科技改变世界，科技改变世界杯
??2022年11月20日，2022年卡塔爾世界杯（英語：FIFA World Cup Qatar 2022）在充滿阿拉伯風情的開幕式中拉開了帷幕。
??相比以往世界杯，今年卡塔爾世界杯在賽場上加設的黑科技，讓我們在賽場上反復領略到了各種劇情“反轉”。不僅如此，各種新技術應用開啟世界杯花樣玩法，可以說元宇宙已“全面滲透“本屆世界杯，現在一起來盤點一下本屆世界的一些“科技與狠活”。
??本文就盤點一下2022卡塔爾世界杯都有哪些黑科技吧。
一、CTR－CORE和IMU慣性傳感器
??在世界杯小組賽葡萄牙擊敗烏拉圭的比賽進行到第54分鐘時，B費傳中后C羅做出頭球動作成功破門，C羅也在賽場上歡呼，慶祝自己打破了紀錄。不過，在賽場的大屏中卻顯示該進球歸屬于布魯諾·費爾南德斯。
??本屆世界杯上，每個比賽用球內部的中央都有CTR－CORE，即在足球內部植入一枚中央芯片，雖然類似的技術在籃球、網球等運動中已早有使用，不過這還是第一次被用在足球上。
??為了讓足球具有優異的抗震性能，世界杯官方指定用球“Al Rihla”內膽中新的懸掛系統使用了多個連接柱，將芯片固定在球體中心的囊殼中，從而保證了球的平衡性不受影響。同時，該懸掛系統還搭載了內置的運動傳感器，使這項技術對球員來說不易察覺，也不會影響其任何運動表現。據稱，這款設備重14克，實際上是由兩個同時工作的獨立傳感器集成而成，其中之一就是超寬帶（UWB）傳感器，可以跟蹤和獲取足球精確的位置數據，也可以將數據實時傳輸至后臺系統中。而在本次判斷C羅頭部是否觸碰到足球的過程中發揮作用的則是慣性測量單元（IMU）傳感器，用來探測足球細微運動。
??據稱，這也是世界杯官方比賽用球內有史以來最精確的運動傳感器，通過使用UWB傳感器獲取位置數據、IMU傳感器獲得精細的三維運動數據，保證了足球關鍵數據的采集，使得在比賽的任何時刻，當足球被踢、被頂、被扔，甚至輕擊時，傳感器都會以每秒500次的速度獲取相關數據，再通過人工智能系統整合分析，準確判斷足球落點與傳球點。
??如圖，在葡萄牙和烏拉圭的比賽中，阿迪達斯稱其通過IMU傳感器測量和所附的圖形中缺乏“心跳”，無法測量到球上所受到的外部力，這也明確顯示C羅在比賽中的首個進球中并沒有真正接觸到球。
??IMU是慣性運動單元（InerTIal measurement unit）的縮寫，而慣性傳感器則是用來檢測物體的旋轉運動（或角速率）及加速度的裝置，可以將物理運動轉換成電信號，并通過電子電路進行放大和處理。其原理是慣性定律，從超小型的MEMS傳感器到測量精度非常高的激光陀螺，無論尺寸是只有幾個毫米的MEMS傳感器，還是直徑幾近半米的光纖器件采用的都是這一原理。
??大多數時候，IMU傳感器是由四個基本傳感器組成，即加速度計、陀螺儀（角速度計）、磁力儀和光學傳感器，這四個獨立的模塊可以產生不同的信號，并通過接口將這些信息傳送給處理器。
??其中，加速度計用來檢測物體在載體坐標系統獨立三軸的加速度信號，這對運動分析來說非常重要；陀螺儀可用來確定一個物體在三維空間內的方向，主要測量繞三個軸的角速度，即俯仰（X軸）、滾轉（Y軸）和偏航（Z軸），組合連接在一起的多個傳感器則可以用來模擬整個身體的運動；磁力計有助于定向，可用于校準并將數據定向到正確的位置，它不像其他兩個傳感器那么重要，但是它們添加了適合戶外運動的另一層數據。
而陀螺儀和加速度計，是IMU傳感器最核心的部分，也是影響慣性系統性能的主要因素。尤其是陀螺儀其漂移對慣導系統的位置誤差增長的影響是時間的三次方函數，而高精度的陀螺儀制造困難，成本高昂。通常情況下，IMU傳感器由三個方向的加速度計與各個方向陀螺儀組成，“3（加速度計）+3（陀螺儀）”的組合也是目前常見的6軸IMU傳感器結構。例如，用戶在使用手機玩某些游戲時，通過左右或者前后傾斜手機，即可讓球類向著對應的方向移動，這就是手機內置帶有三軸加速度計的IMU傳感器而產生的效果。
二、VAR視頻助力裁判和SAOT半自動越位判罰
??在阿根廷隊1：2不敵沙特阿拉伯的比賽中，阿根廷隊僅罰進一粒點球，其中有三粒進球因為越位被判無效。此外，這場比賽共被判罰10次越位，也創下了自2018年世界杯應用VAR（視頻助力裁判）技術以來單場越位次數新高。這場比賽之后，大部分球迷都開始了解到VAR（視頻助力裁判）技術，不少媒體也介紹了半自動越位判罰技術（SAOT）的作用。
