰刀,，一款即將走進普通大眾,，一款將進入新一輪嚴(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)練負荷、營養(yǎng)補充和競賽情報等方面的科研工作,，都由他們負責(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,。”運動員在拼,，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,。”在家時,，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?！斑@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)工作無法進行?！眳怯貞?，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,，可科研團隊不能進場?！皼]有機會,，我們就自己創(chuàng)造機會?！眳怯瓗е鴪F隊攀登附近的高山,，進行遠程拍攝，再做數(shù)據(jù)分析,。
德國,、瑞士的雪場大多地處偏遠，他們所登的山都是野山,，沒有人,，沒有路。吳迎與團隊成員提前出發(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\動員達到營養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)，科研團變身“采購團”,，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?！眳怯f,，“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?！?/p>
團隊成員告訴他,，得知科研團隊為了采集數(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)團隊測量雪場數(shù)據(jù)。
溫度過低,，無人機無法使用,，團隊成員只好抱著激光雷達一段一段測量。男生搬設(shè)備,，女生記錄,，掃描完一個點，再前進到下一個點,。團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,。”張海洋解釋,，對于諸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，團隊運用無人機,、激光雷達掃描雪場,，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),。”張海洋介紹,，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?！斑\動員練習(xí)機會有限,，有時候趕得很緊，‘明天就要’,，我們只能連夜開發(fā),、連夜修改?！彼f,。
定位精度，一度成為團隊前進的“攔路虎”,?！把┥线\動速度快，有的運動員時速可達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,，團隊借助高精度的影像技術(shù)、高幀頻發(fā)射機,，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娉桑 睆埡Ｑ笸嘎?，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?！睆埡Ｑ笳f,，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,?！编嵭〗芴寡裕霸蹅儑译m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口品牌?！?/p>
“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〗芙忉專O(shè)計細節(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,。”他介紹,，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，鄭小杰與科研團隊一起,，向著關(guān)鍵難題進發(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)合團隊,，科研力量得到空前加強,。
在大量的調(diào)研和反復(fù)的實驗中，團隊找到了突破口,。他們向航空航天領(lǐng)域“取經(jīng)”,，在制造材料方面獲得突破；與市場團隊協(xié)作,，獲取冰鞋式樣的創(chuàng)新,；團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,。”鄭小杰已數(shù)不清團隊成員熬了多少夜,、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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