富贵不能赢，空调不能停！魔法怎么会失灵？

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2200亿：你的梦想，我来买单

2200亿美元是什么概念？
这笔钱需要十辆卡车才能装满；可以塞满20个60平方米大小的房间；办15次巴西世界杯、62次南非世界杯…

恒温球场、AI裁判、人脸识别、智能足球，世界杯史上最壕东道主卡塔尔，带你沉浸式体验，足球世界里的“科技与狠活”！

图1：2022卡塔尔世界杯吉祥物拉伊卜

#1

当“中央空调”走进足球场

卡塔尔世界杯球场有多冷？

西班牙、巴西多名球员集体感冒；看台上的球迷冷的穿上了毛衣和外套；甚至连球场边的音控师都不得不穿上外套抖着身子取暖…

归属于热带沙漠气候的卡塔尔，哪怕是在冬季（11月-次年2月），气温也能高达29度。为了尽可能减少天气对运动员们的负面影响，财大气粗的东道主可谓煞费苦心，但是球场的冷气似乎过于凉爽了呢！

图2：球员家属被球场空调冷出的鸡皮疙瘩

#01：球场设计“小心思”：艺术+实用=经典

首先，为了减少日光直晒，卡塔尔世界杯的八个场馆大多坐落在东西轴线上。这样一来，即使是在日照充足的白天，也可以保证球场和看台享受最大的阴凉范围。

其次，为了尽可能避免阳光“入侵”，八个场馆大多采用浅色表层。因此，教育城体育馆就被设计成了一颗闪闪发光的钻石。菱形格纹的外立面具有超高的阳光反射率，炫目而亮眼；场地则建设得略低于地面，以控制场内温度。

图3：教育城体育馆

除此之外，球场的屋顶和立面同样融入了设计师的降温“小心思”！

世界杯主体育场卢赛尔体育场，球场设计成了双幕墙结构。外幕墙由4200多个三角形单元铝板分段拟合出碗形弧面，内幕墙则设置了完全封闭的隔热玻璃。场馆立面设有三角形开口，提供遮阳并过滤进入内部大厅的光线，最大限度地提高露天体育场内的舒适度。

阿尔贾努布体育场，球场屋顶采用了折叠式聚四氟乙烯板材和电缆覆盖，可以通过伸缩来调控球场温度，拱顶设计还能够有效引导体育场周围和屋顶开口上方的热气流排出。

巴依特体育场，卡塔尔第二座获五星级认证的球场。建筑外观以传统阿拉伯帐篷为原型，聚四氟乙烯编织玻璃纤维膜的创新应用，构成了整座球场此起彼伏的建筑外观，堪称艺术与科技的完美结合。

图4：巴依特体育场

#02：“硬核”国货品牌，强势霸屏世界杯！

巧妙的球场外观设计可以最大程度减少阳光直射，球场内部的黑科技空调系统却是让球员和球迷们“瑟瑟发抖”的关键所在。

球场看台的座位下面，“藏”着数百个通风口，就像是淋浴喷头的小喷嘴一样。它们会从观众脚踝的高度，吹出强度小却密集的冷气流，让冷空气得到温和流通。

而在球场的四周，则放置了许多大型喷嘴。这些出风口每个直径都在几十厘米以上，风力非常强劲，可以为场内的球员和工作人员带来冷气，帮助高速运动中的球员快速散热！

这套黑科技空调系统最巧妙的地方在于：大小喷嘴的结合实现了更精确地“定向降温”，让冷空气只作用在人出现的区域，形成一个离地不超过2米的超薄巨型冷气屏障。

图5：球场看台下的通风口

财大气粗的东道主并没有选择氟利昂这类传统制冷剂，而是利用太阳能板和昂贵的吸收式制冷机，来冷却一个独立的水回路：当凉爽的空气重新变热之后，会被位于中层区域的抽气扇抽走、重新过滤、冷却，再送入场内，循环往复，最大限度地减少场外的热空气对内部的影响。

这套特殊的降温循环系统，还可以额外起到空气净化的作用。清爽的空气从观众脚下吹出来，再从头上吸回去，就像一个小小的机舱座位，对粉尘、汗臭和新冠病毒都能起到过滤作用。

图6：卡塔尔球场的降温循环系统示意图

最令人惊喜的是，本届世界杯中，“中国智造”光芒耀眼，闪亮卡塔尔！

据悉，在世界杯八个场馆中，“974”体育场使用了格力多联机、组合柜、风盘管、U-Match等系统，为场馆设备间和休息室制冷；教育城体育场使用了格力多联机系统，搭配风管内机，满足体育场的冷负荷要求；阿图玛玛体育场内部的使用的格力多联机系统冷却系统可以让球场内部温度在比赛期间保持在18摄氏度左右。

