帥！這些冬奧“神器”，東大造！

今晚8：00

北京2022年冬奧會(huì)開(kāi)幕式

將在國(guó)家體育場(chǎng)舉行

一場(chǎng)冰雪盛宴

即將拉開(kāi)帷幕

冬奧加油東大有我

東大師生研發(fā)好多

“冬奧神器”

用科技助力冬奧會(huì)

為冬奧健兒們加油

“神器”都好帥！

快滑動(dòng)手指向下翻

讓我們來(lái)一探究竟吧！

1.“旱雪魔毯”

世界首創(chuàng)

滑行感覺(jué)、落地應(yīng)力

與真雪相似度達(dá)到90%以上

這套被冬奧健兒喻為“旱雪魔毯”的裝置由東北大學(xué)力學(xué)系攻關(guān)小組研發(fā)，已于去年夏季投入使用。旱雪著陸坡能高度仿真最為關(guān)鍵的落地環(huán)節(jié)，不僅解決了此前非雪季無(wú)法進(jìn)行著陸訓(xùn)練的難題，還大大提高了訓(xùn)練效率和質(zhì)量。

近千次實(shí)驗(yàn)

掌握“雪的力量”

東北大學(xué)力學(xué)系主任、博士生導(dǎo)師李東教授介紹，其小組負(fù)責(zé)的《多模式、高速?zèng)_擊過(guò)程旱雪著陸緩沖區(qū)域力學(xué)性能與結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究》課題是科技部重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“科技冬奧”重點(diǎn)專項(xiàng)《雪上優(yōu)勢(shì)、潛優(yōu)勢(shì)項(xiàng)目夏冬轉(zhuǎn)訓(xùn)融合關(guān)鍵技術(shù)》中的一部分，目的是研制出一種新型高仿雪復(fù)合結(jié)構(gòu)著陸緩沖區(qū)域，使運(yùn)動(dòng)員在落地過(guò)程中的感受與落在雪場(chǎng)坡面上的感覺(jué)十分接近。

2020年1月，攻關(guān)小組就開(kāi)始進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)，李東介紹說(shuō)：“為了拿到精準(zhǔn)數(shù)據(jù)，我們從沈陽(yáng)體育學(xué)院白清寨滑雪場(chǎng)的自由式滑雪空中技巧場(chǎng)地拉回了幾卡車人造雪，然后在大學(xué)的實(shí)驗(yàn)室里做人造雪壓縮實(shí)驗(yàn)�！�

實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)后，就是室外的“重錘實(shí)驗(yàn)”，掌握物體從高空落在雪上的受力情況。在掌握各種基礎(chǔ)數(shù)據(jù)后，開(kāi)始進(jìn)行1比1仿真假人的沖擊試驗(yàn)。為了掌握“雪的力量”，團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了近千次試驗(yàn)。

多單位協(xié)作建成

世界首座旱雪著陸坡

在研制這套世界首創(chuàng)高科技旱雪著陸坡系統(tǒng)過(guò)程中，東北大學(xué)與全國(guó)10余家單位和企業(yè)通力協(xié)作。中國(guó)航空工業(yè)空氣動(dòng)力研究院提供了彈射假人裝置，北京航空航天大學(xué)提供了計(jì)算機(jī)仿真測(cè)試系統(tǒng)。

去年8月，經(jīng)過(guò)各單位和企業(yè)的協(xié)作，全新研發(fā)的旱雪著陸坡在河北淶源國(guó)家跳臺(tái)滑雪訓(xùn)練科研基地落成并投入使用。2021年夏天，自由式滑雪空中技巧和跳臺(tái)滑雪兩支國(guó)家隊(duì)在裝有旱雪著陸坡的跳臺(tái)上進(jìn)行了訓(xùn)練和熱身賽，運(yùn)動(dòng)員們反饋效果很好。

2.“機(jī)器人+VR”

虛擬現(xiàn)實(shí)VR系統(tǒng)實(shí)時(shí)模擬賽場(chǎng)環(huán)境

這套系統(tǒng)還有個(gè)長(zhǎng)長(zhǎng)的名字——“滑雪道多模態(tài)環(huán)境要素和滑行速度測(cè)量機(jī)器人及虛擬與現(xiàn)實(shí)動(dòng)態(tài)鏈接的VR滑雪體驗(yàn)系統(tǒng)”。它由東北大學(xué)機(jī)械學(xué)院王宏教授帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)研制。

機(jī)器人在位于張家口的冬奧賽場(chǎng)通過(guò)5G網(wǎng)絡(luò)傳回賽道環(huán)境實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，你在東北大學(xué)實(shí)驗(yàn)室里就能通過(guò)VR體驗(yàn)系統(tǒng)仿真滑行，仿佛身臨冬奧賽場(chǎng)參賽。

“滑雪道多模態(tài)環(huán)境要素和滑行速度測(cè)量機(jī)器人”是一個(gè)身高只有30厘米的萌萌機(jī)器，別看小家伙個(gè)頭不大，卻能夠在賽場(chǎng)收集風(fēng)向、風(fēng)速、雪面摩擦力、空氣濕度等環(huán)境數(shù)據(jù)，還能準(zhǔn)確地捕捉滑行速度。

