北京冬奥会：新技术新成果的“孵化场”

北京2022年冬奥会期间，在相对密闭的冬奥场馆内如何实现场馆内空气病毒的监测预警和快速检测？由清华大学、北京大学、昌平实验室携手研发，三家高新技术企业承接生产的公共空间“生物气溶胶新冠病毒核酸监测系统”为解决这一难题提供了方案。

“该系统主要由清华大学和北京大学研发而成，并通过了技术转让或许可，明确了该技术的优势、作用及相关安全准入条件，最终经过层层选拔进入北京冬奥会的场馆。”该项目负责人、清华大学医学院研究员刘鹏说。

而事实上，自北京2022年冬奥会筹备以来，科技部和北京市的一系列“科技冬奥”专项，充分发挥产学研互动优势，最终让这些成果“走出”实验室，“落进”生产线，应用于冬奥各个赛场，为冬奥会的顺利举办保驾护航。

新技术新成果的试验场

北京2022年冬奥会，将实现规模最大的“5G+8K”超高清视频转播，北京全市将有超过200个落地点位放置8K屏幕，市民朋友可以在户外、商业场所甚至是社区活动中心观看冬奥会超高清赛事转播。

2020年，超高清视频（北京）制作技术协同中心（以下简称协同中心）承担了北京市科委“国内首台套5G+8K转播车集成关键技术演进研究”任务，开发了车载“5G+8K”多通道收录和慢动作回放系统、8K编解码器等，建立了“5G+8K”转播技术规范。

但此前，“8K视频数据量巨大，传统的计算、存储、传输技术难以满足产业化发展，而缺乏内容支持、也导致难以普及，曾处于‘叫好不叫座’的尴尬状态。”协同中心副总经理杨剑表示。

而北京冬奥会各项测试赛和大赛的举办，为“5G+8K”超高清转播不仅提供了场景，也提供了很好的内容支撑。

“事实上，奥运会和电视转播技术的关系，远比公众想象中要密切。”杨剑表示，很多新兴的电视转播技术，正是以奥运会为契机推广的，奥运会成为了电视转播技术的“催化剂”。

现代奥运会起源于1896年的雅典，人类用了近半个世纪的时间，才在1936年第一次让聚集在公共场所的柏林市民通过电视看到了奥运会现场的画面。

1948年伦敦奥运会，英国广播公司（BBC）向公众用电视转播了比赛，真正实现了比赛转播在社会公众层面从“听得见”到“看得见”的转变。

2008年北京奥运会，是人类历史上首次采用2K数字高清信号进行节目转播。这个清晰度不亚于在现场3米距离直接观赛的体验。北京2022年冬奥会上“5G+8K”的试验示范，也将推动超高清视频转播迎来更大规模的应用。

类似的还有石墨烯技术。石墨烯被认为是一种未来革命性的材料，但如何让它真正走进我们的生活，开发出满足大众所需的产品，一直是科学家们探索的焦点。

北京石墨烯技术研究院有限公司是一家从事石墨烯创新技术研究及产业孵化的新型创新主体。“借助北京2022年冬奥会的东风，研究院的多项技术实现了转移转化。”北京市石墨烯技术研究院院长王旭东表示。

北京创新爱尚家科技股份有限公司（以下简称“爱尚家科技”）基于该研究院的石墨烯技术，针对赛场一线工作人员的服装保暖需求，联合研发了低温环境石墨烯智能发热产品及热力保障应用技术。

“例如，针对冬奥会开幕式所在地‘鸟巢’的座椅，我们利用石墨烯技术，开发了发热座椅；此外还开发了石墨烯发热马甲、围巾、手套、袜子等系列保障产品。”爱尚家科技公司CEO陈利军说。

而石墨烯技术又与赛场转播设备抗低温的需求相结合，通过联合研发，由北京国际云转播科技有限公司开发了基于石墨烯材料的5G云转播背包，保障设备在零下20摄氏度条件下也能正常工作。

促进产学研深度结合

在承担“科技冬奥”专项之前，刘鹏团队也长期开展相关检测研究，并打算将自己的成果产业化，却迟迟没能实现。

“高校和科研单位做的是前期的技术研发和论证，而要‘走出’实验室，‘落进’生产线，实现批量化生产和推广，则必须要依托企业力量，同时需要投入大量的人力物力财力。”刘鹏说。

