本刊綜合

今年暑假有些與眾不同。因新冠肺炎疫情延期1年后，7月23日至8月8日，第32屆夏季奧林匹克運(yùn)動(dòng)會(huì)終于在日本東京舉行，歷時(shí)17天。這是非同尋常的一次奧運(yùn)重啟，是一場(chǎng)特殊的奧運(yùn)會(huì)。

說(shuō)到奧運(yùn)，你們會(huì)想到什么？

或許不少人會(huì)很快想到拼搏、汗水、速度和力量等。確實(shí)，在奧運(yùn)賽場(chǎng)上，運(yùn)動(dòng)員們?yōu)閴?mèng)想而戰(zhàn)，為榮譽(yù)而戰(zhàn)，他們拼盡全力去展現(xiàn)強(qiáng)大的自己，追逐更快、更高、更強(qiáng)。

不僅如此，奧運(yùn)會(huì)還有許多值得我們關(guān)注的知識(shí)點(diǎn)，賽場(chǎng)還是科技的競(jìng)技場(chǎng)與展示場(chǎng)。2020年?yáng)|京奧運(yùn)會(huì)采用了諸多新技術(shù)，為全球觀眾呈現(xiàn)了不一樣的體育盛會(huì)。一直關(guān)注本屆奧運(yùn)會(huì)的你，有沒(méi)有注意到呢？為了奪冠，運(yùn)動(dòng)員們?cè)诒荣悤r(shí)也會(huì)運(yùn)用某些科技原理呢。

看奧運(yùn)，學(xué)知識(shí)，同學(xué)們，我們一起來(lái)了解奧運(yùn)知識(shí)，了解2020年?yáng)|京奧運(yùn)會(huì)上的那些科技“面孔”吧！

奧運(yùn)常識(shí)小問(wèn)答

奧運(yùn)會(huì)的一些常識(shí)，你們都了解嗎？現(xiàn)在，我們就有關(guān)奧運(yùn)會(huì)的一些知識(shí)來(lái)做個(gè)小問(wèn)答，看誰(shuí)答得又快又對(duì)哦。

1.奧運(yùn)會(huì)是什么

奧運(yùn)會(huì)的全稱是奧林匹克運(yùn)動(dòng)會(huì)，發(fā)源于2000多年前的古希臘，因舉辦地在奧林匹亞而得名，是世界上規(guī)模最大的綜合性運(yùn)動(dòng)會(huì)，也是世界上影響力最大的賽事，每四年舉辦一次。全世界有著相同愛好和夢(mèng)想的人會(huì)在這場(chǎng)運(yùn)動(dòng)會(huì)上公開公平地競(jìng)技。

2.奧運(yùn)會(huì)是如何分類的

奧運(yùn)會(huì)分為夏季奧運(yùn)會(huì)（奧運(yùn)會(huì)）、夏季殘奧會(huì)、冬季奧運(yùn)會(huì)（冬奧會(huì)）、冬季殘奧會(huì)、夏季青年奧運(yùn)會(huì)（青奧會(huì)）、冬季青年奧運(yùn)會(huì)和特殊奧林匹克運(yùn)動(dòng)會(huì)（特奧會(huì)）。

3.為什么奧運(yùn)會(huì)的標(biāo)志是五環(huán)

奧運(yùn)五環(huán)標(biāo)志由5個(gè)奧林匹克環(huán)從左到右互相套接而成，顏色分別為天藍(lán)色、黃色、黑色、綠色、紅色，分別代表歐洲、亞洲、非洲、大洋洲、美洲五大洲。

4.為何要點(diǎn)燃奧運(yùn)圣火

人們點(diǎn)燃奧運(yùn)圣火是為了紀(jì)念古希臘神話中為人類盜取火種的英雄普羅米修斯。

奧運(yùn)火種必須來(lái)自?shī)W運(yùn)會(huì)的發(fā)源地——奧林匹亞。采用火炬接力的方式將奧運(yùn)火種從奧林匹亞傳到主辦國(guó)，象征現(xiàn)代奧運(yùn)對(duì)古希臘奧運(yùn)精神的傳承。

