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橡膠+芯片會是什么?解構(gòu)藏在足球里的芯技術(shù)和球場上的新科技

   2023-06-13 11990
核心提示:卡塔爾世界杯,爆出大冷門!沙特阿拉伯在下半場的5分鐘時間內(nèi)連入兩球,2-1逆轉(zhuǎn)、爆冷擊敗阿根廷!據(jù)FIFA世界杯官方微博,賽場上
卡塔爾世界杯,爆出大冷門!


沙特阿拉伯在下半場的5分鐘時間內(nèi)連入兩球,2-1逆轉(zhuǎn)、爆冷擊敗阿根廷!


據(jù)FIFA世界杯官方微博,賽場上,梅西點(diǎn)射破門,隨后阿根廷三個進(jìn)球被判無效,下半場沙特連進(jìn)兩球,最終逆轉(zhuǎn)阿根廷。


據(jù)新浪體育,這是亞洲球隊(duì)首勝,阿根廷則是1990年之后時隔32年再次在世界杯首秀中失利。


評論區(qū)沸騰之余,也有網(wǎng)友注意到:梅西腳下的這枚足球,安裝了芯片。



(圖為:Al Rihla內(nèi)置球“芯”;圖片來源:Adidas官網(wǎng))


阿根廷的失利不是本屆世界杯第一次出人意料。在昨天,東道主卡塔爾對陣厄瓜多爾的揭幕戰(zhàn)剛剛開始3分鐘,第一個爭議判罰就出現(xiàn)了。一只腳形成的越位,科技最終證明了判罰的精確。


一只裝載了高速芯片的高科技足球讓賽場上判罰權(quán)限由綠茵場逐漸轉(zhuǎn)移向屏幕前。世界杯上的黑科技,中東土豪不只在沙漠中砸出了一片綠洲,也改變了世界杯的賽場生態(tài)。在人們感嘆“足球的盡頭竟是芯片”之時,其實(shí)每一屆世界杯都有創(chuàng)新技術(shù)和現(xiàn)代科技加持,各種傳感器、人工智能、先進(jìn)技術(shù)等“黑科技”都讓賽事變得更加震撼有趣。


今年的卡塔爾世界杯又有什么“科技感十足”的先進(jìn)技術(shù)?讓我們一起來看一看。


1、內(nèi)置中央“芯片”  精準(zhǔn)記錄足球運(yùn)動數(shù)據(jù)


不斷滾動的足球是綠茵場上的目光焦點(diǎn),但很少有人會注意到小小的足球本身也很有故事。


世界杯早期的比賽用球都是用真皮制成,此前數(shù)百年一直如此。真皮足球外層是皮革,內(nèi)層是一圈橡膠,球很重不說,還有一個很大的問題是吸水。1872年,英國足球協(xié)會制定的足球標(biāo)準(zhǔn)中,提到重量時需要特地加上前提“比賽開始的時候”——因?yàn)樵诒荣愡^程中,皮球吸水后重量可能翻一番。


吸水問題的技術(shù)突破一直到1982年才解決。從1970年開始,世界杯的比賽用球有了固定的生產(chǎn)商:阿迪達(dá)斯。阿迪達(dá)斯在設(shè)計制作1982年的世界杯用球時采用了當(dāng)時最新的防水密封接縫技術(shù),顯著降低了吸水性。這是最后一款使用真皮制作的世界杯足球。


此后,足球材質(zhì)逐漸升級,1986年使用了聚氨酯合成材料,1998年使用了新型復(fù)合泡沫材料,到了2014年,工藝已經(jīng)變得極為復(fù)雜,用的復(fù)合材料有6層之多:聚氨酯皮面表層、防止水分蔓延的閉孔發(fā)泡塑料層、幫助足球迅速恢復(fù)原狀的表層纖維增強(qiáng)層、增加彈性的開孔發(fā)泡塑料層、承受最大壓力的第五層和充滿空氣的內(nèi)膽。


時間來到2018年俄羅斯世界杯,這屆世界杯比賽用球的科技含量已經(jīng)超出了足球本身,首次在足球里內(nèi)置了NFC芯片,可以記錄運(yùn)動軌跡、球員射門等比賽細(xì)節(jié)。


而在2022年卡塔爾世界杯上,比賽用球延續(xù)了內(nèi)置芯片,并且進(jìn)一步升級迭代,實(shí)時收集高精度的足球運(yùn)動數(shù)據(jù),以每秒500次的頻率發(fā)送數(shù)據(jù),交由人工智能系統(tǒng)進(jìn)行整合分析,一旦檢測到越位等犯規(guī),數(shù)據(jù)將發(fā)送給視頻助理裁判(VAR),幫助主裁判作出合理、公正、準(zhǔn)確的決定。


