多所高校助力哈尔滨2025年第九届亚冬会!

360影视 2025-02-06 17:10 2

摘要:“冰雪同梦,亚洲同心”的哈尔滨亚冬会口号与“更快、更高、更强——更团结”的奥林匹克格言,共同寄托着全亚洲共赴未来、共襄盛举的愿景。 今年,多项高校的科研成果走出实验室,来到了这里,为亚冬助力、为冰雪经济的绿色发展注入新的动能。接下来我们就到冰雪大世界一起去发现

2025年亚洲冬季运动会将于2月7日至2月14日在哈尔滨举行。2025年亚冬会是继北京冬奥会后我国举办的又一重大综合性国际冰雪运动盛会。

“冰雪同梦,亚洲同心”的哈尔滨亚冬会口号与“更快、更高、更强——更团结”的奥林匹克格言,共同寄托着全亚洲共赴未来、共襄盛举的愿景。 今年,多项高校的科研成果走出实验室,来到了这里,为亚冬助力、为冰雪经济的绿色发展注入新的动能。接下来我们就到冰雪大世界一起去发现“创新绿”。

哈尔滨师范大学与东北林业大学

团队联合研发出了植物彩色冰

当植物和冰雪通过科技碰撞在一起,将会带来什么?在冰雪大世界哈尔滨师范大学冰雪创意设计研学实践基地有了新的发现。

哈尔滨师范大学美术学院副教授、硕士生导师 张鑫:天然植物彩色冰是首次拿出实验室来应用它,可以看到它的波段非常柔和,因为提取的都是纯植物的天然色素,你看它完全不掉色。这是传统用丙烯颜料冻制的冰块,我们可以看到它的掉色还是非常严重的。

据介绍,目前国际上使用彩色冰雪雕的国家非常少,即使有,也均使用工业色素,易掉色而且不环保。哈尔滨师范大学与东北林业大学团队联合研发出了植物彩色冰,为冰雕艺术带来了焕然一新的视觉体验。

东北林业大学材料科学与工程学院教授、博士生导师 陈文帅:这是我们从蝶豆花中提取的色素制成的蓝色的冰,紫色的是我们从玫瑰花中提取的。当然我们还可以从包括一些茶叶里面,从一些树木的叶子里面得到茶色的、绿色的冰,我们通过调控色素在水中的比例,实现了彩冰颜色多元化的这样一个呈现效果。

色素溶入水中冻成冰,不就是彩冰吗?而实际上并没有这么简单。专家告诉我们,在植物色素溶水冻成冰,尤其是大尺寸的彩冰制作过程中,很容易出现色素分子在冰中分布不均匀,导致颜色深浅不一的情况。为了解决这个问题,科研团队进行了很多的尝试和实验设计。

东北林业大学材料科学与工程学院教授、博士生导师 陈文帅:我们加入一些环境友好型的、植物级的分子,帮助这些色素在冰中非常好地分散,才达到目前我们这种效果。整个过程体系是绿色的、可持续的,这是我们一个最核心的理念,我们开发的这些试剂是环境友好的,当春暖花开的时候冰融化掉,它会变成营养物质沉积到土壤里,滋生花草的生长。

科技不仅有“色彩”,还有“温度”。受限于季节气候条件,哈尔滨冰雪大世界冰景观的建造工期只有15天到20天,从松花江采出的不规则“毛冰”,单块重量就有500~800公斤,如何把它们高效地切割成符合使用标准的“冰砌块”,成为一大挑战。往年都得靠切冰师傅们在零下二三十摄氏度“挥汗如雨”,而现在,他们有了新的“帮手”。

哈尔滨工业大学

研制出我国首台自动化的切冰设备

在冰雪大世界的梦幻冰雪馆有这样的一个实验室,在这里我国首台自动化的切冰设备已经完成了技术验证,并且在今年投入了试运行。

哈尔滨工业大学机电工程学院教授、博士生导师 任秉银:这么多年来建冰雕设施用的冰一直都是人工在切,使用手工锯,切割质量切割效率都难以保证。在这种情况下,对智能自动化生产标准冰砌块的需求十分迫切。

