倒計(jì)時(shí)100天！冬奧中的北理工智慧
發(fā)布日期：2021-10-28 供稿：黨委宣傳部 攝影：各單位
編輯：吳楠 審核：藺偉 閱讀次數(shù)：【編者按】2021年是中國(guó)共產(chǎn)黨成立100周年,，是實(shí)施“十四五”規(guī)劃,、開啟全面建設(shè)社會(huì)主義現(xiàn)代化國(guó)家新征程的第一年,。在全黨開展黨史學(xué)習(xí)教育之際,，黨委宣傳部特別推出“永遠(yuǎn)跟黨走,、奮進(jìn)新征程”專題報(bào)道,，全面展現(xiàn)學(xué)校加強(qiáng)黨的領(lǐng)導(dǎo)黨的建設(shè)取得的成績(jī),，生動(dòng)講好北理工人的奮斗故事,，廣泛凝聚學(xué)校事業(yè)發(fā)展的磅礴力量,，以優(yōu)異成績(jī)迎接中國(guó)共產(chǎn)黨百年華誕,。
在2022年北京冬奧會(huì)沖刺攻堅(jiān)的關(guān)鍵時(shí)刻，一批批北理工人勇攀高峰，傳遞著北理工的時(shí)代擔(dān)當(dāng),。在服務(wù)科技冬奧的征程上,，從未停止過探索的腳步；在踐行志愿服務(wù)中,，為冬奧盛會(huì)貢獻(xiàn)北理工的青春力量,。
“精確到肌肉”的智能訓(xùn)練管理系統(tǒng)
單板大跳臺(tái)運(yùn)動(dòng)員起跳扭矩分析
高山滑雪如何快速繞過旗門？越野滑雪用什么姿態(tài)最省力,？跳臺(tái)滑雪用何種姿勢(shì)起跳最好,？速度滑冰如何訓(xùn)練過彎道技術(shù)？北理工宇航學(xué)院霍波教授帶領(lǐng)的人體運(yùn)動(dòng)力學(xué)團(tuán)隊(duì)針對(duì)高山滑雪,、越野滑雪,、跳臺(tái)滑雪、速度滑冰等4類冬季運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目,，基于三維動(dòng)作捕捉和自動(dòng)識(shí)別技術(shù),、空氣動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)和模擬技術(shù)、生理傳感器技術(shù),、肌骨動(dòng)力學(xué)分析技術(shù)等研發(fā)了“冬季項(xiàng)目智能訓(xùn)練管理系統(tǒng)”,。
該系統(tǒng)為運(yùn)動(dòng)員提供個(gè)性化、智能化訓(xùn)練方案,，可以實(shí)時(shí)采集不同運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目下運(yùn)動(dòng)員的三維姿態(tài)參數(shù)以及該動(dòng)作下所產(chǎn)生的地面反作用力,、空氣阻力等，形成該運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù),，為后續(xù)的運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)分析及訓(xùn)練方案的制訂提供支持,。
在該項(xiàng)科技的助力下，教練員與運(yùn)動(dòng)員得以更直觀,、更科學(xué)的方式深入了解運(yùn)動(dòng)員全過程運(yùn)動(dòng)狀態(tài),，并通過對(duì)比每次得出的分析報(bào)告，持續(xù)調(diào)整運(yùn)動(dòng)姿勢(shì)和發(fā)力方式等,，幫助運(yùn)動(dòng)員探索個(gè)體“最優(yōu)解”,，不斷提升訓(xùn)練成績(jī)。完成服務(wù)冬奧訓(xùn)練的使命后,，該系統(tǒng)將應(yīng)用于人體康復(fù)訓(xùn)練,、大眾健康輔助、科研科普等場(chǎng)景,。
為“平安冬奧”筑牢“生命線”
燃?xì)夤芫W(wǎng)連接千家萬戶,，一旦發(fā)生燃?xì)庑孤桓鶡燁^,、甚至是汽車經(jīng)過時(shí)輪胎擦出的火花都有可能會(huì)導(dǎo)致火災(zāi),，甚至是爆炸事故,。冬奧會(huì)期間，受賽事影響,，人車流量變化劇烈對(duì)燃?xì)夤芫W(wǎng)的安全管控提出了更高要求,。
