辽宁分社正文

“机器人+VR” 冬奥健儿好帮手

沈阳日报 2022年01月19日 11:21

  在赛场收集风向、风速、雪面摩擦力、空气湿度等环境数据

  “机器人在位于张家口的冬奥赛场通过5G网络传回赛道环境实时数据,你在东北大学实验室里就能通过VR体验系统仿真滑行,仿佛身临冬奥赛场参赛。”1月18日,东北大学机械学院王宏教授,向记者展示了该团队研制的“滑雪道多模态环境要素和滑行速度测量机器人及虚拟与现实动态链接的VR滑雪体验系统”,并向记者讲述了这套系统的研发历程和助力冬奥健儿备战北京冬奥会的故事。

  赛场情报员

  机器人精准捕捉

  雪场环境数据

  实验室里,一个头顶两部“风扇”、身高只有30厘米的机器人吸引了记者的目光。别看萌萌的小家伙个头不大,但却是一个高科技产品。据王宏介绍:“机器人的名字是‘滑雪道多模态环境要素和滑行速度测量机器人’,主要功能是在赛场收集风向、风速、雪面摩擦力、空气湿度等环境数据,还能准确捕捉滑行速度。”可以说,这款机器人是赛场情报员。

  从去年7月份开始,这款机器人便伴随中国自由式滑雪空中技巧队进行夏训和冬训,无论是在旱雪,还是真雪场地上,为国家队教练组提供了大量数据,帮助运动员更高质量完成训练内容。

  指挥中枢

  虚拟现实VR系统

  实时模拟赛场环境

  “如果说,这款机器人是情报员,那么,我们设计的虚拟与现实动态链接VR滑雪体验系统就是指挥中枢。”王宏介绍说,VR滑雪系统与普通的虚拟现实系统不同,它与滑雪道多模态环境要素测量机器人动态链接,在5G通信技术的支持下,通过“云端”将机器人测得的雪道数据实时传输给远方的VR系统,使得运动员或体验者戴上VR眼镜,足不出户在室内滑雪毯上就能模拟室外滑雪体验。室外训练不便时,通过改变系统的参数,就能帮助运动员达到在不同环境下训练的目的。

  王宏形象地比喻说:“如果通信条件能满足,只要机器人能被运到欧洲的阿尔卑斯山工作,那么你就可以在位于沈阳的东北大学实验室里,通过VR系统模拟的阿尔卑斯山雪道环境,进行模拟滑雪。”

  之于风速

  ▶机器人问世前:

  赛场提供的风速数据一般都是由距离地面5米以上的仪器监测的,与运动员贴近地面滑行的风速有一定差异。

  ▶机器人问世后:

  这款机器人履带上安装了类似钉子的抓地装置,能够在雪面上、甚至雪坡上快速行进。理论上,这款机器人能测量到雪场任何需要位置的风向、风速,以便于运动员选择出发时间和滑行战术。

  之于滑行速度

  ▶机器人问世前:

  测量运动员滑行速度的传统方式是人工手持测速仪测量,这种测试方式对测量人的位置和稳定度要求很高。

  ▶机器人问世后:

  此款机器人弥补了人工测速的不足,测速时机器人位于雪道外,且与滑雪道的距离可调;测试位置根据需要可移动,测速时获得的运动员位置区间精确,稳定性、精确性远远高于人工手持装置。

  未来前景 沈阳市民滑在北京冬奥“赛场”

  据了解,这套系统的研发过程中并非一帆风顺。据王宏透露:“我们之前设计的机器人一般都是在室内工作,对环境要求不高。但室外雪场环境复杂,而且温度很低,机器人要达到长时间稳定工作并不容易。一开始,机器人在低温下故障率较高,经过新材料、新设计等方面的攻关,最终生产出了能在零下50摄氏度正常工作的机器人。”

  低温环境下,电池耗电很快,研发团队还研制了一套便携式低温太阳能充电系统,确保在室外对机器人电池进行充电。

  王宏说:“目前这套系统只是为自由式滑雪空中技巧国家队服务,但它未来的应用领域非常广泛,很多体育项目都可以通过该系统进行模拟训练。”

  王宏透露,系统对虚拟冬奥赛场设计完成之后,在沈阳设立VR实验室,这样广大市民就可以在沈阳通过VR系统,享受滑行在北京冬奥“赛场”的快乐。

  沈阳日报、沈报全媒体高级记者 马骋

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