走近科技冬奥，体验赛场魅力！

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视频总长：共35秒

在不久之后的2月4日，来自全球各地的运动员以及冬季运动爱好者都将再度聚集于北京这座双奥城市，共同参加第24届冬季奥运会。在本届北京冬奥会的筹办过程中，各种创新的技术也在在绿色环保、智慧服务、后勤保障、场馆建设、节能出行、即时通信等方面实现了飞跃的进步。同时技术的创新也营造出更好的竞技比赛环境，让人们更好地沉浸于冬奥的氛围，进一步感受冬奥，了解冬奥。

交互式自由视点VR观赛

伴随 5G 时代来临、以及显示技术的进步，视频技术从“看得见”“看得清”进入“看的真”的超高清和虚拟现实时代。

2022 年世界冬季奥运会首次在我国举办，这个举世瞩目的盛会也是新视频技术的绝佳展示机遇。国家重点研发计划“科技冬奥”重点专项“冰雪项目交互式多维度观赛体验技术与系统”项目由北京大学牵头，针对 2022 冬奥会冰雪运动的特点，突破虚拟现实（VR）视频和自由视角视频节目拍摄、内容生成、高效编解码、自适应传输和交互式呈现等关键技术，研制 VR 和自由视角视频节目采集系统、内容生成系统、实时编解码器、自适应传输系统和交互式终端，进行端到端系统集成，建立一套交互式多维度观赛体验系统，并在有线电视网、电信网、5G 网和互联网等平台实现示范应用。

项目完全自主研发了冬奥赛事 8K VR 直播系统和自由视角视频技术，对冰雪运动项目进行示范播出，并形成了 VR 视频技术国家标准草案。

项目研发了 8K VR 端到端系统，采用 11K VR 摄像机采集现场 VR 信号，对 VR 信号进行实时拼接、映射、编码和自适应传输，通过高效编码和自适应传输技术，节约 70% 以上传输带宽，大幅提升 VR 视频的清晰度，在歌华有线、联通 5G 和互联网等环境下，用户可以通过手机、VR 头盔和电视大屏实现 VR 直播观看，突破了传统固定视角和被动式观赛，实现用户自主交互式观赛体验。项目首次通过三维重建和渲染技术，实现用户远程可自主交互连续任意改变视角，实现了真正意义的“自由视角”视频观赛体验，成为一大亮点。

2021年4月的“相约北京”冬奥系列测试活动中，项目成果首次亮相国家体育馆的冰球和残奥冰球项目，实现用户交互式、连续自由视点视频生成与传输，让观众不仅看得更清晰，还能看得更真实，可以“身临其境”般地感受比赛的激烈。

滑雪机器人

灵活避让障碍、身姿矫健通过旗门、人机交互并肩滑行……和机器人一起滑雪，相信大多数人都没体验过。近日，由上海交通大学设计研发的六足滑雪机器人完成了初级道、中级道以及与人共同滑雪实验，通过了稳定控制、智能感知、规划决策等多方面的测试。

这款滑雪机器人是在“科技冬奥”的号召下，由上海交通大学高峰教授领衔，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研制，获得了科技部国家重点研发计划“科技冬奥”重点专项支持。

本次测试，滑雪机器人在400米长、坡度18度的中级雪道，以大于10m/s的速度滑行，运用智能感知、制动控制等技术，完成了机器人竞速、转弯、规划路线、规避障碍以及人与机器人交互等试验科目，除了身形灵活、姿势优美外，它能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，让大家体验和机器人一起滑雪的乐趣。

不仅能高速滑雪，还能躲避人群、自己规划最优路线。同时具备敏捷的转弯、制动能力和强大的自主感知、规划能力。它能在雪场高速滑行，遇到障碍物还能急转弯，继续保持自己矫健的滑雪身姿，能够实现良好的速度、方向控制，具有滑行、急停、避障、绕杆等功能。

据介绍，上海交通大学足式机器人团队研发的这款滑雪机器人是六足机器人，采用双板滑雪。中间的四条腿分成两组，每两条腿固定在一个滑雪板上，用于控制滑雪板的位置和姿态，两侧的两条腿分别加装了滑雪杖，用以模仿人，实现点杖的功能。每个滑雪板具有五个自由度，通过控制滑雪板的位姿可以实现滑雪的速度控制、转弯和制动等功能。

滑雪对人的稳定性和灵活性要求极高，设计机器人并研发控制系统参与滑雪活动，挑战不小。本次测试的滑雪机器人由上海交通大学自主研发，研究团队经过多次科研攻关，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。

研究团队首先进行了机器人机构设计和驱动器设计制造方面的研究，并为机器人建立了“大脑”——智能系统。这个系统包括动态平衡稳定控制、智能感知和智能规划，通过设计智能和行为智能的有机融合，使得机器人能够分析人的滑雪行为数据，模仿人的滑雪动作，适应户外雪面的环境特性，实现了自主快速稳定地滑行。

在设计过程中，研究团队分别以人工遥控和自主规划的方式在滑雪机上对机器人身高、身体俯仰角、重心前后位置、重心左右位置、左右雪板夹角、左右腿高低、左右雪板前后位置进行控制，完成速度控制和转向控制的测试。其中，人工遥控稳定转向滑行最高速可达3.2 m/s；自主规划匀速直线滑行最高速可达5.17 m/s，稳定转向滑行最高速可达2.45 m/s。

正是这些关键技术的集合，使这款滑雪机器人通过无线远程人机交互控制，能在真实环境中实现在滑雪人群中穿行，在初级雪道和中级雪道完成高速滑雪和避障安全控制。它也能够在户外初级和中级雪道自动完成启动、滑行、转弯、制动，无须人为干预。

“AI教练”

智能冰上运动训练分析系统

长期从事人工智能、计算机视觉与智能感知相关研究的复旦大学工程与应用技术研究院教授、智能机器人研究院常务副院长张立华教授，在运动员们舞动、旋转的身影中，敏锐察觉了动作识别与检测、运动分析与追踪等AI技术应用的可能性。

张立华提出建议用人工智能技术提高冰上运动训练水平。经过近两年的努力，张立华团队打造出智能冰上运动训练分析系统。该系统采用基于人工智能计算机视觉算法对滑冰运动员的动作、姿态、速度等信息进行智能分析对比，从定性、定量再到定制化分析每个运动员的特点，提高科学化训练水平与效率，有效减轻教练员工作负荷，实现科学训练、有效提升运动员训练效果和竞赛成绩的目的。