從2018年起,，北理工機(jī)電學(xué)院袁夢(mèng)琦教授團(tuán)隊(duì)牽頭開展了“十三五”國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃課題“生命線系統(tǒng)運(yùn)行設(shè)施風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別與評(píng)估技術(shù)”研究,，為保障冬奧會(huì)順利進(jìn)行提供風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及解決方案。袁夢(mèng)琦團(tuán)隊(duì)承擔(dān)的冬奧會(huì)“生命線耦合動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估”技術(shù)研究,，最大的難點(diǎn)在于要同時(shí)考慮各管網(wǎng)之間的復(fù)雜聯(lián)結(jié)造成的影響,。例如當(dāng)城市電力受到損害時(shí)，燃?xì)夤芫W(wǎng)的調(diào)壓系統(tǒng)就會(huì)受到影響,，會(huì)造成城市給水系統(tǒng),、交通系統(tǒng)等系列管網(wǎng)的連鎖事故，需找到關(guān)聯(lián)關(guān)系之后進(jìn)行建模,，給出定量分析與解決方案,。
團(tuán)隊(duì)還需實(shí)現(xiàn)多學(xué)科的交叉運(yùn)用，綜合考慮突發(fā)事件,、承災(zāi)載體,、應(yīng)急管理、社會(huì)影響,、管網(wǎng)建設(shè)年限等因素,。該團(tuán)隊(duì)還設(shè)計(jì)了包含4層級(jí)、192個(gè)風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)的復(fù)雜系統(tǒng)模型,，形成了一套針對(duì)冬奧會(huì)期間的生命線系統(tǒng)耦合風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估體系,。目前，這一研究成果已通過了冬奧會(huì)專家組的考核,，并已在部分冬奧場(chǎng)館周邊開展了風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,。
讓“全民冰雪”成為“平安冰雪”
反映體段個(gè)體特征的生物力學(xué)智能假人示意圖
為了降低賽場(chǎng)上冰雪運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)損傷，也為了能讓更多人享受冰雪運(yùn)動(dòng)的樂趣,，用科技手段助力實(shí)現(xiàn)“三億人參與冰雪運(yùn)動(dòng)”的目標(biāo),，北京理工大學(xué)宇航學(xué)院胡更開教授團(tuán)隊(duì)從2020年底開始，依托宇航學(xué)院力學(xué)和飛行器設(shè)計(jì)兩大傳統(tǒng)學(xué)科優(yōu)勢(shì),，牽頭承擔(dān)了科技部國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“科技冬奧”專項(xiàng)項(xiàng)目中的“穿戴式冰雪運(yùn)動(dòng)裝備運(yùn)動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)關(guān)鍵參數(shù)測(cè)試技術(shù)及設(shè)備研發(fā)”課題,。該課題通過研發(fā)能夠反映個(gè)性化人體體段特征的生物力學(xué)智能假人和測(cè)試技術(shù)，對(duì)冬季運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目中的典型危險(xiǎn)時(shí)刻進(jìn)行還原,，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同穿戴式冰雪運(yùn)動(dòng)裝備運(yùn)動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)的定量評(píng)估,。
團(tuán)隊(duì)對(duì)8名冰雪項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員和6名不同身材的普通人員進(jìn)行了醫(yī)學(xué)核磁共振掃描，針對(duì)每個(gè)個(gè)體收集了近1000張斷層掃描圖像,，并通過在假人身上安裝了約40個(gè)傳感器,，利用高動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)體姿態(tài)測(cè)控這一傳統(tǒng)領(lǐng)域技術(shù)優(yōu)勢(shì)，構(gòu)成了一套復(fù)雜的數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)，以測(cè)量假人14個(gè)體段的運(yùn)動(dòng)特性,。