知識(shí)卡片

奧運(yùn)冷知識(shí)知多少

拔河比賽曾是奧運(yùn)項(xiàng)目。1900年至1920年，拔河在連續(xù)5屆奧運(yùn)會(huì)中都是重要的比賽項(xiàng)目。

奧運(yùn)會(huì)的絕大多數(shù)比賽項(xiàng)目采取男子組、女子組分賽的形式，但馬術(shù)是目前唯一的男女選手同場(chǎng)競(jìng)技的項(xiàng)目。

夏季奧運(yùn)會(huì)曾在冬季舉辦。2016年里約熱內(nèi)盧奧運(yùn)會(huì)舉辦期間，南半球正處于冬季，里約熱內(nèi)盧由此成為首個(gè)完全在冬季舉辦夏季奧運(yùn)會(huì)的城市。

1912年至1948年，除體育賽事外，奧運(yùn)會(huì)還設(shè)有文學(xué)、建筑、繪畫、雕塑和音樂(lè)5項(xiàng)藝術(shù)比賽，它們也稱“繆斯五項(xiàng)藝術(shù)比賽”。

奧運(yùn)會(huì)新元素

作為史上最特殊的奧運(yùn)會(huì)，2020年?yáng)|京奧運(yùn)會(huì)有著獨(dú)一無(wú)二的地方，增加了一些新元素。我們一起來(lái)看看吧！

2020年?yáng)|京奧運(yùn)會(huì)在2021年舉辦，但為什么還叫“2020年?yáng)|京奧運(yùn)會(huì)”呢？

面對(duì)2020年初來(lái)勢(shì)洶洶的新冠肺炎疫情，為了最大程度保護(hù)運(yùn)動(dòng)員的安全，2020年3月24日，日本前首相安倍晉三與國(guó)際奧林匹克委員會(huì)主席巴赫達(dá)成共識(shí)：鑒于疫情影響，最晚于2021年夏天在東京舉辦奧運(yùn)會(huì)。

隨后，國(guó)際奧林匹克委員會(huì)正式對(duì)外宣布，延期后的奧運(yùn)會(huì)仍稱為“2020年?yáng)|京奧運(yùn)會(huì)”。

奧林匹克格言有變化

國(guó)際奧林匹克委員會(huì)在1920年將“更快、更高、更強(qiáng)”正式確定為奧林匹克格言，這句格言源于皮埃爾·德·顧拜旦的好友在一次戶外運(yùn)動(dòng)會(huì)上鼓勵(lì)學(xué)生時(shí)說(shuō)的一句話，彰顯了奧林匹克運(yùn)動(dòng)所倡導(dǎo)的不斷進(jìn)取、永不滿足的奮斗精神。

今年3月份，為了更好地應(yīng)對(duì)后疫情時(shí)代，國(guó)際奧林匹克委員會(huì)主席巴赫提議將“Together（譯為“更團(tuán)結(jié)”）”一詞加到奧林匹克格言中。7月20日，經(jīng)過(guò)投票表決，國(guó)際奧林匹克委員會(huì)通過(guò)了這一提議。

現(xiàn)在，奧林匹克格言為“更快、更高、更強(qiáng)——更團(tuán)結(jié)”。

獎(jiǎng)牌由“垃圾”制成

自1912年斯德哥爾摩奧運(yùn)會(huì)以后，奧運(yùn)金牌不再用純金材質(zhì)制作。奧運(yùn)會(huì)章程規(guī)定，金牌中必須含有92.5%以上的銀和不少于6克的黃金，制作成本是一個(gè)因素，更重要的是，純金硬度不夠，容易變形。以銀為材料，再在表面鍍金，這樣可以改善硬度問(wèn)題。