北京市科委“科技冬奥”专项的实施，有力推动了刘鹏团队与北大团队、相关企业的产学研深度结合。

刘鹏联合北大团队研发的“生物气溶胶新冠病毒核酸监测系统”，委托北京工匠生物科技有限公司生产气溶胶采集器，委托北京梓晶生物科技有限公司（清华大学技术转化成立）生产一体化核酸检测仪器和试剂耗材，委托赛纳生物科技有限公司负责试剂原材料的研发。

工作人员展示生物气溶胶新冠病毒核酸监测系统。郑金武摄

而北京工匠生物科技有限公司是通过转化北京大学科技成果而成立的创业企业，主要聚焦生物气溶胶采集、监测等领域，产品已全部实现国产化和自主可控。北京梓晶生物科技有限公司则依托清华大学医学院、药学院的研究基础与研发实力，瞄准分子诊断这一体外诊断领域的黄金赛道，推出系列化、集成化、自动化的分子诊断平台与产品。

“这是一个产学研深度结合的样本，将高校的科研成果转化为走向市场的高精尖的技术。在成果转化中，除了多学科协同创新，还需要整个产业链的协同配合，才能实现规模化生产、质量稳定及成本可控。”北京梓晶生物科技有限公司总经理杨毅说。

在北京奥运场馆的改造中，“水立方”变身“冰立方”，也是产学研合作的典范。

在科技部与北京市科委相关“科技冬奥”专项的支持，国家游泳中心与来自清华大学、同济大学、哈尔滨工业大学、北京交通大学等4所大学和中建一局、商汤科技等的科研团队，成功研发了系列关键技术，在“水立方”场馆改造中获得了应用。

“这些冬夏场景的智能转换体系，包括可转换场地、可调节环境、智慧场景控制和增强观赛体验等关键技术。”国家游泳中心总经理、冬奥场馆运行团队后勤副主任杨奇勇介绍。

在项目之初，毕业于哈工大的杨奇勇邀请哈工大的师兄张文元教授，协同解决冰场的坚固稳定问题，研究其力学和结构性能；杨奇勇还和北京市建筑设计研究院副总建筑师郑方一起，邀请清华大学建筑学院江亿院士加入，指导科研队伍研究室内环境和气流组织。

“经过各方协同研发，国家游泳中心比赛大厅将可实现‘水上功能’和‘冰上功能’的自由切换。” 杨奇勇说，这将让北京夏奥会场馆遗产再次焕发活力，为体育场馆“反复利用、持久利用、综合利用”贡献“中国经验”。

拉动产业发展壮大

北京市科委、中关村管委会二级巡视员王建新介绍，截至目前，在冬奥场景先后测试和使用了200多项技术，涉及信息工程与软件工程、公共安全、高清视频、5G和新能源等领域，适用智慧、绿色、安全、防疫等60多个细分应用场景。

在这些技术中，已确定赛时应用的技术达70余项，其中20余项在技术先进性和应用展示度方面极具代表性。

除了5G云转播背包，在北京市科委“科技冬奥”专项的支持下，北京国际云转播科技有限公司还研发了超高清云转播平台、远程无人混合采访、远程新闻发布系统等系列产品。

“传统转播以现场制作为主，需要庞大的制作团队。”北京国际云转播科技有限公司CTO张鹏洲介绍，例如4K转播车价格高达8000万，只有少数机构有能力使用。因此传统转播面临设备成本高、人员投入大等问题。

而超高清云转播平台的研发成功，有望使重资产、高门槛的传统转播方式实现“轻量化”，并推动转播设备云端化和人员服务远程化。目前，超高清云转播平台项目已被作为科技冬奥三大重点布局产业之一。

5G云转播背包让传统转播方式实现“轻量化”。郑金武摄

在“科技冬奥”专项的牵引下，爱尚家科技与北京石墨烯技术研究院成立了石墨烯纤维共建实验室，专注石墨烯柔性纤维热管理技术的研发及应用，已获得50多项核心ZL，相关解决方案和终端产品已应用于新能源汽车的热管理系统、低温环境特种发热装备、特种工人低温环境发热装备等。

“基于联合研发的石墨烯技术，我们与相关服装企业联合设计研发的石墨烯发热羽绒服，获得了多个创新科技产品奖、设计大奖。”陈利军说。

而服务北京2022年冬奥会，仅是“科技冬奥”系列成果的一方面。北京市科委、中关村管委会冬奥专班负责人杨鹏宇表示：“我们将持续推进科技冬奥成果落地应用，全力做好赛事期间的科技支撑和服务，使科技冬奥创新成果在冬奥会上发挥良好作用；同时，在后奥运时代，我们也将积极推进科技冬奥成果在城市建设新场景中的广泛应用。”