黑科技助力东京奥运会(东京奥运会闭幕式高科技)

陈新民

因为夏季奥运会的举办，2020年本应是日本备受关注的一年；没想到，新冠肺炎的突然爆发打乱了世界的节奏，东京奥运会不得不推迟到今年夏天。为降低疫情扩散风险，日本政府决定禁止海外游客入境观看东京奥运会，大部分场馆不允许游客进入。

1964年，东京举办了第一届夏季奥运会。新干线的子弹形列车一出现，就成了日本的标志之一。也推动了世界交通史上的一次技术进步，为磁悬浮列车的出现奠定了良好的技术基础。

时隔近60年的2021年，当日本再次成为夏季奥运会的举办国时，随着经济和科技的飞速发展，东京奥运会会给世界带来哪些亮眼的科技？这届奥运会能成为最有未来感的奥运会吗？大量投资

奥运会一直是各国展示科技实力的平台。比如1936年柏林奥运会，赛事首次由电视转播报道；1952年，赫尔辛基奥运会首次在终点采用高速摄像机，用特殊的方式捕捉运动员冲刺的瞬间；1976年蒙特利尔奥运会，奥运圣火传递首次通过卫星实现。等一下。

围绕这些科技项目的投入是惊人的。2008年，北京奥运会科技专项1180项，投入近32亿元。2012年伦敦奥运会总成本高达130亿美元，引入包括数字管家系统、新兴医疗技术、3D数字分析等新技术为运动员服务；2016年里约奥运会总投资达144亿美元，也正是在里约，VR技术首次应用于奥运直播。东京奥运会在技术方面投入了很多。日本政府将本届奥运会定位为“日本复兴的起点”，希望展示其在新能源、新材料、环保产业和生物技术方面的巨大成功。日本政府官员一直强调，东京奥运会“将是一次超越体育框架的盛事，是向世界讲述日本优秀科技的最佳机会”。

从申奥开始，日本政府已经酝酿了10年。据《时代》杂志估计，日本为奥运会花费了250亿美元，是成本预算的4倍。一些专家认为，这是历史上第二昂贵的奥运会。

2014年，日本政府发布了《科技创新综合战略》，为东京奥运会明确了科技创新与重大社会需求紧密结合的目标，并正式发布了9个具体的科技项目，希望以奥运会为契机，推动包括AI、5G、网络安全等一系列新技术的开发和应用。，以目标驱动发展，从而反哺社会。2016年发布的《日本复兴战略2016》明确了日本在人工智能领域的发展方向。在保持汽车、机器人等领域技术优势的同时，要解决人口老龄化、劳动力不足等问题，推进超智能社会5.0建设。

奥运会就像一个大型实验室，为各种技术的发展提供实用项目。一种全新的广播方式

虽然推迟一年的东京奥运会在即，但全球新冠肺炎疫情仍无好转迹象。日本政府别无选择，只能宣布将在云上直播奥运会。由于所有海外体育爱好者只能通过电视观看这项体育赛事，在这样的特殊背景下，这项赛事的转播能力越来越受到考验。

其中，日本公共广播协会(NHK)将以8K(7680×4320)超高清视频分辨率信号转播赛事，并使用5G技术传输信号。届时，体育赛事从“看在台前”到“身临其境”的呈现将不再是天方夜谭。

其实早在2013年日本获得本届夏季奥运会主办权时，就宣布将使用8K视频转播赛事，包括首次使用直升机用8K摄像机拍摄开闭幕式。同时，8K转播技术被用于田径、羽毛球、足球、柔道、游泳、乒乓球、排球等多种比赛和部分精选项目。在2013年，4K(1080P)电视节目还没有完全普及的时候，这可以说是一个惊人之举。虽然科技日新月异，但对于大多数人来说，8K视频播放的科技含量很高。

8K是什么概念呢？8K技术可以让屏幕上的每一条水平线充满了约8000个水平像素点，其总像素数量相当于目前高清电视分辨率1920×1080的16倍，显示效果将会有质的飞跃。在超高清分辨率和多声道的加持下，8K电视画面的每一个细节都将鲜活地展现在人们面前，即便走近屏幕，依然看不到任何像素点。那些曾经模糊不清的细节，如泳池的水花、裁判手中的黄牌或红牌、运动员晋级后激动的泪水抑或是失败后的落寞表情，哪怕是跳远赛场上飞扬的沙土，在新技术的加持下，电视机前的观众都能一览无余。另外，这种对细节的呈现效果也为教练修正运动员的技术动作提供了强有力的支持。