作为阿拉伯地区举办的首届世界杯空调供应商，面对中东地区的极端气候环境，“中国智造”展现出了无与伦比的实力与担当！

图7：“中国智造”闪耀卡塔尔

#2

AI面部识别系统：你生气了吗？

AI面部识别能在人群中找到迷路的孩子，还能挑选出吸烟的人！

本届世界杯，AI智能可谓无处不在！卡塔尔在八个体育场内布署了22000个摄像头及AI面部识别系统，在中央控制室的屏幕上，操作人员可以调节体育场内的温度，检查人群流量，任何时候都能精确判断体育场内有多少人。

即使是一名球迷找错大门，刷票的时候也会在指挥中心触发警报，现场保安将被告知立即引导这个人离开，防止形成拥堵或球迷人数太多超出计划容量。

图8：哈利法国际体育场附近的人工智能指挥控制中心

除了维护球场内部的观赛秩序，在球场外部的安保方面，AI智能同样提供了一臂之力。

来自卡塔尔大学的研究人员已经开发出了计算城市街道上路人数量的无人机监控系统。数据和录像将被传输到控制中心，用于监控世界杯体育场和城市街道的大门安全、交通系统和维护问题。

图9：球场外安全？AI智能来保障！

#3

足球的尽头：是芯片

C罗碰到球了吗成为了世界杯小组赛的热议话题之一。11月29日举行的葡萄牙对战乌拉圭的比赛中，首粒进球的归属者成了一个谜团。双方各执一词，肉眼难辨的微小差距，让这个争议进球备受瞩目。

但是，赛后FIFA官方用球制造商阿迪达斯表示，球内高精度的传感器数据显示C罗并未触碰到球！

进球判罚有争议？黑科技足球帮你来解惑！

图10：卡塔尔世界杯比赛用球

卡塔尔世界杯比赛用球被命名为“旅程”（阿拉伯语：AL RIHLA），也被称为“最快速”的足球，原因是它与往届世界杯用球相比重量更轻，可以在空中保持更快的飞行速度，加大守门员防守难度，提升进球率，大幅提高比赛的观赏性。

“旅程”的球面由20个SPEEDSHELL模块组成，同时采用了三角形状和弯折设计，降低了足球在空中运行的风阻系数，大大提升了足球飞行的稳定性。

图11：“旅程”进球画面

“旅程”的设计亮点，除了表面内嵌式的细节结构，还应用了创新技术系统：CTR－CORE。类似的技术实际上在篮球、网球等运动中早有应有，不过这还是第一次被用在足球上。

CTR－CORE的技术原理类似陀螺仪的芯片，可以充分记录足球的初始速度、运行速度、运动角度等数据。足球作为一项对抗极为激烈的运动项目，如何让芯片在足球运动过程中保持更好的稳定性和记录运动轨迹的精准性，是这项技术应用的最大难点。

图12：足球“旅程”内部结构

为了保证芯片在足球内部的稳定性，“旅程”的内胆中使用了多个连接柱，设计者将芯片固定在球体中心的囊壳中，从而保证了球的平衡性不受影响。

CTR－CORE中除了中央芯片以外，还有一个悬挂系统，上面搭载了500Hz惯性运动单元（inertial motion unit，IMU）结合加速度计和陀螺仪传感器，可以检测加速度和角速度。比赛期间收集到的高精度的运动数据会被发送到视频助理裁判的画面中，以帮助主裁判作出更合理的决定。

图13：可以传输数据的智能足球

#4

肉眼太难辨？SAOT来帮忙

越位与否，决定着一个进球的有效性。由于肉眼难辨的微小差距和视频回放的角度限制，越位球的争议判罚一直层出不穷！

本届世界杯厄瓜多尔与卡塔尔揭幕战开场不到3分钟，厄瓜多尔球员率先打入的一球被VAR判定越位在先，成为世界杯史上首个由半自动越位识别系统判定的无效进球。

半自动越位识别技术（Semi-Automated Offside Technology，SAOT），成为了本届世界杯黑科技最大亮点之一。

图14：半自动越位技术

SAOT的工作机制：AI对位置数据进行处理分析，从而绘制出球员出脚时所在的位置。如果AI判定球员越位，则会向VAR发送警报，并显示足球的“踢球点”与越位线。人工检查了AI发出的警报后，VAR官员会通知裁判，裁判做出任何现场判决之后均可做出相应改判。

