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【编者按】2021年是中国共产党成立100周年,是实施“十四五”规划、开启全面建设社会主义现代化国家新征程的第一年。在全党开展党史学习教育之际,黨委宣傳部特别推出“永远跟党走、奋进新征程”專題報道,全面展现学校加强党的领导党的建设取得的成绩,生动讲好北理工人的奋斗故事,广泛凝聚学校事业发展的磅礴力量,以优异成绩迎接中国共产党百年华诞。

在2022年北京冬奧會沖刺攻堅的關鍵時刻,一批批北理工人勇攀高峰,傳遞著北理工的時代擔當。在服務科技冬奧的征程上,從未停止過探索的腳步;在踐行志願服務中,爲冬奧盛會貢獻北理工的青春力量。

“精確到肌肉”的智能訓練管理系統

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單板大跳台運動員起跳扭矩分析

高山滑雪如何快速绕过旗门?越野滑雪用什么姿态最省力?跳台滑雪用何种姿势起跳最好?速度滑冰如何训练过弯道技术?北理工宇航学院霍波教授带领的人体运动力学团队针对高山滑雪、越野滑雪、跳台滑雪、速度滑冰等4类冬季运动项目,基于三维动作捕捉和自动识别技术、空气动力学实验和模拟技术、生理传感器技术、肌骨动力学分析技术等研发了“冬季项目智能訓練管理系統”。

該系統爲運動員提供個性化、智能化訓練方案,可以實時采集不同運動項目下運動員的三維姿態參數以及該動作下所産生的地面反作用力、空氣阻力等,形成該運動員的動力學數據庫,爲後續的運動生物力學分析及訓練方案的制訂提供支持。

在該項科技的助力下,教練員與運動員得以更直觀、更科學的方式深入了解運動員全過程運動狀態,並通過對比每次得出的分析報告,持續調整運動姿勢和發力方式等,幫助運動員探索個體“最優解”,不斷提升訓練成績。完成服務冬奧訓練的使命後,該系統將應用于人體康複訓練、大衆健康輔助、科研科普等場景。

爲“平安冬奧”築牢“生命線”


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燃氣管網連接千家萬戶,一旦發生燃氣泄漏,一根煙頭、甚至是汽車經過時輪胎擦出的火花都有可能會導致火災,甚至是爆炸事故。冬奧會期間,受賽事影響,人車流量變化劇烈對燃氣管網的安全管控提出了更高要求。

從2018年起,北理工機電學院袁夢琦教授團隊牽頭開展了“十三五”國家重點研發計劃課題“生命線系統運行設施風險識別與評估技術”研究,爲保障冬奧會順利進行提供風險評估及解決方案。袁夢琦團隊承擔的冬奧會“生命線耦合動態風險評估”技術研究,最大的難點在于要同時考慮各管網之間的複雜聯結造成的影響。例如當城市電力受到損害時,燃氣管網的調壓系統就會受到影響,會造成城市給水系統、交通系統等系列管網的連鎖事故,需找到關聯關系之後進行建模,給出定量分析與解決方案。

團隊還需實現多學科的交叉運用,綜合考慮突發事件、承災載體、應急管理、社會影響、管網建設年限等因素。該團隊還設計了包含4層級、192個風險指標的複雜系統模型,形成了一套針對冬奧會期間的生命線系統耦合風險評估體系。目前,這一研究成果已通過了冬奧會專家組的考核,並已在部分冬奧場館周邊開展了風險評估。

讓“全民冰雪”成爲“平安冰雪”

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反映體段個體特征的生物力學智能假人示意圖

爲了降低賽場上冰雪運動員的運動損傷,也爲了能讓更多人享受冰雪運動的樂趣,用科技手段助力實現“三億人參與冰雪運動”的目標,北京理工大學宇航學院胡更開教授團隊從2020年底開始,依托宇航學院力學和飛行器設計兩大傳統學科優勢,牽頭承擔了科技部國家重點研發計劃“科技冬奧”專項項目中的“穿戴式冰雪運動裝備運動風險關鍵參數測試技術及設備研發”課題。該課題通過研發能夠反映個性化人體體段特征的生物力學智能假人和測試技術,對冬季運動項目中的典型危險時刻進行還原,實現對不同穿戴式冰雪運動裝備運動風險的定量評估。

團隊對8名冰雪項目運動員和6名不同身材的普通人員進行了醫學核磁共振掃描,針對每個個體收集了近1000張斷層掃描圖像,並通過在假人身上安裝了約40個傳感器,利用高動態運動體姿態測控這一傳統領域技術優勢,構成了一套複雜的數據采集處理系統,以測量假人14個體段的運動特性。

目前,我國尚沒有一套完善的産品標准體系,核心技術和測試標准,大多掌握在外國人手中,冰雪運動裝備主要依賴進口。該研發成果將形成一套適合中國國情並與國際互認的産業標准,突破冰雪運動裝備産業“卡脖子”技術。

讓大冰場玩起“快閃”

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要做好冰雪運動的推廣,離不開高科技含量的技術創新和産品研發。宇航學院教師朱睿牽頭開展了“移動式可拆裝人工制冷冰場的關鍵技術”研究工作。