從去年7月份開(kāi)始，這款機(jī)器人便伴隨中國(guó)自由式滑雪空中技巧隊(duì)進(jìn)行夏訓(xùn)和冬訓(xùn)，無(wú)論是在旱雪，還是真雪場(chǎng)地上，為國(guó)家隊(duì)教練組提供了大量數(shù)據(jù)，幫助運(yùn)動(dòng)員更高質(zhì)量完成訓(xùn)練內(nèi)容。

“如果說(shuō)，這款機(jī)器人是情報(bào)員，那么，我們?cè)O(shè)計(jì)的虛擬與現(xiàn)實(shí)動(dòng)態(tài)鏈接VR滑雪體驗(yàn)系統(tǒng)就是指揮中樞�！蓖鹾杲榻B說(shuō)，VR滑雪系統(tǒng)與普通的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)不同，它與滑雪道多模態(tài)環(huán)境要素測(cè)量機(jī)器人動(dòng)態(tài)鏈接，在5G通信技術(shù)的支持下，通過(guò)“云端”將機(jī)器人測(cè)得的雪道數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸給遠(yuǎn)方的VR系統(tǒng)，使得運(yùn)動(dòng)員或體驗(yàn)者戴上VR眼鏡，足不出戶在室內(nèi)滑雪毯上就能進(jìn)行模擬室外滑雪體驗(yàn)。室外訓(xùn)練不便時(shí)，通過(guò)改變系統(tǒng)的參數(shù)，就能幫助運(yùn)動(dòng)員達(dá)到在不同環(huán)境下訓(xùn)練的目的。

3.“超強(qiáng)大腦”

是“科技冬奧”研發(fā)項(xiàng)目之一

由東北大學(xué)理學(xué)院楊連平教授團(tuán)隊(duì)研發(fā)

該系統(tǒng)已經(jīng)開(kāi)始為

中國(guó)自由式滑雪空中技巧隊(duì)服務(wù)

為運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練提供精準(zhǔn)數(shù)據(jù)分析支持

“眼睛”：高速攝像機(jī)高質(zhì)量拍攝

在該系統(tǒng)拍攝的自由式滑雪空中技巧國(guó)家隊(duì)隊(duì)員訓(xùn)練的視頻中，滑行全過(guò)程，運(yùn)動(dòng)員的頭、肩、腰、膝、手肘、腳踝等關(guān)鍵部位都會(huì)顯示出綠色光標(biāo)。楊連平介紹說(shuō)：“視頻都是由高速攝像機(jī)拍攝，這些綠色光標(biāo)是人體的關(guān)鍵部位，通過(guò)光標(biāo)之間距離的變化來(lái)測(cè)算人體翻轉(zhuǎn)速度、角度等數(shù)據(jù)�！�

該套系統(tǒng)中，高速攝像機(jī)相當(dāng)于眼睛，眼睛捕捉的數(shù)據(jù)是否準(zhǔn)確，對(duì)最后的數(shù)據(jù)分析至關(guān)重要。

“大腦”：準(zhǔn)確分析全程動(dòng)作數(shù)據(jù)

有了“好眼神”，系統(tǒng)必須有一個(gè)“超強(qiáng)大腦”，而這套高速運(yùn)動(dòng)光學(xué)視頻采集分析系統(tǒng)的核心正是該團(tuán)隊(duì)研發(fā)的分析軟件。為了能準(zhǔn)確掌握針對(duì)自由式滑雪空中技巧運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目的基礎(chǔ)三維數(shù)據(jù)，科研團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)將近兩年的研究，通過(guò)尋找人體姿態(tài)軌跡關(guān)鍵點(diǎn)，找到了數(shù)據(jù)自檢方法，最終成功開(kāi)發(fā)出準(zhǔn)確率很高的軟件系統(tǒng)。

未來(lái)：應(yīng)用其他體育項(xiàng)目前景廣闊

從去年夏季訓(xùn)練開(kāi)始，該系統(tǒng)為自由式滑雪空中技巧隊(duì)服務(wù)。光學(xué)視頻采集分析系統(tǒng)和傳感器分析系統(tǒng)結(jié)合使用，讓國(guó)家隊(duì)教練組對(duì)隊(duì)員動(dòng)作姿態(tài)有了更精準(zhǔn)的把握。接下來(lái)，該系統(tǒng)將使用于U型槽滑雪項(xiàng)目。

此外，這套系統(tǒng)還可以用在更多的體育項(xiàng)目中。該系統(tǒng)如果能安放在田徑場(chǎng)和體育館內(nèi)，對(duì)夏季項(xiàng)目進(jìn)行拍攝分析，完全能提供非常精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)。除了為專業(yè)運(yùn)動(dòng)隊(duì)服務(wù)，該套系統(tǒng)未來(lái)在業(yè)余體育愛(ài)好者中也有廣闊的運(yùn)用空間，可以幫助運(yùn)動(dòng)達(dá)人們進(jìn)行精準(zhǔn)動(dòng)作分析，助力全民健身。

