【世界博览】世界杯上的“黑科技”

hilalchemist

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本届世界杯创造了3个“首次”：首次在北半球的冬季举行，首次由从未进过世界杯决赛圈的国家举办、首次在中东国家境内比赛。
以东道主的身份打入世界杯
卡塔尔，位于波斯湾西南岸的卡塔尔半岛上，属热带沙漠气候。这个1971年独立的国家，国土总面积11521平方千米，海岸线长563千米，截至2021年6月总人口为250.5万。按照《2020中国人口普查分县资料》标准划分，100万——300万人口规模是II型大城市，符合该人口规模的城市有70个，而超过该规模的国内城市更有105个。所以，按照国内城市的人口规模来说，卡塔尔就是一个普通地级市。就是这样一个规模的国家，却拥有14家知名足球俱乐部，499名职业足球运动员。按照2022年国际足联的最新排名，卡特尔国家队排名第58，比中国足球队高出20个名次。
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卡塔尔首都多哈的媒体中心，第一次实现了媒体电子化取票，推出主新闻中心虚拟体育场，在媒体运行方面采取更多信息化、智能化、数字化的措施，使新闻报道更为便利。
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- C: t$ M7 H0 {" a: e  Z$ u& y- K自从2010年卡塔尔赢得了世界杯主办权，其间的申诉声以及质疑声就从未间断，因为卡塔尔从未冲入世界杯。一个从未参加过世界杯的国家却能够举办世界杯，这非常不可思议。
然而卡塔尔未冲入世界杯这项空白，将在2022年突破。在本次世界杯之中一共就有32个球队，其中31个球队已经确定，第32个球队就是东道主卡塔尔国家队，将直接进入决赛。
9 y; ?( r( Q/ m为球迷带来20度恒温
8 w) {3 ?& s4 S' f* \9 X: I11月份对于四季分明的国家来说已是冬季，但是在卡塔尔却依旧有高达30℃的高温。地处中东沙漠地区的卡塔尔，四季很不明显。每年4月-10月是夏季，也是一年中最长的季节，气温超过40℃。好在冬季卡塔尔的最高气温在24-30℃之间，适合进行户外运动，所以2022世界杯选在了冬季举办。
为了给比赛和观赛提供舒适的温度，卡塔尔在7个世界杯体育场都安装了“重点制冷”的降温系统，为跑动较大的运动员和球迷提供更凉爽的空气。该降温系统将外部空气通过太阳能空调风扇冷却，冷空气从通风口进入看台，以及更大的通风口进入体育场。空气循环技术将冷却后的空气抽回，重新冷却和过滤，这一过程完成后，循环空气将被送回体育场，由此保障让每个球场的温度恒定在22℃。


4 a& P2 |( O# r& G" e) ]本届世界杯的球场制冷是一项挑战，自从卡塔尔赢得2022年世界杯的竞标以来，该国的工程师就一直在研究空调在体育场馆中的应用。 例如要考虑室外空间对温度和湿度的控制，以及冷却系统需要的巨大能量。
这项降温技术也在其他公共区域被有效运用，例如卡塔拉文化村中，广场的人行道已经实现了100%的降温。此外，卡塔尔不断在全国各地的人行道中开发并运用降温技术，用创新推动环保进步，从而不会为电网和水网带来压力。例如在阿斯拜尔公园的人行道上，降温技术的能量就完全由太阳能电池板产生。降温技术的运用也鼓励了更多人在夏天前往室外，积极参与体育运动，从而更好推动全民健康的发展。
  T. z3 v+ Q* H* x$ E6 g, m& R同时，卡塔尔还在本届世界杯上，为所有体育场配备了LED灯。这种照明技术节能、无毒，使用寿命是传统灯泡的6倍。甚至在阿尔拜特体育场和卢塞尔体育场的开闭幕式中使用了变色灯显示效果。此外，世界杯期间使用的电力也直接来自位于多哈郊外的一个太阳能电池板农场，该农场由卡塔尔能源和卡塔尔水电公司(QEWC)开发。
/ k1 ]  e* A+ ~, Z6 s- d6 D5 u智能交通服务百万球迷
众所周知，世界杯会为举办国提供不少的经济增长，国际足联的报告显示，2018年俄罗斯世界杯期间，约有60万外国游客涌入俄罗斯，为俄罗斯带来约19.49亿美元的收入。另据旅游分析集团Forward Keys的数据，从包括阿联酋、墨西哥、阿根廷、西班牙和日本等10个国家飞往卡塔尔的机票，预订量正在激增。数据显示，截至2022年9月底，在11月14日至12月24日从这10个国家起飞前往卡塔尔的航班，比2019年增长了10倍以上。
; w. p* }4 m0 N5 S作为全球第一大液化天然气生产和出口国，卡塔尔的国内人均生产总值为6.18万美元，属国际社会认定的发达国家。尤其是首都多哈，人口不到百万，街上很少能看到行人，既无大小车辆的喧嚣，也没有拥挤的上班人群。不过为了应对可预见的激增客流量，澳大利亚一家科技公司为本届世界杯提供了智慧交通解决方案。该方案有效地管理交通运输，让往返体育场馆和住地的参赛球队、球迷更加顺畅。让来自世界各地的100多万球迷“不迷路”。