團隊制造了許多1米×6米的冰板,冰板內部裝置溫度、濕度等傳感器裝置。由這樣“小身材”冰板組裝的冰場,既能實現不同面積場館快速搭建的目標,又能實現全時全方位冰場監控與智慧管理。目前,團隊與華熙冰雪合作,可實現46小時內完成一塊30米×60米的標准移動式可拆裝人工制冷冰場的搭建,使用壽命可超過10年,冰場回收再利用率達到98%以上,適用于速滑等5種以上冰上運動。

“永不消逝”的冰雪

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由于冰雪受高溫易融化,這將會阻礙冰雪運動在地域、時間上的普及,阻礙冰雪産業與科技、文化、曆史的融合,急需研發出新的不融化的冰雪材料。

爲了解決這一問題,北京理工大學宇航學院張凱教授指導的學生凝膠冰雪團隊成功研發了一種不融化的凝膠冰雪材料。該新型冰雪材料具有自然冰雪的視感和觸感、生物相容性好、成本低廉、可重複利用等衆多優勢。團隊擁有調控微觀結構鎖住水分子、組分調控打造“超韌性”凝膠冰雪兩大關鍵技術,形成了冰板冰牆、凝膠冰畫、冰雪主題咖啡廳用品和裝飾紀念品四大類産品。2021年5月,該項目獲得了第十一屆“挑戰杯”首都大學生課外學術科技作品競賽“科技冬奧”專項賽特等獎。

凝膠冰雪産品將用于中國科學技術館舉辦的2022冬奧主題展覽、地方性展覽及全國巡回展覽,實現在場館裝飾、互動場地、冰雪文創等多方面的技術創新和應用推廣。

火炬“飛揚”背後的北理工人

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2022年冬奧會“飛揚”火炬

奥运火炬的发布是每届奥运会的高光时刻,火炬既象征着永恒的奥运精神,也是每一届奥运会理念和主办国文化的集中体现。2022年冬奧會“飛揚”火炬完美承载了北京冬奥会的愿景和中国的文化底蕴,国际奥委会更评价为:“是体育与文化、艺术和科技的巧妙结合。”而这支“飞扬”火炬的完美设计背后凝聚了北京理工大学设计与艺术学院校友李剑叶及其主创团队的心血和汗水。

“飛揚”火炬,絲帶飄揚,诠釋了一個更自信、更現代、更進步的中國。這是李劍葉和他的團隊交給祖國的答卷,更象征著每一位中國人傳遞出的奧林匹克中國力量。

冬奧中的青春力量

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100天後,北京冬奧會志願者將亮相鳥巢,北京理工大學學子將以最青春靓麗的風貌、以最昂揚向上的姿態迎接冬奧會的到來。10月1日,北理工冬奧志願者團體在冬奧會場館首鋼滑雪大跳台組織開展的“五星紅旗,我爲你自豪”主題教育活動,該活動被央視《新聞聯播》報道。

自接到冬奧會服務保障任務以來,學校黨委高度重視、精心部署,建立專項工作組,選拔推薦通用志願者儲備、技術專業志願者儲備、禮儀志願者儲備和城市志願者候選人約250人,選派約350名學生作爲冬奧媒體轉播項目實習生,從思想引領、培訓教育、創新實踐、助力冰雪運動等方面高效有序開展各項工作。

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將思想政治教育貫穿服務保障任務全過程。學校開展了形式多樣的主題教育和儀式教育,引領廣大師生服務國家重大戰略,樹立成才報國的堅定信念。學校在首鋼滑雪大跳台建立大學生思想政治教育實踐基地,邀請北京冬奧宣講團入校,舉辦專場報告會3場,開啓冬奧會館校對接深度合作。同時,學校還開展了“永遠跟黨走、奮進新征程”主題教育活動及“青力冬奧”系列活動。

打造一支素質高、業務強的志願者隊伍。學校十分重視對志願者隊伍的培訓教育,堅持“培訓不合格不上崗”原則,嚴格做好志願者招募、選拔、培訓工作。自志願者招募儲備工作啓動以來,學校共計3834名師生參與報名。學校通過線上與線下相結合的方式,開展思想教育、疫情防控、心理健康、應急救護、志願禮儀、扶殘助殘等專題培訓,確保全體志願者儲備人員完成培訓要求。

在服務保障冬奧會中提升創新實踐能力。學校引領激勵廣大青年,以志願服務和專業特長爲北京冬奧會、冬殘奧會做貢獻、長才幹。在暑期社會實踐中,學校有131支實踐團圍繞綠色、科技、環保等主題,開展“冬奧專題”創新實踐活動。學校還組織儲備志願者參加首鋼滑雪大跳台場館全流程綜合演練、冬奧城市志願者骨幹訓練營等實踐鍛煉,在“實戰演習”中提升志願者綜合素養。

大力推廣冰雪運動營造冬奧氛圍。學校積極推廣冰雪運動進校園活動,邀請了中國冰壺隊女隊前隊長王冰玉、花樣滑冰運動員張丹進校開展冰雪運動講座,向同學們普及冬奧知識。學校大力推廣冰雪運動、營造冬奧氛圍,讓全體師生積極參與冬奧、共享冬奧。

北理工人以高質量的科技供給、高效率的成果轉化、高質量的志願服務,爲“科技冬奧、智慧北京”不斷作出新貢獻,相關工作受到了媒體的廣泛關注。央視《新聞聯播》《光明日報》、新華社、人民網、新華網、《科技日報》等媒體進行了廣泛報道。


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