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看看冬奥会的黑科技

文章来源:沈阳电脑维修回收网 更新时间:2022-02-16 10:37:20 浏览量:

冬奥会的赛场上

中国健儿正奋勇拼搏,屡创佳绩

赛场外,从冬奥前的火炬制作

到冬奥中的气象播报

从滑雪机器人

到运动员的动作技术分析系统

冬奥“黑科技”无处不在

东华大学科研团队:

让冬奥会火炬真正“飞扬”起来

冬奥会火炬“飞扬”一经亮相就吸睛无数。作为火炬重要部分外飘带(外壳)的关键制造技术提供方,东华大学孙以泽团队揭开了“小”火炬背后蕴藏的“大”学问。

孙以泽说,火炬外飘带灵动且优美,但由于它是变径、变曲率的,上下不一般粗,曲面厚薄也不一致,传统制造工艺无法实现。

为了让这些碳纤维复合材料在编织过程中“乖乖听话”,同时在工业生产中立体还原外飘带柔美飘逸的感觉,孙以泽带领团队研究控制算法、奇妙机构、变轨技术等,从理论推导到实验验证再到生产实践,反复调试。他们发明了所谓“偏心”编织的方法,解决了大曲率、变密度编织难题;原创了双机器人协同夹持芯模控制算法,保证大尺寸异形结构件编织在复杂受力状态下的动力学性能最优;研发了单纱张力全流程数字化调控技术,实现了恒张力精确编织;研发了高维曲面自动打磨的技能作业机器人系统。最终,实现了火炬外飘带的三维自动化立体编织和自动化打磨,项目技术不仅填补了国内空白,在国际上也处于领先地位。

 

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孙以泽教授团队摄

“五面裸眼3D”制造冰立方

对于许多观众来说,五环的出现一定是印象最深的场景之一。

空中的一滴水墨凝结成冰,一块冰立方从地下升起。24道激光在冰立方上重现了24届冬奥会,随着6个冰球运动员快速击打,激光开始雕刻冰立方,最终冰五环从冰块中升起。

其中,“‘雕刻’的视觉是在激光与冰立方3D视效的结合下产生的”,上升又降落的冰立方,则使用了三维数字装置,借助五面裸眼3D效果实现。为了实现激光和光影互动,视效团队做了两万多张效果图,还“开发了一套编程程序,能把每一秒的视频信息变成点位信息,这样激光就能围绕五环进行转动。”

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AI气象主播助力科技冬奥

与夏奥会不同,冬奥会的大量赛事在室外山区举行,其赛程安排、赛事举办、观赛服务等,都与气象条件密切相关。

本届冬奥会开幕前半个月,一位兢兢业业的AI虚拟主播已悄然上岗,鲜为人知的是,名叫冯小殊的他,其实是由中国气象局华风气象传媒集团联合小冰公司共同创造、诞生于小冰框架的AI虚拟气象主播。

冯小殊以“中国天气”主持人冯殊为训练目标,依托小冰框架数字孪生虚拟人技术构建而成。结合小冰深度神经网络渲染技术及小样本学习技术,冯小殊包括面容、表情、肢体动作在内的整体自然度已提升至与真人难以分辨的程度,而训练周期仅为一周。在语音专家模型、嘴型专家模型及人脸渲染专家模型的训练下,冯小殊准确学习了冯殊本人的嘴部动作、眼部及脸部肌肉之间的协同关系,最终呈现出自然、逼真的效果。

 

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上海交通大学:智慧助力冰雪盛典

在本届冬奥会的筹备中,上海交通大学通过自主研发硬核科技,倾情演绎传统文化,助力冬奥会顺利举行。

在“科技冬奥”的号召下,上海交通大学高峰教授领衔的上海交通大学机械与动力工程学院和电子信息与电气工程学院组成的足式机器人研究团队,设计研发了六足滑雪机器人,获得科技部国家重点研发计划“科技冬奥”重点专项支持。它不仅能高速滑雪,还能自己规划最优路线;并通过无线远程人机交互控制,在真实的滑雪环境中穿行滑雪人群。研究团队在机器人性能操控、感知规划等关键算法设计上取得了创新突破,自主完成了从机构设计、系统框架、稳定控制到智能感知、自主规划等一系列环节的关键核心技术研发,最终使滑雪机器人集人机交互、环境感知、轨迹规划、智能决策和稳定控制于一体。

 

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上海体育学院:

通过生物力学分析优化运动员动作控制

基于高速摄影摄像的三维动作捕捉生物力学技术分析,是一项应用较为广泛的高科技训练辅助系统,它通过对运动员所做动作进行定量分析,以此为基础,对训练提出改进建议。如跳台所在的室外往往伴随有季风、低温和高湿等干扰因素,同时跳台滑雪运动速度极高、过程时间短,对设备的采样速度等关键指标也提出了较高要求。另外,运动参数采集时需要非接触性的设备,以减少对运动员自身训练的干扰,以免影响运动员的发挥。

为此,上海体育学院的“科技冬奥”团队在科技部国家重点研发计划“科技冬奥”重点专项的支持下,融合数字视频识别的人工智能技术、基于微型可穿戴的超宽带精准定位技术和加速度传感技术等多项高科技手段,开发了一套跳台滑雪动作技术分析与反馈生物力学系统,能采集从助滑、起跳、腾空飞行到落地全过程的速度和位移信息。

 

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“上海科技”出品,转载请注明来源

作者:陶婷婷 朱一超 陈怡 王阳 王毅俊

原标题:《原来冬奥会中还藏着这些“黑科技”!快来看→》

 


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