北京2022年冬奧會期間，密閉場館內(nèi)空氣中的病毒如何實(shí)現(xiàn)監(jiān)測預(yù)警和快速檢測？公共空間“生物氣溶膠新冠病毒核酸監(jiān)測系統(tǒng)”為其提供了解決方案。
“該系統(tǒng)主要由清華大學(xué)和北京大學(xué)合作研發(fā)而成，并通過技術(shù)轉(zhuǎn)讓或許可，明確了該技術(shù)的優(yōu)勢、作用及相關(guān)安全準(zhǔn)入條件，最終經(jīng)過層層選拔進(jìn)入北京冬奧會的場館。”該項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院研究員劉鵬說。
這只是諸多科技成果走進(jìn)北京冬奧會的一個縮影。自北京冬奧會籌備以來，科技部和北京市就啟動了一系列“科技冬奧”專項(xiàng)，充分發(fā)揮產(chǎn)學(xué)研互動優(yōu)勢，最終讓這些成果“走出”實(shí)驗(yàn)室，“落進(jìn)”生產(chǎn)線，應(yīng)用于各個賽場，為北京冬奧會順利舉辦保駕護(hù)航。
多項(xiàng)新技術(shù)成果的試驗(yàn)場
北京冬奧會實(shí)現(xiàn)了規(guī)模最大的“5G+8K”超高清視頻轉(zhuǎn)播，北京全市有超過200個落地點(diǎn)位放置8K屏幕。市民可以在戶外、商業(yè)場所甚至是社區(qū)活動中心觀看冬奧會超高清賽事轉(zhuǎn)播。
2020年，超高清視頻（北京）制作技術(shù)協(xié)同中心（以下簡稱協(xié)同中心）承擔(dān)了北京市科學(xué)技術(shù)委員會（以下簡稱北京市科委）“國內(nèi)首臺套5G+8K轉(zhuǎn)播車集成關(guān)鍵技術(shù)演進(jìn)研究”任務(wù)，開發(fā)了車載“5G+8K”多通道收錄和慢動作回放系統(tǒng)、8K編解碼器等，建立了“5G+8K”轉(zhuǎn)播技術(shù)規(guī)范。
但在此之前，“8K視頻數(shù)據(jù)量巨大，傳統(tǒng)的計(jì)算、存儲、傳輸技術(shù)難以滿足產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，而缺乏內(nèi)容支持也導(dǎo)致其難以普及，處于‘叫好不叫座’的尷尬狀態(tài)”。協(xié)同中心副總經(jīng)理?xiàng)顒Ρ硎尽６本┒瑠W會各項(xiàng)測試賽和大賽的舉辦，不僅為“5G+8K”超高清轉(zhuǎn)播提供了場景，也提供了很好的內(nèi)容支撐。
“事實(shí)上，奧運(yùn)會和電視轉(zhuǎn)播技術(shù)的關(guān)系，遠(yuǎn)比公眾想象中要密切。”楊劍表示，很多新興的電視轉(zhuǎn)播技術(shù)，正是以奧運(yùn)會為契機(jī)推廣的，奧運(yùn)會成為了電視轉(zhuǎn)播技術(shù)的“催化劑”。
2008年北京奧運(yùn)會是人類歷史上首次采用2K數(shù)字高清信號進(jìn)行節(jié)目轉(zhuǎn)播。其清晰度不亞于在現(xiàn)場3米距離直接觀賽的體驗(yàn)。2022年北京冬奧會上“5G+8K”的試驗(yàn)示范，也將推動超高清視頻轉(zhuǎn)播更大規(guī)模的應(yīng)用。
除此之外，石墨烯技術(shù)也在此次冬奧會上大顯身手。“借助北京2022年冬奧會的東風(fēng)，研究院的多項(xiàng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化。”北京市石墨烯技術(shù)研究院院長王旭東表示。
北京創(chuàng)新愛尚家科技股份有限公司（以下簡稱愛尚家科技公司）基于該研究院的石墨烯技術(shù)，針對賽場一線工作人員的服裝保暖需求，聯(lián)合研發(fā)了低溫環(huán)境石墨烯智能發(fā)熱產(chǎn)品及熱力保障應(yīng)用技術(shù)。