在本届世界杯，SAOT技术的介入正是依托于足球内部搭载的惯性500Hz运动传感器（IMU）进行数据传输，为AI分析提供数据支持。

图15：AI借助足球传输的数据进行越位识别

作为一种作为半自动、主动介入的智能辅助技术，SAOT提高了越位球判断的准确率和判罚效率，将平均决策时间从70秒减少到了25秒，对球迷来说更具信服力。

但是另一方面，该技术是对裁判个人主观能动性的削弱。毕竟主观错误本身就是足球比赛的一部分，包括由球员和裁判制造的"错误"。同时，SAOT的频繁介入，是否会对足球比赛的观赏流畅性产生较大影响，仍然需要时间才能告诉我们答案。

图16：SAOT技术解析

#5

数字球场：线上线下，智能联通

FIFA Player App，基于国际足联主席2020-2023年的愿景开发而成，利用技术进一步改善足球比赛，在卡塔尔世界杯得到首次应用。

FIFA Player App在每场比赛后都会为球员提供他们的个人表现分析，还能生成图片和集锦，分享在各个社交和媒体平台上。

这款APP将从三个方面捕捉和分析数据。首先是足球数据：球员是否主动接球，传球动作是否穿透了对手的防线。其次是球员的身体表现：通过场内的热感摄像头，绘制位置热图，全方位捕捉球员动作。第三是战术分析：通过分析赛事数据，提出下阶段比赛的战术指导。

图17：神奇的FIFA Player App

黑科技加持下的数字球场，不仅服务了场上球员，还为观赛的普通球迷们提供了智能保障。

为了帮助观赛球迷保持通信畅通，本届世界杯所有场地周边都配备有一种ElPalm凉亭，它带有太阳能电池板供电的风力涡轮机，不仅可为球迷遮荫，还可为他们提供USB充电座和WiFi接入。

不仅如此，球场附近的出租车、停车场、地铁系统和场馆出入口的交通信息，都将通过定制的App即时推送给观赛球迷，不仅可以实现在场馆室内的轻松导航，还能帮助他们轻松往返观赛场地。

图18：往返世界杯球场的公共交通

#6

友好型世界杯：全民参与，包容无障碍

本届世界杯开幕式上，一个“半身男孩”的亮相赢得全场欢呼。在全世界的视线焦点中，他从容地用手辅助行走。作为卡塔尔世界杯宣传大使之一，他的精彩亮相，也代表着本届世界杯的宣传理念：更具包容和无障碍性。

国际足联主席詹尼·因凡蒂诺表示，2022年卡塔尔世界杯将是“有史以来最容易入场的世界杯”。黑科技的助力加持，让更多特殊人群可以真正无障碍地融入这项世界赛事之中。

图19：世界杯开幕式上的“半身男孩”

世界上第一个盲文娱乐平台Bonocle，在本届世界杯得到了广泛应用。该平台为视障人士提供了访问数字内容的所有辅助技术。它具有转码功能，可为视障人士提供支持，使他们也能像其他人一样尽享赛事，同时还能提高他们在多哈旅行的能力。

Bonocle平台还为视障人士配备了一款依托于“Feelix Palm”技术的掌上电子设备。该设备的技术原理是：将一块3*3尺寸的电触觉垫网格紧密贴合在设备手掌部位的柔性材料上。利用电脉冲技术，通过触觉手掌通信器向视力障碍者传递周围环境的大量信息，帮助他们便捷获取赛事进度，但不会限制他们的身体运动或听力。

图20：Feelix Palm掌上电子设备

为了帮助视障球迷全方位、立体地感知真实的比赛现场，卡塔尔世界杯还会为他们提供专门的描述性解说服务。解说员在获得解说资格前，会经过系统而严格的培训，他们不仅会为盲人和弱视者描述足球比赛现场的动作，还会描述完整的体验，讲述比赛的气氛。而球迷只需要下载一个应用程序，输入特定的比赛代码，就可以在体育场内的任何地方收听解说。

图21：正在接受培训的解说员们

正如国际足联主席詹尼·因凡蒂诺所言，“足球不仅仅是一项体育运动，其文化价值和影响力可以让世界团结在一起”。在东道主的倾力支持和黑科技的魔法加持下，本届世界杯正在向着更公平、更团结、更包容的目标奋进。

拥有降温冷却系统和AI面部识别技术的恒温球场，让所有球员和球迷们都能在舒适安全的环境享受比赛；顶尖黑科技“芯片足球”和SAOT技术的创新引用，让比赛判罚更加公平公正远离争议；线上线下球场与应用程序的智能联通，让更多人得以无障碍地享受比赛氛围！

“一掷千金”的东道主虽然已经提前结束了他们的世界杯征程，却为全世界献上了一场顶尖赛事盛宴！

来自“钞能力”的魔法并没有失灵哦！它正在世界杯的舞台上散发着独特的科技与人文魅力！

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END

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博士科普，Philosophiae Doctor Science Network，加拿大官方认证非营利性协会，诞生于加拿大滑铁卢大学。致力于普及科学知识，建立国内外科研交流桥梁。