??系統通過球場頂部的12臺特制攝像機，運用視頻動作捕捉技術，定位29個和判罰相關的不同部位形成數據點，并以每秒50次的頻率發送數據，實時追蹤足球和球員的位置，自動畫出虛擬越位線。
一旦檢測到越位，SAOT系統將自動向視頻助理裁判發出警報、協助判罰。當裁判完成判罰后，SAOT系統會在球場屏幕上播放3D動畫圖像，以此來向觀眾展示裁判做出判罰決定的依據。
另外厄瓜多爾隊在比賽開始3分鐘打進的球被判越位，也是在該技術的幫助下判罰的。
三、AI倒時差神器FlyKitt
??今年的世界杯不同于以往比賽的時間，而是在冬季進行。運動員從世界各地趕往卡塔爾要倒時差，還要在短時間內完成集訓、盡快適應新場地，在時間緊湊的情況下，還要全身心投入比賽和訓練，對運動員來說是個不小的挑戰。
??現代運動醫學研究顯示，時差對球員身體的影響遠不止于體內生物鐘與外部時鐘產生沖突，影響睡眠、體溫、血壓和導致饑餓感紊亂，還在于長途飛行和晝夜節律失常導致的肌體內在炎癥反應。而正是這種炎癥反應，是球員身體無法短期內適應時差的根本原因。
??來自美國的公司Fount近期推出了一款針對倒時差的產品名為FlyKitt，目前該產品已被美國足球隊使用。這是一套由AI驅動的解決方案，能通過個性化的飲食方案以及輔助工具，幫助用戶盡快適應時差。
四、SPEEDSHELL鑄就史上飛行速度最快的世界杯用球
??本屆世界杯的官方比賽用球名為AL RIHLA，中文名為“旅程”，以卡塔爾文化、現代建筑、標志性的帆船和國旗為靈感來源，由阿迪達斯設計打造。
它應用了阿迪達斯的一項核心技術SPEEDSHELL，使用了一種名為 Speed Shell 的新型聚氨酯 (PU) 皮革材料，采用了20塊皮的設計，其表面紋理提高了足球飛行的準確性和穩定性，使其成為世界杯歷史上空中飛行速度最快的用球，以支持高質、高速的足球比賽。其珠光表面采用活力醒目的配色和設計圖案，帶來更強的視覺沖擊力。“AL RIHLA”的設計還考慮了環保因素，它是世界杯歷史上第一款完全使用水性油墨和膠水制作的用球。
五、“第一屆空調世界杯”恒溫球場
??雖然正值冬季，但卡塔爾地處海灣地區，氣溫有可能達到30℃上下。但天氣太熱，也有人質疑以卡塔爾的高溫，看臺上的觀眾都不一定會受得了，運動員能否發揮好還是個問題。
??對此，卡塔爾給露天球場裝上了空調。在本屆世界杯的8個體育場中，有7個采用了最先進的冷卻技術，不僅能解暑，還能凈化空氣。
??系統主要利用太陽能制冷，冷空氣通過管道循環至整個球場。其中觀眾席每個座位下都有獨立的空調通風口，觀眾看球時會感覺很涼爽舒適。球場的制冷系統融合了隔熱材料與“定向降溫”技術，只在特定時間作用于特定區域，所以小伙伴們也不用擔心在露天球場吹空調會浪費。
??唯一沒有采用該技術的是自然通風的974體育場，畢竟它靠近海岸，所以不需要冷卻。974體育場70%的體量，正好采用974個集裝箱“拼裝”而成，也是全世界第一座可完全拆卸的足球場。
為確保集裝箱搭建的主體強度，球場鋼架結構還使用了“高釩密閉索”制造技術，由中國的徐水巨力集團負責施工。
值得一提的是，海灣球場上還有獨特的可伸縮屋頂設計，能顯著改善冷卻過程，使得空調系統所需的水和能源使用不會負擔過重。當遇到惡劣天氣時，可伸縮屋頂還可以關閉，保證了球賽的順利進行。
六、智能綁帶，比球員更懂自己
??在世界杯賽場上，還將出現一項新技術——以色列體育科技初創公司Playermaker的智能綁帶。每一只裝有Playermaker綁帶的球鞋都內置一個六軸運動傳感器，每秒對左右腳的運動進行1000次采樣。結合分析設備，教練和球員就可以了解他們在場上的表現，包括球鞋與地面的撞擊、腳部旋轉、控球、踢球速度、帶球時間、沖刺次數、覆蓋范圍、速度和動作頻率等信息。
雖然，目前該產品還沒有出現在該屆世界杯的球場上，但是英超的曼城、富勒姆等全球160多個青訓營和俱樂部都在使用這項技術。相信該技術走進世界杯，指日可待。
總結
以上是生活随笔為你收集整理的科技改变世界，科技改变世界杯的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
- 上一篇： vivado中symthsis（综合）和
- 下一篇： tcpdump 详细解读