“例如，冬奧會開幕式所在地‘鳥巢’的座椅，是我們利用石墨烯技術(shù)開發(fā)的發(fā)熱座椅。我們還開發(fā)了石墨烯發(fā)熱馬甲、圍巾、手套、襪子等系列保障產(chǎn)品。”愛尚家科技公司CEO陳利軍說。
將石墨烯技術(shù)與賽場轉(zhuǎn)播設(shè)備抗低溫的需求相結(jié)合，北京國際云轉(zhuǎn)播科技有限公司開發(fā)了基于石墨烯材料的5G云轉(zhuǎn)播背包，保障設(shè)備在零下20攝氏度條件下也能正常工作。
“科技冬奧”促進(jìn)產(chǎn)學(xué)研深度結(jié)合
在承擔(dān)“科技冬奧”專項(xiàng)之前，劉鵬團(tuán)隊(duì)長期開展相關(guān)檢測研究，并打算將自己的成果產(chǎn)業(yè)化，但遲遲未能實(shí)現(xiàn)。
“高校和科研單位做的是前期的技術(shù)研發(fā)和論證，而要‘走出’實(shí)驗(yàn)室，‘落進(jìn)’生產(chǎn)線，實(shí)現(xiàn)批量化生產(chǎn)和推廣，必須依托企業(yè)力量，同時(shí)需要投入大量的人力、物力、財(cái)力。”劉鵬說。
北京市科委“科技冬奧”專項(xiàng)的實(shí)施，有力推動了劉鵬團(tuán)隊(duì)與北大團(tuán)隊(duì)、相關(guān)企業(yè)的產(chǎn)學(xué)研深度結(jié)合。
劉鵬聯(lián)合北大團(tuán)隊(duì)研發(fā)的“生物氣溶膠新冠病毒核酸監(jiān)測系統(tǒng)”，委托北京工匠生物科技有限公司生產(chǎn)氣溶膠采集器；委托北京梓晶生物科技有限公司生產(chǎn)一體化核酸檢測儀器和試劑耗材；委托賽納生物科技有限公司負(fù)責(zé)試劑原材料的研發(fā)。
其中，北京工匠生物科技有限公司是通過轉(zhuǎn)化北京大學(xué)科技成果而成立的創(chuàng)業(yè)企業(yè)，主要聚焦生物氣溶膠采集、監(jiān)測等領(lǐng)域，產(chǎn)品已全部實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化和自主可控。北京梓晶生物科技有限公司則依托清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院、藥學(xué)院的研究基礎(chǔ)與研發(fā)實(shí)力，瞄準(zhǔn)分子診斷這一體外診斷領(lǐng)域的黃金賽道，推出系列化、集成化、自動化的分子診斷平臺與產(chǎn)品。
“這是一個產(chǎn)學(xué)研深度結(jié)合的樣本，將高校的科研成果轉(zhuǎn)化為走向市場的高精尖技術(shù)。轉(zhuǎn)化過程中，除了多學(xué)科協(xié)同創(chuàng)新，還需要整個產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)同配合，才能實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)、質(zhì)量穩(wěn)定及成本可控。”北京梓晶生物科技有限公司總經(jīng)理?xiàng)钜阏f。
在北京冬奧會場館的改造中，“水立方”變身“冰立方”，也是產(chǎn)學(xué)研合作的典范。
在科技部與北京市科委“科技冬奧”相關(guān)專項(xiàng)的支持下，國家游泳中心與來自清華大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、北京交通大學(xué)等4所大學(xué)和中建一局、商湯科技等科研團(tuán)隊(duì)合作，成功研發(fā)了系列關(guān)鍵技術(shù)，在“水立方”場館改造中獲得了應(yīng)用。