這屆奧運(yùn)會(huì)的獎(jiǎng)牌是由日本用時(shí)兩年從全國(guó)收集的舊家電和舊手機(jī)中提取的金、銀、銅制作而成，表達(dá)了環(huán)保的理念。其中，金牌和銀牌的質(zhì)量分別為556克和550克，創(chuàng)下了歷屆夏季奧運(yùn)會(huì)獎(jiǎng)牌重量之最。

比賽項(xiàng)目增加“新成員”

奧運(yùn)會(huì)的比賽項(xiàng)目分為大項(xiàng)、分項(xiàng)和小項(xiàng)，種類很多。

2020年?yáng)|京奧運(yùn)會(huì)的比賽項(xiàng)目一共有34個(gè)大項(xiàng)、339個(gè)小項(xiàng)，除了大家熟悉的游泳、跳水、乒乓球、足球、籃球等項(xiàng)目，還有滑板、沖浪、競(jìng)技攀巖、空手道和棒壘球等5個(gè)新增比賽項(xiàng)目。

奧運(yùn)村的床是紙板做的

在奧運(yùn)村內(nèi)，包括床頭、床架等床具主要部分都由紙殼構(gòu)成，堪稱“紙板床”。

比賽結(jié)束后，這些紙板床和由聚乙烯制成的床墊全部被收回，用于二次利用，充分體現(xiàn)了2020年?yáng)|京奧運(yùn)會(huì)可持續(xù)發(fā)展的思路。

奧運(yùn)圣火久不滅

7月23日，日本網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員、大滿貫得主大阪直美點(diǎn)燃了2020年?yáng)|京奧運(yùn)會(huì)的主火炬，熊熊燃燒的黃色火焰標(biāo)志著2020年?yáng)|京奧運(yùn)會(huì)正式啟動(dòng)。

從2020年3月12日在希臘采集火種到今年8月8日熄滅，這次奧運(yùn)圣火持續(xù)燃燒了一年零五個(gè)月。在這期間，奧運(yùn)圣火是如何保持不滅的呢？

點(diǎn)火方式有講究

奧運(yùn)圣火的采集方式遵循古希臘的傳統(tǒng)。首先首席女祭司在奧林匹亞的赫拉神廟前朗誦致太陽(yáng)神的頌詞，然后將太陽(yáng)光集中在凹面鏡的中央引燃奧運(yùn)圣火。這是采集奧運(yùn)圣火的唯一方式。

知識(shí)卡片

奧運(yùn)圣火“走過(guò)了哪里”

2020年?yáng)|京奧運(yùn)會(huì)的火種于2020年3月12日在希臘采集，同年3月20日到達(dá)日本。由于全球疫情，本應(yīng)在2020年夏天舉辦的2020年?yáng)|京奧運(yùn)會(huì)推遲到今年7月。根據(jù)國(guó)際奧林匹克委員會(huì)的規(guī)定，點(diǎn)燃的奧運(yùn)圣火不能熄滅，于是它被放置在一個(gè)“秘密地點(diǎn)”保存。

從2021年3月25日開始，從福島出發(fā)，奧運(yùn)圣火開始在日本境內(nèi)傳遞。經(jīng)過(guò)121天、行程超過(guò)2000千米的傳遞，奧運(yùn)圣火抵達(dá)開幕式主體育場(chǎng)。

設(shè)計(jì)巧妙的火炬

2020年?yáng)|京奧運(yùn)會(huì)接力所用的火炬長(zhǎng)71厘米，重1.2千克，外形酷似櫻花。主體由一整塊鋁材打造，并采用與新干線列車一致的擠壓鋁材工藝，而所用的鋁材中有30%回收自2011年日本大地震災(zāi)后搭建的臨時(shí)板房。