卡塔爾世界杯引入的“逐夢之旅”(Al Rihla,阿拉伯語意為“旅途”),這是一種全新的革命性足球。




內(nèi)置的芯片和懸掛系統(tǒng) ©阿迪達(dá)斯官網(wǎng)


據(jù)了解,“逐夢之旅”配備了阿迪達(dá)斯懸掛系統(tǒng),其中包含一個慣性測量單元(IMU)傳感器,可檢測到嚴(yán)重的越位事件。該傳感器位于球的中心,每秒鐘可將球的數(shù)據(jù)發(fā)送到視頻操作室500次,從而可非常精確地檢測踢球點(diǎn),并收集高精度的球運(yùn)動數(shù)據(jù)發(fā)送給裁判端。


深圳集成電路產(chǎn)業(yè)協(xié)會秘書長趙瀅表示,這個內(nèi)置傳感器所采用的技術(shù)是MEMS(微電子機(jī)械系統(tǒng))?!盎贛EMS技術(shù)可以做出各種加速度計、光學(xué)傳感器、壓力傳感器、陀螺儀、濕度傳感器、氣體傳感器”。


類似的技術(shù)實(shí)際上在籃球、網(wǎng)球等運(yùn)動中早有應(yīng)有,但這還是第一次被用在足球上。CTR-CORE的技術(shù)原理類似陀螺儀的芯片,可以充分記錄足球的初始速度、運(yùn)行速度、運(yùn)動角度等數(shù)據(jù)。尤其是足球作為一項(xiàng)對抗極為激烈的運(yùn)動項(xiàng)目,如何讓芯片具備更好的穩(wěn)定性和記錄運(yùn)動軌跡的精準(zhǔn)性,技術(shù)難度并不小。


2、半自動越位技術(shù):更智能的“裁判”


半自動越位識別技術(shù)(SAOT)在足壇已經(jīng)經(jīng)受了一定的實(shí)戰(zhàn)檢驗(yàn),在去年于卡塔爾舉辦的阿拉伯比賽上,這項(xiàng)技術(shù)就投入了應(yīng)用,隨后又被引進(jìn)了歐洲超級杯和歐冠比賽。不過這項(xiàng)技術(shù)被正式應(yīng)用到世界杯賽場,這還是足壇歷史上的第一次。


SAOT攝像頭和傳感器捕捉信號畫面 © HYPEBEAST


SAOT作為視頻助理裁判技術(shù)(VAR)的延伸,除了減少有爭議的越位判決,也能縮短判決時間。每座球場頂部將設(shè)置12臺特制攝像機(jī),以每秒50次的頻率發(fā)送數(shù)據(jù),收集最多29個數(shù)據(jù)點(diǎn)的數(shù)據(jù),并生成3D動畫圖像,實(shí)時判斷球員有否涉及越位。


相比此前用視頻回放+人工輔助的方式來判斷越位,SAOT系統(tǒng)無疑能做到不借助人工的幫助,就精確判斷球員越位與否。


3、球場降溫技術(shù),智能又舒適


卡塔爾世界杯的球館也更加舒適和智能。雖然現(xiàn)在是11月份,但卡塔爾的氣溫依然有可能達(dá)到25—30℃左右。為了給運(yùn)動員和球迷提供更舒適的比賽和觀賽環(huán)境,球館采用先進(jìn)的冷卻技術(shù),配合可伸縮的球館頂棚,讓溫度可以保持在18~24℃。


體育場附近將有一個能源中心,從那里將冷水通過管道輸送到場館。足球場地四周以及觀眾席下部都安裝有通風(fēng)口,比賽期間,冷風(fēng)會源源不斷地從通風(fēng)口推送到場地和觀眾區(qū)。


這個系統(tǒng)主要利用太陽能轉(zhuǎn)化的熱能制冷,冷空氣通過管道循環(huán)至整個球場。該技術(shù)是首次使用。本屆世界杯的8個體育場中,有7個采用了先進(jìn)的冷卻技術(shù),以保持體育場內(nèi)涼爽宜人。


4、可持續(xù)利用的體育場


作為2022年世界杯的場館之一的974體育場,可能在世界杯之后就“不復(fù)存在”了。


這是因?yàn)?74體育場是世界杯歷史上第一個完全可拆卸的體育場。這個體育館使用集裝箱和模塊化鋼架搭建,其中974就代表著這個體育館用了974個可回收的集裝箱。


5、科技人文關(guān)懷濃厚,讓所有人體驗(yàn)賽事的輔助技術(shù)