4.“小牛”

60個(gè)語(yǔ)種語(yǔ)音合成

69個(gè)語(yǔ)種語(yǔ)音識(shí)別

168個(gè)語(yǔ)種機(jī)器翻譯

3個(gè)語(yǔ)種交互理解

重點(diǎn)語(yǔ)種翻譯準(zhǔn)確率不低于95%

平均每句翻譯響應(yīng)時(shí)間不超過(guò)0.5秒

北京冬奧多語(yǔ)種智能語(yǔ)音及語(yǔ)言服務(wù)平臺(tái)

已經(jīng)投入使用

助力冬奧“溝通無(wú)障礙”

沈陽(yáng)“小牛翻譯”為該平臺(tái)的研發(fā)單位之一

多模態(tài)人工智能翻譯打破語(yǔ)言界限

小牛翻譯研發(fā)團(tuán)隊(duì)核心成員來(lái)自東北大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院自然語(yǔ)言處理實(shí)驗(yàn)室，其自主研發(fā)的小牛翻譯云平臺(tái)支持304種語(yǔ)言互譯。由科大訊飛公司牽頭研發(fā)的“科技冬奧”重點(diǎn)專項(xiàng)“多語(yǔ)種智能語(yǔ)音及語(yǔ)言服務(wù)設(shè)備和平臺(tái)”包括智能會(huì)議系統(tǒng)、賽事多媒體會(huì)議辦公和信息發(fā)布系統(tǒng)、便攜式翻譯設(shè)備、穿戴式翻譯設(shè)備、智能問(wèn)答設(shè)備、冬奧公眾服務(wù)App等。平臺(tái)能準(zhǔn)確提供語(yǔ)音、文字、圖片交互翻譯服務(wù)，用科技打造溝通無(wú)障礙的北京冬奧會(huì)。

在該系統(tǒng)的研發(fā)項(xiàng)目中，“小牛翻譯”承擔(dān)四個(gè)課題中的第二項(xiàng)——具有冬奧特征的多語(yǔ)種機(jī)器翻譯關(guān)鍵技術(shù)研究。這是平臺(tái)中非常關(guān)鍵的一部分，是文字和文字之間的轉(zhuǎn)換。

數(shù)十億條句對(duì)訓(xùn)練人工翻譯神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

“小牛翻譯”此次承擔(dān)30個(gè)語(yǔ)種的文字與文字翻譯任務(wù)，其中主要是漢語(yǔ)與英語(yǔ)、日語(yǔ)、韓語(yǔ)、俄語(yǔ)、法語(yǔ)和西班牙語(yǔ)六大外語(yǔ)語(yǔ)種之間的翻譯，翻譯準(zhǔn)確率達(dá)到95%，這些語(yǔ)種覆蓋全球約70%的人口。

研發(fā)成功的基礎(chǔ)在于一套人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，這套網(wǎng)絡(luò)類似于一個(gè)數(shù)學(xué)模型，用大量的中文、英文、日文、俄文……去訓(xùn)練這套網(wǎng)絡(luò)，讓它學(xué)習(xí)各種語(yǔ)言的翻譯特點(diǎn)，翻譯準(zhǔn)確率逐漸提高，最終達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。這就運(yùn)用到了大數(shù)據(jù)的技術(shù)，用來(lái)訓(xùn)練這套人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的各語(yǔ)言句對(duì)，多達(dá)數(shù)十億條。

冬奧人工智能翻譯系統(tǒng)將造福全世界

除了多模態(tài)翻譯外，北京冬奧多語(yǔ)種智能語(yǔ)音及語(yǔ)言服務(wù)平臺(tái)已經(jīng)被植入虛擬人工智能交互一體機(jī)，“多語(yǔ)種虛擬冬奧志愿者”已經(jīng)上崗。運(yùn)動(dòng)員、教練員、媒體記者等都可以與虛擬人工智能面對(duì)面實(shí)時(shí)互動(dòng)交流，掌握賽事信息，幫助視障人士“聽(tīng)得見(jiàn)”奧運(yùn)文字，幫助聽(tīng)障人士“看得見(jiàn)”奧運(yùn)聲音。

這套多語(yǔ)種智能語(yǔ)音及語(yǔ)言服務(wù)平臺(tái)不僅能為本屆冬奧會(huì)服務(wù)，還可以為今后舉辦的奧運(yùn)會(huì)，乃至其他領(lǐng)域提供服務(wù)，造福全世界。

今晚，全體東大人

讓我們一起

聚焦雙奧之城

迎接冰雪之約

奔向美好未來(lái)

為冬奧加油 為中國(guó)加油

讓我們?cè)谶@個(gè)美好的春天

一起向未來(lái)！

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責(zé)編 | 遲美琪 楊明

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往期回顧

冬奧火炬手，他來(lái)自東大！

拜！年！啦！可愛(ài)學(xué)子祝全球東大人虎年快樂(lè)！

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