奧運(yùn)火炬里面有特殊的燃燒供應(yīng)系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)包含一個(gè)燃料存儲(chǔ)器、一個(gè)氣壓穩(wěn)固裝置和一個(gè)回?zé)嵫b置。氣壓穩(wěn)固裝置可以穩(wěn)定氣體燃燒所需的壓力，氣態(tài)的燃料以相對(duì)較高的壓力進(jìn)入裝置，以高出大氣壓力一定范圍的壓力流出，保證燃燒所需的燃料壓力和流量。而回?zé)嵫b置可以將火焰的熱量向下傳導(dǎo)，給下部的燃料瓶加熱，維持燃料室溫度，保證燃料燃燒所需的氣壓。

奧運(yùn)火炬內(nèi)的燃料采用預(yù)混燃燒，可燃?xì)怏w與氧化劑會(huì)預(yù)先混合。這種燃燒方式的特點(diǎn)在于，火勢(shì)大小主要取決于發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)速率。

燃?xì)饬鞒龊?，一部分進(jìn)入燃燒器的主燃室，在火炬外形成擴(kuò)散的比較飽滿的火焰;另一部分進(jìn)入預(yù)燃室，在火炬內(nèi)保持比較小但十分穩(wěn)定的火焰。如果出現(xiàn)極端情況，主燃室的火焰熄滅，預(yù)燃室仍能保持燃燒，保證火炬不熄滅。

值得一提的是，燃料也是有講究的。

1984年洛杉磯奧運(yùn)會(huì)首次將丙烷丁烷混合氣體作為火炬燃料，并一直沿用至今。丙烷在燃燒時(shí)產(chǎn)生的火焰為亮黃色，非常顯眼，即使在運(yùn)動(dòng)員跑動(dòng)時(shí)或者不同背景下都可以被輕易捕捉。另外，丙烷的燃燒要求低，適應(yīng)的溫度范圍較廣。

燃料的燃燒方式大不相同

引人注目的高科技

2020年?yáng)|京奧運(yùn)會(huì)是高科技的展示場(chǎng)。各類機(jī)器人、人臉識(shí)別技術(shù)、AI打分輔助系統(tǒng)……高科技讓本屆奧運(yùn)會(huì)大放異彩。

機(jī)器人大軍

奧運(yùn)村內(nèi)大部分“體力活”都被機(jī)器人包攬了，它們可以扛行李、送快遞、撿垃圾等，活像奧運(yùn)村的“全能管家”。

比如，“人類支持機(jī)器人”有一個(gè)機(jī)械臂，可以撿拾物品或者遞送物品給人。它的高度在105厘米至140厘米之間，可以任意移動(dòng)，也可與人對(duì)話。

“遞送支持機(jī)器人”上方是一個(gè)可以容納12千克物品的箱子，可以往任意方向移動(dòng)。有了這種機(jī)器人，運(yùn)動(dòng)員或教練好似多了一個(gè)隨身拎包的“管家”，將隨身物品放置其中，就可以輕裝上陣。“遞送支持機(jī)器人”還是一個(gè)移動(dòng)的雜貨柜，可以提零食、飲料、紀(jì)念品等?！斑f送支持機(jī)器人”與“人類支持機(jī)器人”配套使用，“人類支持機(jī)器人”可以從“遞送支持機(jī)器人”頂部的箱子里取出商品交給客人。

助力外骨骼設(shè)備可以大大減輕體力勞動(dòng)者腰部的負(fù)擔(dān)，最多可減輕約40%的腰部肌肉負(fù)擔(dān)，用于搬運(yùn)行李等。

多語(yǔ)種向?qū)C(jī)器人、警衛(wèi)機(jī)器人、通信機(jī)器人等各種功能的機(jī)器人也被投入使用，成為奧運(yùn)村中一道道亮麗的風(fēng)景線。

人工智能面部識(shí)別系統(tǒng)

參加2020年?yáng)|京奧運(yùn)會(huì)的運(yùn)動(dòng)員、志愿者、媒體和其他工作人員超過(guò)30萬(wàn)人，人工智能面部識(shí)別系統(tǒng)主要用于識(shí)別這些人。這是首次在奧運(yùn)會(huì)上使用人臉識(shí)別技術(shù)。