卡塔爾世界杯的人文關(guān)懷也十分濃厚,其采用了Bonocle、Feelix Palm、感官觀賽室等體驗(yàn)感極佳的輔助技術(shù)。


Bonocle:世界上第一個盲文娛樂平臺,可以為視障人士提供了訪問數(shù)字內(nèi)容的所有輔助技術(shù),使他們也能像其他人一樣盡享賽事。


Feelix Palm技術(shù):使用電脈沖,通過觸覺手掌通信器向視障者傳遞類似盲文的信息,但不會限制他們的身體運(yùn)動或聽力。


感官觀賽室:可以為患有自閉癥或感官處理問題的年輕人提供安全和平靜的空間,幫助他們在舒適的環(huán)境中享受比賽樂趣。


6、用于醫(yī)療援助的可穿戴設(shè)備


黑科技“黑色背心”


這件有點(diǎn)酷的黑色背心,是一款可穿戴電子設(shè)備,這些球衣通過藍(lán)牙工作,能夠?qū)z測到的數(shù)據(jù)發(fā)送到基站,以便實(shí)時監(jiān)控穿戴者的生命體征。其設(shè)計的初心是希望開發(fā)一系列可穿戴電子設(shè)備,避免醫(yī)療緊急情況。


7、便利的數(shù)字設(shè)施和APP


賽事組織者希望確保觀眾始終保持通信暢通。所有場地周邊都配備有一種ElPalm涼亭,它帶有太陽能電池板供電的風(fēng)力渦輪機(jī),不僅可為球迷提供遮蔭,還可為他們提供USB充電座和WiFi接入。


多哈周圍的一系列傳感器則將提供實(shí)時信息,幫助球迷往返體育場館。出租車、停車場、地鐵系統(tǒng)和場館出入口的交通信息,都將通過定制的App即時推送,還可以實(shí)現(xiàn)在場館室內(nèi)的輕松導(dǎo)航。


除了球迷,參加世界杯的運(yùn)動員也將能夠通過一款應(yīng)用程序(FIFA Player App)深入了解他們的場上表現(xiàn)。每場比賽后,每位球員都可以登錄App查看自己在賽場上的表現(xiàn)及其他數(shù)據(jù)。


此外,卡塔爾首都多哈周圍的一系列傳感器將提供實(shí)時信息,幫助球迷往返體育場館。出租車、停車場、地鐵系統(tǒng)和場館出入口的交通信息,都將通過定制的App即時推送,還可以實(shí)現(xiàn)在場館室內(nèi)的輕松導(dǎo)航。


8、綠色交通應(yīng)用廣泛


卡塔爾公開表示,將以打造一場“碳中和”賽事為目標(biāo)。交通運(yùn)輸方面的綠色、低碳元素十分顯眼。


卡塔爾倡導(dǎo)公眾綠色出行,公交無疑是首選。1500輛左右中國客車為賽事提供服務(wù)保障,其中包括888輛純電動客車。


2020年,中國宇通公司生產(chǎn)用車成功中標(biāo)卡塔爾世界杯服務(wù)用車項(xiàng)目,加上后續(xù)訂單,卡方從中國進(jìn)口了1500臺客車。其中,包括888臺純電動客車,這些電車承擔(dān)起接駁球迷、國際足聯(lián)官員、媒體記者到球場的任務(wù)。


“這是國際大型體育賽事首次大批量引入中國新能源客車,也是純電動客車首次作為主力服務(wù)世界杯賽事,可以說,中國的新能源技術(shù)得到了世界認(rèn)可?!庇钔蛙嚳ㄋ柗?wù)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人甘紹營自豪地說。


在卡塔爾開車,要經(jīng)受炎熱干燥、強(qiáng)風(fēng)多沙的考驗(yàn),對車輛性能提出了嚴(yán)苛要求,中國企業(yè)對此進(jìn)行了充滿智慧的“量身定制”。


針對多風(fēng)沙的天氣,團(tuán)隊(duì)在整車密封、底盤防護(hù)上下足了功夫。純電動車的電機(jī)配備了泥沙防護(hù)結(jié)構(gòu),以提升電機(jī)對坑洼、砂石路面的適應(yīng),確保電機(jī)安全。


動力電池采用液冷系統(tǒng),在運(yùn)行和充電中,可將電池溫度控制在不超過45℃的理想范圍內(nèi),這讓全生命周期內(nèi)的電池容量衰減降低了10%,電池?fù)碛辛烁L續(xù)航能力。


車內(nèi)的空調(diào)采用智能溫控算法,可自動檢測、識別車內(nèi)外溫度變化,動態(tài)調(diào)整風(fēng)量,哪怕車外再熱,車內(nèi)依然涼爽。


“噪音小、上檔次”,這是乘坐過中國大巴的民眾、球迷的評價。


世界杯結(jié)束后,這些“中國制造”的純電動客車將成為卡塔爾公交的重要組成部分。


文章來源: 世界先進(jìn)制造技術(shù)論壇,metaPost,新華網(wǎng)
 
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