目前,，我國(guó)尚沒有一套完善的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)體系，核心技術(shù)和測(cè)試標(biāo)準(zhǔn),，大多掌握在外國(guó)人手中,，冰雪運(yùn)動(dòng)裝備主要依賴進(jìn)口。該研發(fā)成果將形成一套適合中國(guó)國(guó)情并與國(guó)際互認(rèn)的產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn),，突破冰雪運(yùn)動(dòng)裝備產(chǎn)業(yè)“卡脖子”技術(shù),。
讓大冰場(chǎng)玩起“快閃”
要做好冰雪運(yùn)動(dòng)的推廣，離不開高科技含量的技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)品研發(fā),。宇航學(xué)院教師朱睿牽頭開展了“移動(dòng)式可拆裝人工制冷冰場(chǎng)的關(guān)鍵技術(shù)”研究工作,。
團(tuán)隊(duì)制造了許多1米×6米的冰板，冰板內(nèi)部裝置溫度,、濕度等傳感器裝置,。由這樣“小身材”冰板組裝的冰場(chǎng)，既能實(shí)現(xiàn)不同面積場(chǎng)館快速搭建的目標(biāo),，又能實(shí)現(xiàn)全時(shí)全方位冰場(chǎng)監(jiān)控與智慧管理,。目前，團(tuán)隊(duì)與華熙冰雪合作,，可實(shí)現(xiàn)46小時(shí)內(nèi)完成一塊30米×60米的標(biāo)準(zhǔn)移動(dòng)式可拆裝人工制冷冰場(chǎng)的搭建,，使用壽命可超過10年，冰場(chǎng)回收再利用率達(dá)到98%以上,，適用于速滑等5種以上冰上運(yùn)動(dòng),。
“永不消逝”的冰雪
由于冰雪受高溫易融化，這將會(huì)阻礙冰雪運(yùn)動(dòng)在地域,、時(shí)間上的普及,，阻礙冰雪產(chǎn)業(yè)與科技、文化,、歷史的融合,，急需研發(fā)出新的不融化的冰雪材料。
為了解決這一問題,，北京理工大學(xué)宇航學(xué)院張凱教授指導(dǎo)的學(xué)生凝膠冰雪團(tuán)隊(duì)成功研發(fā)了一種不融化的凝膠冰雪材料,。該新型冰雪材料具有自然冰雪的視感和觸感、生物相容性好,、成本低廉,、可重復(fù)利用等眾多優(yōu)勢(shì)。團(tuán)隊(duì)擁有調(diào)控微觀結(jié)構(gòu)鎖住水分子,、組分調(diào)控打造“超韌性”凝膠冰雪兩大關(guān)鍵技術(shù),，形成了冰板冰墻,、凝膠冰畫、冰雪主題咖啡廳用品和裝飾紀(jì)念品四大類產(chǎn)品,。2021年5月,，該項(xiàng)目獲得了第十一屆“挑戰(zhàn)杯”首都大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽“科技冬奧”專項(xiàng)賽特等獎(jiǎng)。
凝膠冰雪產(chǎn)品將用于中國(guó)科學(xué)技術(shù)館舉辦的2022冬奧主題展覽,、地方性展覽及全國(guó)巡回展覽,，實(shí)現(xiàn)在場(chǎng)館裝飾、互動(dòng)場(chǎng)地,、冰雪文創(chuàng)等多方面的技術(shù)創(chuàng)新和應(yīng)用推廣,。
火炬“飛揚(yáng)”背后的北理工人
2022年冬奧會(huì)“飛揚(yáng)”火炬
奧運(yùn)火炬的發(fā)布是每屆奧運(yùn)會(huì)的高光時(shí)刻,，火炬既象征著永恒的奧運(yùn)精神,，也是每一屆奧運(yùn)會(huì)理念和主辦國(guó)文化的集中體現(xiàn)。2022年冬奧會(huì)“飛揚(yáng)”火炬完美承載了北京冬奧會(huì)的愿景和中國(guó)的文化底蘊(yùn),，國(guó)際奧委會(huì)更評(píng)價(jià)為：“是體育與文化,、藝術(shù)和科技的巧妙結(jié)合?！倍@支“飛揚(yáng)”火炬的完美設(shè)計(jì)背后凝聚了北京理工大學(xué)設(shè)計(jì)與藝術(shù)學(xué)院校友李劍葉及其主創(chuàng)團(tuán)隊(duì)的心血和汗水,。
“飛揚(yáng)”火炬，絲帶飄揚(yáng),，詮釋了一個(gè)更自信,、更現(xiàn)代、更進(jìn)步的中國(guó),。這是李劍葉和他的團(tuán)隊(duì)交給祖國(guó)的答卷,，更象征著每一位中國(guó)人傳遞出的奧林匹克中國(guó)力量。