含有IC芯片的身份驗(yàn)證機(jī)器自動(dòng)驗(yàn)證那些進(jìn)入場(chǎng)館的人的身份，而所有場(chǎng)館都配備了這種檢測(cè)裝置。就算多人迅速通過(guò)，這種識(shí)別系統(tǒng)也能快速高效地完成認(rèn)證：屏幕幾乎會(huì)立即顯示IC卡持有人的照片。

3D運(yùn)動(dòng)員跟蹤技術(shù)

3D運(yùn)動(dòng)員跟蹤技術(shù)首次出現(xiàn)在奧運(yùn)賽場(chǎng)上。它能在幾秒鐘內(nèi)提供運(yùn)動(dòng)員速度、身體角度、加速度、步長(zhǎng)等方面的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)動(dòng)員3D形態(tài)的數(shù)據(jù)提取。這是過(guò)去運(yùn)動(dòng)員和教練用肉眼無(wú)法捕捉到的信息。

這種技術(shù)不僅對(duì)運(yùn)動(dòng)員的訓(xùn)練是很好的記錄，還是一種全新的轉(zhuǎn)播方式——在即時(shí)回放時(shí)對(duì)比賽亮點(diǎn)進(jìn)行分析、解讀和復(fù)核，能為觀眾帶來(lái)全新的體驗(yàn)。

AI打分輔助系統(tǒng)

在賽事計(jì)分方面，標(biāo)準(zhǔn)的評(píng)分體系至關(guān)重要。

這屆奧運(yùn)會(huì)采用AI打分輔助系統(tǒng)，這種系統(tǒng)通過(guò)向選手的身體及其周邊投射紅外線，追蹤選手的動(dòng)作，并且實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)換成三維立體圖像。根據(jù)圖像，AI可以對(duì)身體的旋轉(zhuǎn)和扭動(dòng)等細(xì)微動(dòng)作進(jìn)行分析，并結(jié)合過(guò)去的比賽數(shù)據(jù)，遵照打分標(biāo)準(zhǔn)，判斷動(dòng)作技術(shù)的完成度。

在實(shí)際比賽中，運(yùn)動(dòng)員的最終得分就是結(jié)合AI打分輔助系統(tǒng)和裁判的判斷，再經(jīng)過(guò)裁判綜合判斷后，最終打出的分?jǐn)?shù)。

云技術(shù)支撐全球轉(zhuǎn)播

由于疫情，2020年?yáng)|京奧運(yùn)會(huì)將空?qǐng)雠e行，僅有自行車和足球兩個(gè)項(xiàng)目的三個(gè)場(chǎng)地允許觀眾現(xiàn)場(chǎng)觀看。為了減少空?qǐng)鰩?lái)的遺憾，本屆奧運(yùn)會(huì)首次采用云計(jì)算直播，完成全球云上轉(zhuǎn)播，而奧林匹克轉(zhuǎn)播云由阿里云提供技術(shù)支持。

云技術(shù)可以說(shuō)打造了一個(gè)真正的“云上奧運(yùn)”。為期17天的奧運(yùn)會(huì)，奧林匹克轉(zhuǎn)播云播放超過(guò)9500個(gè)小時(shí)的體育賽事，讓觀眾更貼近奧運(yùn)。

數(shù)字云徽章

在每屆奧運(yùn)會(huì)上，運(yùn)動(dòng)員、志愿者、記者乃至工作人員之間都會(huì)交換徽章，以加強(qiáng)聯(lián)系。2020年?yáng)|京奧運(yùn)會(huì)的徽章更有科技感，它采用數(shù)字與云計(jì)算技術(shù)，可作為襟章佩戴，也可系在工作證掛繩上，主要有“觸碰交友”、“數(shù)字名片”和“記步”三大功能，是奧運(yùn)史上首枚云徽章。