“這些冬夏場景的智能轉(zhuǎn)換體系，包括可轉(zhuǎn)換場地、可調(diào)節(jié)環(huán)境、智慧場景控制和增強(qiáng)觀賽體驗(yàn)等關(guān)鍵技術(shù)。”國家游泳中心總經(jīng)理、冬奧場館運(yùn)行團(tuán)隊(duì)后勤副主任楊奇勇介紹。
在項(xiàng)目之初，畢業(yè)于哈爾濱工業(yè)大學(xué)的楊奇勇邀請其師兄張文元教授，協(xié)同解決冰場的堅(jiān)固穩(wěn)定問題，研究其力學(xué)和結(jié)構(gòu)性能；楊奇勇還同北京市建筑設(shè)計(jì)研究院副總建筑師鄭方一起，邀請中國工程院院士、清華大學(xué)建筑學(xué)院教授江億加入，指導(dǎo)科研隊(duì)伍研究室內(nèi)環(huán)境和氣流組織。
“經(jīng)過各方協(xié)同研發(fā)，國家游泳中心比賽大廳實(shí)現(xiàn)了‘水上功能’和‘冰上功能’的自由切換。”楊奇勇說，這讓北京夏奧會場館遺產(chǎn)再次煥發(fā)活力，為體育場館“反復(fù)利用、持久利用、綜合利用”貢獻(xiàn)“中國經(jīng)驗(yàn)”。
推動產(chǎn)業(yè)發(fā)展壯大
北京市科委、中關(guān)村管委會二級巡視員王建新介紹，截至目前，在冬奧場景已先后測試和使用了200多項(xiàng)技術(shù)，涉及信息工程與軟件工程、公共安全、高清視頻、5G和新能源等領(lǐng)域，適用智慧、綠色、安全、防疫等60多個細(xì)分應(yīng)用場景。
在這些技術(shù)中，已確定賽時(shí)應(yīng)用的技術(shù)達(dá)70余項(xiàng)，其中20余項(xiàng)在技術(shù)先進(jìn)性和應(yīng)用展示度方面頗具代表性。
除了5G云轉(zhuǎn)播背包，在北京市科委“科技冬奧”專項(xiàng)的支持下，北京國際云轉(zhuǎn)播科技有限公司還研發(fā)了超高清云轉(zhuǎn)播平臺、遠(yuǎn)程無人混合采訪、遠(yuǎn)程新聞發(fā)布系統(tǒng)等系列產(chǎn)品。
“傳統(tǒng)轉(zhuǎn)播以現(xiàn)場制作為主，需要龐大的制作團(tuán)隊(duì)。”北京國際云轉(zhuǎn)播科技有限公司CTO張鵬洲介紹，例如4K轉(zhuǎn)播車價(jià)格高達(dá)8000萬元，只有少數(shù)機(jī)構(gòu)有能力使用。因此傳統(tǒng)轉(zhuǎn)播面臨設(shè)備成本高、人員投入大等問題。
而超高清云轉(zhuǎn)播平臺的研發(fā)成功，有望使重資產(chǎn)、高門檻的傳統(tǒng)轉(zhuǎn)播方式實(shí)現(xiàn)“輕量化”，并推動轉(zhuǎn)播設(shè)備云端化和人員服務(wù)遠(yuǎn)程化。目前，超高清云轉(zhuǎn)播平臺項(xiàng)目已成為科技冬奧三大重點(diǎn)布局產(chǎn)業(yè)之一。
在“科技冬奧”專項(xiàng)的牽引下，愛尚家科技公司與北京石墨烯技術(shù)研究院還成立了石墨烯纖維共建實(shí)驗(yàn)室，專注石墨烯柔性纖維熱管理技術(shù)的研發(fā)及應(yīng)用，已獲得50多項(xiàng)核心專利，相關(guān)解決方案和終端產(chǎn)品已應(yīng)用于新能源汽車的熱管理系統(tǒng)、低溫環(huán)境特種發(fā)熱裝備等。
“基于聯(lián)合研發(fā)的石墨烯技術(shù)，我們與相關(guān)服裝企業(yè)聯(lián)合設(shè)計(jì)研發(fā)的石墨烯發(fā)熱羽絨服，獲得了多個創(chuàng)新科技產(chǎn)品獎、設(shè)計(jì)大獎。”陳利軍說。
編輯：陳曉艷