8K是什么概念？8K技术可以用大约8000个水平像素填充屏幕上的每一条水平线，像素总数是目前1920×1080高清电视分辨率的16倍。显示效果会有质的飞跃。在超高清分辨率和多通道的加持下，8K电视屏幕的每一个细节都会栩栩如生地展现在人们面前，即使你走近屏幕，依然看不到任何像素。那些曾经模糊不清的细节，比如游泳池里的水花，裁判手里的黄牌或红牌，运动员晋级后激动的泪水或失利后落寞的表情，甚至跳远场上的飞沙走石，都可以在新技术的加持下在电视机前看到。此外，这种细节的呈现效果也为教练纠正运动员的技术动作提供了有力的支持。

此外，日本将在东京奥运会上设定5G商用道路的起点，这将成为5G商用在日本的首个大规模应用场景。

5G指的是第五代信息传输技术，就信息传输的速度而言。5G传输信息的速度是4G的10 ~ 20倍。

那么，为什么要选择8K+5G这样的组合呢？

相比4K，8K对视频技术参数和网络传输提出了更高的要求，比如7680×4320的分辨率，BT.2020标准的色域范围，12bit的色深，120fps的帧率。130Mbps的码率要求端到端带宽达到300Mbps，时延小于20m秒。这对于服务器存储和数据传输是一个极大的挑战，只有通过5G网络才能实现。

两者的结合可以让屏幕前的观众体验到5G技术的高速低时延，体验到8K视频的高分辨率、逼真的图像还原、全沉浸的临场感和近距离观看的舒适感。

此外，5G在奥运会中还有其他更大的作用。在赛车比赛中，5G技术结合了面部识别技术和3D运动员跟踪技术。通过人工智能和摄像头的配合，它可以在电视上叠加真实图像和游戏元素的信息，将每个赛道编号绘制成不同的颜色，并显示运动员的实时速度。

今年3月18日，日本三菱综合研究所、富士通等五家机构合作，通过5G网络将8K高清内窥镜摄像机拍摄的病变信息传输给手术操作者，再通过5G技术将操作者的远程判断传回现场。该实验的完成标志着日本在“4K和8K高清图像技术的高效传输和利用”方面取得了成果。未来，“4K和8K高清图像技术的高效传输和利用”不仅可以服务于东京奥运会这样的比赛场地，还可以用于教学活动和远程医疗。

目前，越来越多的观众渴望拥有更有趣、更好的沉浸式体验，5G技术与体育产业的融合发展已是大势所趋。转播企业不断将4K/8K、AR/VR等超高清技术引入转播，不仅开创了体育领域5G+4K/8K直播的新局面，还创新性地在受疫情影响的空比赛期间引入5G云观众、云盒子、云呐喊等“黑科技”，打造了“5G云球场”的比赛新体验。除了满足个性化的观看需求，用户的选择难度也得到了贴心的“治愈”——通过多屏视频观看(最多可选择4个信号同屏显示)，观众可以在全场景中享受追赶比赛的乐趣。

同时，东京奥运会将首次采用“OBS云”系统，可使转播中心面积减少25%，直播工作人员减少27%，但具备输出更丰富、更精彩赛事内容的能力。数据显示，在为期17天的东京奥运会中，将产生超过9000小时的体育报道，这将是科技参与度最高的奥运会转播。人工智能综合支持系统与智能裁判

对于观众来说，全息投影、VR、AR等技术的应用，意味着去不了现场也没关系。也可以在家体验一下比赛氛围。得益于技术的支持，观众可以“体验世界上任何地方最好的前排座位”。

世界各地的观众不仅可以使用高清电视和移动终端观看比赛，还可以实时了解参赛者的心跳。在相关实验中，当弓箭手手持弓箭射击时，安装在弓箭中的信息采集器会采集弓箭手的各种身体数值，并传输到后台。观众可以在屏幕上观看选手的比赛，了解选手的面部温度、心跳、脉搏等信息。