; o4 J2 u7 s" f& A2 R- a: u可穿戴的科技球衣
2014年世界杯期间，在巴西队5:1战胜喀麦隆队的比赛过程中，由于心脏疾病死亡的人数为20人，远少于巴西队以1：7输给德国队时的死亡人数——在那场比赛中共有29人死亡。研究人员发现，在一场情绪起伏明显、压力巨大的比赛中，死亡率往往会显著增长。2018年，巴西圣保罗州立大学(UNESP)神经系统研究中心一项研究显示，世界杯期间球迷的心脏病患病率与平时相比明显上升。英国的《新英格兰医学杂志》的一项调查同样表明，极端狂热的球迷患上心律失常和急性心肌梗死等心血管并发症的比例，是正常人的2.66倍。圣保罗州立大学神经系统研究中心的教授认为：“相比于一般的球迷，狂热的球迷更容易患上心脏疾病，患高血压和心血管疾病的比例也高于一般球迷。”可见，足球比赛那令人极度紧张的氛围，会导致肾上腺素激升，进而造成人们生理上的变化，使得心率和血压升高，更可能导致心脏病发作甚至死亡。
为了保护球迷身体健康，本届卡塔尔世界杯为球迷提供了集成传感器球衣，能够实时提供心率、呼吸的跟踪，以便监测球迷的健康情况。一旦发现有人的身体发出危险信号，医护人员将迅速提供医疗干预。同时，针对有身体隐患的球迷，主办方还开发了一系列可穿戴电子设备，以帮助参加卡塔尔世界杯的球迷，避免突发的医疗状况。
针对有身心健康问题的球迷，主办方在体育场内还特别设立了“感官观看室”，为自闭症患者或因其他健康问题无法到看台观看比赛的球迷，提供安全安静的空间。这些房间的特点是对比赛全程的互动展示、控制灯光和游戏，以帮助他们在舒适的环境中享受观看乐趣。
人工智能让裁判裁决更加精准
1966年世界杯决赛，英格兰队的射门压住门线， 1986年的世界杯决赛，迭戈·马拉多纳对英格兰球门，用著名的“上帝之手”打进了一球，以及2018年俄罗斯世界杯上，视频助理裁判做出的决定。多年以来，世界杯比赛的判罚结果和尺度，一直是人们争议的焦点，有的错误判罚甚至在半个世纪过去后仍在讨论。



本届世界杯国际足联再次使用“越位技术”来追踪球员手和脚的位置，在视频裁判和现场裁判确认后，系统将使用完全相同的位置数据点生成3D动画，详细说明球员四肢在球场上的位置。

在本届卡塔尔世界杯上，国际足联再次使用“越位技术”来追踪球员手和脚的位置，该技术目前已在卡塔尔举行的世俱杯和阿拉伯杯中得到应用。这项技术利用人工智能以及在体育场周围的一系列摄像头，来追踪球员的肢体运动，立即为裁判创建虚拟越位线。新的半自动越位技术，安装在体育场屋顶下方的 12 个专用跟踪摄像头上，来跟踪足球和每个球员的多达 29 个数据点，以每秒 50 次的频率计算他们在球场上的确切位置。收集的 29 个数据点包括与越位判罚相关的所有肢体。此外，卡塔尔世界杯还在足球内部放置了一个惯性测量单元 (IMU) 传感器，该传感器位于足球的中心，并与半自动越位技术相配合，以每秒 500 次的频率将足球数据发送到视频操作室，从而可以非常精确地检测踢球点。而球内的惯性测量单元传感器，负责向体育场内的12个专用跟踪摄像机发送足球在运动时的动量信息，这将使 VAR（Video Assistant Referee，视频助理裁判）能够准确地检测出球的确切位置。通过结合肢体和足球的跟踪数据并应用人工智能，新技术向视频操作室内的视频裁判提供自动越位警报。在通知现场裁判之前，视频裁判会通过手动检查踢球点和自动创建的越位线来验证提议。这个过程会在几秒钟内发生，这意味着可以更快、更准确地做出越位判断。
在视频裁判和现场裁判确认后，系统将使用完全相同的位置数据点生成 3D 动画，详细说明球员四肢在球场上的位置。这段 3D 动画将以最佳视角展示越位情况，然后在体育场的大屏幕上播放，还将提供给转播频道，以最清晰的方式通知所有观众。
7 j! i* m  F1 P2 G2 N' B本文载于《世界博览》杂志2022年第23期

责编：常凯
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