“冰雪場(chǎng)，我鐘愛的實(shí)驗(yàn)室”
發(fā)布日期： 2021-12-14 供稿：光明日?qǐng)?bào)
編輯：吳楠 審核：劉曉俏 閱讀次數(shù)：原文標(biāo)題：“冰雪場(chǎng),，我鐘愛的實(shí)驗(yàn)室”
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寒冬至,，冰雪來,。中國大地的冰雪場(chǎng),，匯集了越來越多的冰雪運(yùn)動(dòng)愛好者,。皚皚白雪記錄著人們休閑愜意的時(shí)光,。這番美好,，與一群工作在冰雪運(yùn)動(dòng)背后的人有關(guān),，他們是冰雪運(yùn)動(dòng)的科技工作者。
不太為人所知的他們,，此時(shí)處于另一種狀態(tài)：
12月9日凌晨1點(diǎn),，在北京體育大學(xué)的一個(gè)辦公室，80后青年,、北京體育大學(xué)運(yùn)動(dòng)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(duì)科研團(tuán)隊(duì)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(gè)小時(shí)內(nèi)完成運(yùn)動(dòng)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(bào)告,，提供給正在北歐參賽的國家隊(duì)教練組。
幾乎同樣的時(shí)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(duì)比分析，他與團(tuán)隊(duì)最近設(shè)計(jì)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(yàn)證，最終提供給專業(yè)競技隊(duì)伍,。
真的如此緊迫嗎,？“時(shí)不我待,！”吳迎回答。
冰刀一毫米的設(shè)計(jì)差異關(guān)乎普通愛好者在冰上的安全和健康,；體能分析報(bào)告一丁點(diǎn)的誤差可能影響專業(yè)運(yùn)動(dòng)團(tuán)隊(duì)的參賽策略,。很多冰雪運(yùn)動(dòng)科技工作者常年在實(shí)驗(yàn)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,。”
一切努力,，只為了“三億人上冰雪”,，一個(gè)美好的愿望，一聲豪邁的號(hào)召,。
在看不見的競技場(chǎng)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(gè)周期,，如今是第四年,，我們?cè)跊_刺?！眳怯瓗ьI(lǐng)的復(fù)合型科研醫(yī)療團(tuán)隊(duì),，深耕運(yùn)動(dòng)人體科學(xué)、運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練學(xué),、運(yùn)動(dòng)營養(yǎng)學(xué)、運(yùn)動(dòng)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(duì)的訓(xùn)練負(fù)荷、營養(yǎng)補(bǔ)充和競賽情報(bào)等方面的科研工作,，都由他們負(fù)責(zé),。
“當(dāng)前很多運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)員在拼,，服務(wù)運(yùn)動(dòng)員的科研工作者也在拼,。這些天，運(yùn)動(dòng)員身體和競技狀態(tài)的數(shù)據(jù)幾乎每天都會(huì)從北歐傳回國內(nèi),，吳迎要第一時(shí)間完成完整的分析報(bào)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(duì)參賽,。兩地有時(shí)差,，我們就從晚上9點(diǎn)開始工作，一直忙到凌晨3點(diǎn),?！痹诩視r(shí)，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(shí)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(duì)遠(yuǎn)征的吳迎,，隔離在歐洲。
不能外出,，訓(xùn)練受限,，隊(duì)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(cè)設(shè)備無法使用,，運(yùn)動(dòng)員體能的評(píng)估和恢復(fù)工作無法進(jìn)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(tuán)隊(duì)不能進(jìn)場(chǎng)?！皼]有機(jī)會(huì),，我們就自己創(chuàng)造機(jī)會(huì)。”吳迎帶著團(tuán)隊(duì)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(chǎng)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(duì)成員提前出發(fā)，蹚著積雪一點(diǎn)一點(diǎn)往山上摸索,，只為找到一個(gè)視野好的高地,，能更多地拍攝到運(yùn)動(dòng)員的狀況。
“危險(xiǎn),，但非常時(shí)期,，要敢拼?！笨蒲袌F(tuán)隊(duì)的拼勁絲毫不遜于賽場(chǎng)上的運(yùn)動(dòng)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\(yùn)動(dòng)員達(dá)到營養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn),，科研團(tuán)變身“采購團(tuán)”，每個(gè)星期“全副武裝”地去大采購一次,，回酒店給運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)員的健康,。”吳迎說,，“成績是冰雪運(yùn)動(dòng)發(fā)展的重要元素，但是,，人,，才是冰雪運(yùn)動(dòng)的根?！?/p>
團(tuán)隊(duì)成員告訴他,，得知科研團(tuán)隊(duì)為了采集數(shù)據(jù)去冒險(xiǎn)爬野山，一名運(yùn)動(dòng)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(chǎng),，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(duì)測(cè)量雪場(chǎng)數(shù)據(jù),。