经过持续攻关,哈尔滨工业大学研究团队于2024年5月成功研制出“型冰机”的原理样机,在这间零下20摄氏度的实验室里上演了“冰与铁”的较量。传统切冰就像用菜刀雕玉,全凭老师傅的技术。而这台“大家伙”,有人工智能视觉识别实时监测,还有多传感器的数据融合,能确保切出的每一块冰尺寸精准。

不仅切得好,而且切得快,从前3个人10—15分钟的工作量,现在只需1分钟,效率提升了几十倍。

北京理工大学

抗噪声语义通信技术硬核升级

在亚冬会的筹备测试中,北京理工大学信息与电子学院通信技术研究所展现了一项令人瞩目的黑科技——抗噪声语义通信技术。该技术的核心在于AI“语义理解”与毫秒级降噪能力,通过“轻量化”通信方案,解决极限通信条件下语音通话不畅以及极端噪声环境中语音通话不清两大难题。科研团队模拟冰球馆赛事现场环境,场馆内运动员的呐喊声、观众的欢呼与现场广播交织在一起,形成了极其复杂的通信场景,传统通信手段在这种通信流量大且背景十分嘈杂的环境中难以应对。

北京理工大学信息与电子学院通信技术研究所科研团队研发的AI端到端语义通信系统成功解决了这一问题,实现了双机高清话音通信的突破,并在5G网络和高轨卫星通信中实验成功。该系统可部署于场馆与应急车辆,实现了低带宽传输和抗噪声通话两大技术突破。即便在体育场馆人员密集、环境嘈杂的恶劣条件情况下,系统也能实时解析语音信号、有效过滤背景噪声,实现清晰、稳定的通话,为体育赛事和应急调度提供全新通信保障。

科研人员在亚冬会冰球馆中测试抗噪声语义通信系统

北京理工大学信息与电子学院通信技术研究所在团队负责人匡镜明教授的带领下,长期以来深耕于无线通信关键技术、语音及多媒体通信技术的研究与开发,承担了多项国家和省部级重要科研项目,并积极与通信领域知名企业开展合作交流,成果显著。团队骨干费泽松教授、王晶副教授等带领科研小组开展长期技术攻关,引入人工智能赋能无线传输和语音编译码技术,经过五年的打磨和攻坚,提出了“抗噪声语义通信技术”,并自主开发抗干扰“AI语音通话系统”,通过大规模数据训练及数万次算法迭代,最终在条件严苛的亚冬会赛场成功实现通话测试任务,交出了一份令人满意的答卷。

哈尔滨工程大学

“以冰燃火”采集火种

本届亚冬会火种采集的不同之处在于“以冰燃火”,采火装置是一块直径达60厘米、重达37公斤的“冰透镜”,由一块100公斤重的人造纯净冰通过车削、熨压工艺后制成。这一创意来自哈尔滨工程大学冰雪艺术工坊负责人、机电工程学院工业设计系副教授杜兆群和他的学生们,他们融合特有冰雪文化和科技工艺,精心打磨出这面晶莹剔透的冰透镜,用冰透镜汇聚太阳之光采集火种。

这一创意也是一项科技成果转化的实例。2024年3月,杜兆群团队承担起火种采集冰透镜的制作任务。透明冰体的形成以及高精度冰透镜的加工,对环境和工艺的要求都十分苛刻。团队运用自主研发的循环冷冻技术,制作出了透明冰基材。“没有符合尺寸标准的冰透镜加工设备,我们就自主研发模具、车削和熨压等关键环节设备,并反复试验和不断优化,实现了冰透镜的最佳聚焦效果。”团队成员、哈工程2024级工业设计专业研究生张永明说。

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