冬奧中的青春力量
100天后,，北京冬奧會(huì)志愿者將亮相鳥巢,，北京理工大學(xué)學(xué)子將以最青春靚麗的風(fēng)貌、以最昂揚(yáng)向上的姿態(tài)迎接冬奧會(huì)的到來,。10月1日,，北理工冬奧志愿者團(tuán)體在冬奧會(huì)場(chǎng)館首鋼滑雪大跳臺(tái)組織開展的“五星紅旗，我為你自豪”主題教育活動(dòng),，該活動(dòng)被央視《新聞聯(lián)播》報(bào)道,。
自接到冬奧會(huì)服務(wù)保障任務(wù)以來，學(xué)校黨委高度重視,、精心部署,，建立專項(xiàng)工作組，選拔推薦通用志愿者儲(chǔ)備,、技術(shù)專業(yè)志愿者儲(chǔ)備,、禮儀志愿者儲(chǔ)備和城市志愿者候選人約250人,，選派約350名學(xué)生作為冬奧媒體轉(zhuǎn)播項(xiàng)目實(shí)習(xí)生，從思想引領(lǐng),、培訓(xùn)教育,、創(chuàng)新實(shí)踐、助力冰雪運(yùn)動(dòng)等方面高效有序開展各項(xiàng)工作,。
將思想政治教育貫穿服務(wù)保障任務(wù)全過程,。學(xué)校開展了形式多樣的主題教育和儀式教育，引領(lǐng)廣大師生服務(wù)國(guó)家重大戰(zhàn)略,，樹立成才報(bào)國(guó)的堅(jiān)定信念,。學(xué)校在首鋼滑雪大跳臺(tái)建立大學(xué)生思想政治教育實(shí)踐基地，邀請(qǐng)北京冬奧宣講團(tuán)入校,，舉辦專場(chǎng)報(bào)告會(huì)3場(chǎng),，開啟冬奧會(huì)館校對(duì)接深度合作。同時(shí),，學(xué)校還開展了“永遠(yuǎn)跟黨走,、奮進(jìn)新征程”主題教育活動(dòng)及“青力冬奧”系列活動(dòng)。
打造一支素質(zhì)高,、業(yè)務(wù)強(qiáng)的志愿者隊(duì)伍,。學(xué)校十分重視對(duì)志愿者隊(duì)伍的培訓(xùn)教育，堅(jiān)持“培訓(xùn)不合格不上崗”原則,，嚴(yán)格做好志愿者招募,、選拔、培訓(xùn)工作,。自志愿者招募儲(chǔ)備工作啟動(dòng)以來,，學(xué)校共計(jì)3834名師生參與報(bào)名。學(xué)校通過線上與線下相結(jié)合的方式,，開展思想教育,、疫情防控、心理健康,、應(yīng)急救護(hù),、志愿禮儀、扶殘助殘等專題培訓(xùn),，確保全體志愿者儲(chǔ)備人員完成培訓(xùn)要求,。
在服務(wù)保障冬奧會(huì)中提升創(chuàng)新實(shí)踐能力。學(xué)校引領(lǐng)激勵(lì)廣大青年,，以志愿服務(wù)和專業(yè)特長(zhǎng)為北京冬奧會(huì),、冬殘奧會(huì)做貢獻(xiàn)、長(zhǎng)才干,。在暑期社會(huì)實(shí)踐中,，學(xué)校有131支實(shí)踐團(tuán)圍繞綠色,、科技、環(huán)保等主題,，開展“冬奧專題”創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng),。學(xué)校還組織儲(chǔ)備志愿者參加首鋼滑雪大跳臺(tái)場(chǎng)館全流程綜合演練、冬奧城市志愿者骨干訓(xùn)練營(yíng)等實(shí)踐鍛煉,，在“實(shí)戰(zhàn)演習(xí)”中提升志愿者綜合素養(yǎng),。
大力推廣冰雪運(yùn)動(dòng)營(yíng)造冬奧氛圍。學(xué)校積極推廣冰雪運(yùn)動(dòng)進(jìn)校園活動(dòng),，邀請(qǐng)了中國(guó)冰壺隊(duì)女隊(duì)前隊(duì)長(zhǎng)王冰玉,、花樣滑冰運(yùn)動(dòng)員張丹進(jìn)校開展冰雪運(yùn)動(dòng)講座，向同學(xué)們普及冬奧知識(shí),。學(xué)校大力推廣冰雪運(yùn)動(dòng),、營(yíng)造冬奧氛圍，讓全體師生積極參與冬奧,、共享冬奧,。
北理工人以高質(zhì)量的科技供給、高效率的成果轉(zhuǎn)化,、高質(zhì)量的志愿服務(wù)，為“科技冬奧,、智慧北京”不斷作出新貢獻(xiàn),，相關(guān)工作受到了媒體的廣泛關(guān)注。央視《新聞聯(lián)播》《光明日?qǐng)?bào)》,、新華社,、人民網(wǎng)、新華網(wǎng),、《科技日?qǐng)?bào)》等媒體進(jìn)行了廣泛報(bào)道,。