此外，AI裁判和“得分支援系统”也将在东京奥运会中得到认证。据日本《每日新闻》报道，日本富士通公司开发的“得分支援系统”早在2019年7月就已经成功通过测试，现在已经逐渐应用于体育比赛中。国际体操联合会引入并使用了这种评分辅助系统，以减少人为误判、误判或情绪评分的存在。

该系统利用了3D激光传感器和AI技术。首先，两个3D激光传感器会以每秒200万的频次发射激光到运动员身上，以便全方位捕捉、追踪选手的动作，光束会随着运动员的移动而变换角度，以保证记录的完整性。接着，系统会将运动员的动作实时转换成三维立体图像，AI再对图像中运动员的动作进行全方位分析，通过捕捉分布在运动员手、肘、脚等部位的18处感应点所反射的信息，来确认肢体或关节的动作、位置、幅度等，然后将记录与数据库资料进行比较，从而判断出运动员的技术完成度及其动作是否合规。在动作技术难度连年升高的背景下，对于体操裁判和运动员双方而言，这样的打分方式无疑会使比赛更公平。

该系统使用3D激光传感器和人工智能技术。首先，两个3D激光传感器将以每秒200万的频率向运动员发射激光，从而全方位捕捉和跟踪他们的运动。光束会随着运动员的移动而改变角度，以确保记录的完整性。然后，系统会将运动员的动作实时转换成三维图像，AI会对图像中运动员的动作进行全方位的分析。通过捕捉分布在运动员手、肘、脚等部位的18个感应点反映的信息。运动、位置、幅度等。会对四肢或关节的情况进行确认，然后将记录与数据库数据进行比对，从而判断运动员的技术完成情况和动作是否合规。在动作技术难度逐年增加的背景下，这种评分方式无疑会让比赛对体操裁判和运动员都更加公平。

这套系统已经在2020年10月举行的体操世锦赛上投入使用。由于业内仍有不少反对这一应用的声音，认为人工智能的引入在体操等追求美感和节奏感的评分运动中有很大的局限性，可能会使运动员为了达到机器的评分标准而失去美感，从而降低运动的趣味性和观赏性。所以在实际比赛中，人工智能裁判只是“起到辅助作用”，最终会结合AI和裁判双方的判断，在裁判综合判断后做出最终的得分。面部识别

对于2021年举办的这届奥运会来说，日本铁了心想要把它办成一届科技含量十足的盛会，除了增加8K信号转播外，还启用人工智能面部识别系统。这也是人脸识别系统首次在奥运会上得到大规模应用。

对于将于2021年举办的奥运会，日本决心将其打造成一届科技含量高的盛会。除了加入8K信号广播，还采用了人工智能面部识别系统。这也是人脸识别系统首次在奥运会中大规模应用。

这个人工智能面部识别系统是英特尔和NEC合作的成果。计划在比赛期间通过名为NeoFace的面部识别系统识别和管理超过30万人，包括运动员、志愿者、媒体记者和其他工作人员。日本电器公司表示，带有ic芯片的身份验证机将自动验证入场者的身份，40多个场馆将全部配备这种检测装置。该系统主要提供访问控制服务。启用该功能后，不仅可以提高工作效率，减少漫长的身份查验等待时间，还可以减少对工作人员的依赖，降低工作人员之间交叉感染的风险。测试结果表明，即使很多人快速通过，识别系统也能非常顺利地完成认证:屏幕上几乎立即会显示IC卡持有者的图片。

东京的夏天很热，这届奥运会很可能是一个多世纪以来最热的一届奥运会。因此，引入人脸识别来加快认证过程就显得尤为重要。无处不在的机器人

众所周知，日本是科技大国，机器人自动化程度也是世界闻名的。在日本，机器人不仅是一个产业，也是国家文化的组成部分。

本届东京奥运会也少不了机器人。

东京计划以奥运会为契机，启动“为全市安装机器人”的大型项目，在奥运村建立“机器人村”。机器人将在东京奥运会上用于维持秩序、提供安保服务等。机器人可以从事语言翻译、导航等工作，然后配合自动驾驶汽车。整个过程似乎不需要太多人力，让人觉得新奇有趣。

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