數(shù)字云徽章的設(shè)計(jì)靈感來(lái)源于本屆奧運(yùn)會(huì)的比賽項(xiàng)目，用戶可以通過(guò)完成不同的趣味活動(dòng)來(lái)解鎖比賽項(xiàng)目，例如添加新朋友。用戶只需下載Cloud Pin應(yīng)用程式，通過(guò)藍(lán)牙將數(shù)字云徽章與應(yīng)用程式配對(duì)，即可啟動(dòng)數(shù)字云徽章。

“壓水花”有秘訣

奧運(yùn)會(huì)各式各樣的比賽項(xiàng)目中，跳水絕對(duì)是一大看點(diǎn)。中國(guó)跳水運(yùn)動(dòng)員入水基本沒(méi)水花，而且腿伸得特別直，在空中“唰唰唰”轉(zhuǎn)好幾圈，“咻”的一聲就鉆入水中。

同樣是跳水，為什么有的運(yùn)動(dòng)員入水水花大，有的入水水花那么小呢？告訴你，這跳水“壓水花”可是有秘訣的。

平掌入水優(yōu)于“雙手合十”垂直入水

跳水運(yùn)動(dòng)員入水的過(guò)程就是固體與液體碰撞的過(guò)程。

起初人們先驗(yàn)地認(rèn)為“雙手合十”呈流線形垂直入水阻力最小，濺起的水花也最小。據(jù)說(shuō)，后來(lái)有人在“冰棍”式跳水時(shí)無(wú)意中發(fā)現(xiàn)不繃直腳尖而用腳掌入水效果更好，于是帶來(lái)了平掌撞水的“壓水花”技術(shù)。

實(shí)驗(yàn)證明，楔形物體入水時(shí)，由于不可壓縮，接觸的水體會(huì)向阻力最小的方向運(yùn)動(dòng)，即楔形物體與水接觸的斜面方向，受到撞擊的水體會(huì)躍出水面，出現(xiàn)水花。而方形物體與水面碰撞時(shí)，受到撞擊的水體主要進(jìn)行橫向運(yùn)動(dòng)，在四周水的壓力下無(wú)法躍出水面。這就是掌心向下、平掌入水濺起的水花小的原因。

仔細(xì)觀察我國(guó)跳水運(yùn)動(dòng)員入水時(shí)的動(dòng)作，你們會(huì)發(fā)現(xiàn)他們一般一只手手掌放平，另外一只手抓住手背。這樣，能保持身體穩(wěn)定，且減小身體與水面接觸的面積。

與跳水運(yùn)動(dòng)員不同，游泳運(yùn)動(dòng)員在跳水時(shí)，雙手繃直以楔形姿勢(shì)扎入水中，能更加鋒利地破開水面，受到的阻力也會(huì)更小。

手臂夾緊頭部且靠近耳朵

入水時(shí)，手臂必須在正中間。靠后或靠前入水，軀干的穩(wěn)定性都會(huì)降低，水壓會(huì)讓身體變成拱形。

在入水的過(guò)程中，軀干要繃緊繃直，身上每一塊肌肉都要發(fā)力。如果沒(méi)有繃緊，入水時(shí)所受到的沖擊會(huì)推動(dòng)身體部位發(fā)生偏離，產(chǎn)生較大的水花。

看了這么多，你們應(yīng)該對(duì)奧運(yùn)知識(shí)相當(dāng)了解了吧？2020年?yáng)|京奧運(yùn)會(huì)是獨(dú)特的、令人難忘的奧運(yùn)會(huì)，不僅體現(xiàn)了運(yùn)動(dòng)員們堅(jiān)韌奮勇的精神、團(tuán)結(jié)有愛的品格，展現(xiàn)了許多感人的畫面和先進(jìn)的科技，還告訴我們應(yīng)該保持積極樂(lè)觀的態(tài)度，在生活中也要努力拼搏、奮發(fā)向上。保留關(guān)于奧運(yùn)會(huì)的獨(dú)特記憶的同時(shí)，我們用科技武裝自己，邁步向前，好好學(xué)習(xí)，勇敢地去拼一拼吧！