溫度過低，無人機(jī)無法使用,，團(tuán)隊(duì)成員只好抱著激光雷達(dá)一段一段測(cè)量,。男生搬設(shè)備，女生記錄,，掃描完一個(gè)點(diǎn),，再前進(jìn)到下一個(gè)點(diǎn)。團(tuán)隊(duì)在雪場(chǎng)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(huì)凍住”,。
這個(gè)由5名老師,、10名學(xué)生組成的團(tuán)隊(duì)，要給冰雪運(yùn)動(dòng)的教練員造一雙精巧的“千里眼”,。
“越野滑雪等項(xiàng)目的場(chǎng)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(yùn)動(dòng)員在哪里,。”張海洋解釋,，對(duì)于諸如高山滑雪運(yùn)動(dòng)員過旗門時(shí)雪板和旗門的相對(duì)位置,、雪車雪橇入彎道的角度等技術(shù)要點(diǎn)，團(tuán)隊(duì)運(yùn)用無人機(jī),、激光雷達(dá)掃描雪場(chǎng),，然后從雪場(chǎng)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(shí)時(shí)顯示運(yùn)動(dòng)員的信息,，提供給教練作為參考,。
“無論何時(shí)，只要運(yùn)動(dòng)隊(duì)需要,，我們就研發(fā),。”張海洋介紹,，每個(gè)項(xiàng)目都有自己的技術(shù)特點(diǎn),，要圍繞教練員,、運(yùn)動(dòng)員的實(shí)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(yùn)動(dòng)員練習(xí)機(jī)會(huì)有限,，有時(shí)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(duì)前進(jìn)的“攔路虎”?！把┥线\(yùn)動(dòng)速度快,，有的運(yùn)動(dòng)員時(shí)速可達(dá)140公里，可能一幀就到幾米外了,，很難實(shí)現(xiàn)定位,。”張海洋說,，反復(fù)試驗(yàn)后,，團(tuán)隊(duì)借助高精度的影像技術(shù)、高幀頻發(fā)射機(jī),，運(yùn)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(yùn)動(dòng)員身上的發(fā)射器接收信號(hào),，但雪場(chǎng)有樹木、山峰的遮擋,，運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)員的位置信息可以通過帶有5G模塊的傳感器實(shí)時(shí)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(diǎn)坡度等數(shù)據(jù)，都可以迅速計(jì)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(jí),，仿真性也好，未來運(yùn)動(dòng)員在室內(nèi),、非雪季也可以‘全效’訓(xùn)練了,。”張海洋說,，冰雪運(yùn)動(dòng)每增加一點(diǎn)科技元素,，科研工作者就多一份榮耀。
在小小冰刀上實(shí)現(xiàn)大夢(mèng)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(shí)驗(yàn)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(duì)于鄭小杰來說，它還承載著三代冰刀人的夢(mèng)——“讓咱們國家的運(yùn)動(dòng)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(hào)——“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〗芴寡裕霸蹅儑译m然速滑成績很好,，但相當(dāng)長的時(shí)期內(nèi),，很多運(yùn)動(dòng)員穿的是進(jìn)口品牌?！?/p>
“人穿冰鞋在冰面滑行,，涵蓋的技術(shù)看似簡單，實(shí)則大有學(xué)問,?！编嵭〗芙忉?，設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)、制作精度,、材料性能等方面,，絲毫的差異，對(duì)使用者的安全,、滑行速度的影響都很大,。
“更何況，賽級(jí)冰刀對(duì)材料要求極高,?！彼榻B，發(fā)力時(shí),，冰刀要產(chǎn)生形變,；抬腿時(shí)，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(diǎn),。
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(duì)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(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“科技冬奧”項(xiàng)目，其中一項(xiàng)就是冰刀設(shè)計(jì),。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(duì),，科研力量得到空前加強(qiáng),。
在大量的調(diào)研和反復(fù)的實(shí)驗(yàn)中，團(tuán)隊(duì)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(chǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作,，獲取冰鞋式樣的創(chuàng)新,；團(tuán)隊(duì)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(gè)運(yùn)動(dòng)隊(duì)試用,。
“幾乎每個(gè)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(duì)成員熬了多少夜,、做了多少回實(shí)驗(yàn)，但他清楚地記得運(yùn)動(dòng)員和普通冰雪愛好者提出的每一條反饋建議,。
他說，是因?yàn)檎曔@些建議和挑戰(zhàn)困難的勇氣,，讓他和團(tuán)隊(duì)成員在小小冰刀上,，實(shí)現(xiàn)了建功冰雪運(yùn)動(dòng)的夢(mèng)想。
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