“科大元素”闪耀上海世博会

        4月30日晚，全世界的目光聚焦于中国上海这座极具时尚与现代气息的东方城市，2010年世博会在世博文化中心拉开帷幕，一场世界文明交汇的盛大聚会就此上演。中国科学技术大学的科研人员们以长期的高科技积累、丰富的工程实践经验和忘我的精神，为世博会增添了绚丽的科技色彩。

“动感曲面系统”炫舞开幕式

         不管是在现场，还是守候在电视机前的观众朋友，都对开幕式舞台上方多次出现、不断变化、美轮美奂的小球造型发出惊叹。这是本次世博会开幕式表演中独具特色的一个科技类节目——动感曲面系统，让人们领略到了科技与艺术交织的魅力。

        海浪、草帽、和平鸽、宝塔、展翅高飞、中国馆的造型、世博的英文缩写……，昨晚的随着《蓝色多瑙河》音乐响起，770个悬浮在舞台上方的小球，变化出各种各样的曲面，营造出如梦似幻的氛围。除了舞台上空，舞台的边缘也隐藏着12个直径约0.6米的小球，随音乐而舞动，营造出的现场效果令人惊艳。

        该系统是中国科大工程科学学院孔凡让教授领衔，带领近20名青年教师和研究生为上海世博会量身打造的。“看似简单的小球，其实蕴含了丰富的高科技。”孔凡让介绍说：“770个小球，每一个都由一台微型计算机控制，并连接着770台伺服电机，最终由一台主控计算机指挥。主控计算机不断运算出各种造型的曲面造型数据，并将数据传输给770台微型计算机，微型计算机计算出速度、加速度和位置数据，再传递到伺服电机，770个小球在接到命令后，变幻出长18米、宽12米、纵深8米的不同曲面效果，也就是各种各样的空间三维造型。”

        该系统从构想到成形，受到了多方的关注与支持。在节目审查时，王岐山副总理给予了高度评价。而对孔教授的项目组而言，众多国家元首出席开幕式，举世关注，项目实施过程中又遭遇了一些棘手的难题，压力可想而知。

       但孔凡让和他的团队变压力为动力，克服了一系列困难。首先要制造一个重达15吨的平台，并将它整体提升到舞台上方32米的高空，然后在上面安装伺服电机、控制系统。其次，由于设备装置数量多，所有装置都要可靠稳定地工作，一个都不能出问题，需要采取许多技术措施。最困难的是，现场的用电量巨大，电磁环境非常复杂，要保证770个微机通讯不受干扰非常困难，保证通讯的同时性也是个技术难题。“我们在学校调试还是好好的，但到了现场就不灵了。”孔凡让说。

        从3月15日开始，工作人员们通常是半夜2点才休息，有时甚至工作到凌晨4点。在舞台上方32米的高空平台上安装系统，工作人员有时几天几夜不下来。由于长时间超强度的工作，很多人出现嗓子嘶哑、流鼻血、发烧等症状，但没有一个人抱怨。“每天午夜，忙完一天的工作，步行穿过巨大寂静的世博园，回到住处休息，感觉很奇妙。”孔凡让微笑着说。

        合练、预演成功后，工作人员并没有轻松下来。4月15日夜，晚会总导演给孔凡让打电话，系统出现了技术故障，而4月16日晚要审查预演。孔凡让和几名教师于凌晨一点从合肥驾车出发，早上6点多赶到现场，下午3点将故障及时排除。

        为保证演出万无一失，科技人员们每天都在思考各种可能出现的问题，并做好预案，例如，准备了备份计算机、双光缆通讯、双动力电源等。同时，制作了专门的测试软件，每天在现场进行万次以上的测试。令人鼓舞的是，测试出错概率一直都是万分之零。

        开幕式上的表演获得成功后，孔教授和他的同事们终于松了一口气。他坦言：“自从接下这个项目，感到巨大的责任和压力，每一天脑子都绷得紧紧的，因为这是在世界人民面前展示中国的风采，容不得半点差错。”

        5月1日凌晨，上海世博会开幕式总导演滕俊杰在接受媒体记者采访时，用“非常满意”和“科大专家了不起”来评价科大“小球矩阵”的成功演出。当记者向滕俊杰问起开幕式的“科大贡献”时，滕俊杰兴奋地拍着记者的肩膀，高兴地说：“中国科大的技术很棒，小球的效果非常成功，我非常满意。”滕俊杰说，小球矩阵原本是科技项目，但这次创造性地运用于大型舞台演出中，取得了非常好的效果。

        对于开幕式的科技含量，滕俊杰显然有很多话说。“我们希望让开幕式融入更多的科技和低碳元素。世博会本来就是高科技的盛会，不是吗？”而科大小球阵，就是这次不同于以往的科技环保的开幕式的典型代表。滕俊杰在离开的时候还不忘握着记者的手说：“你们一定要去采访科大的专家们，他们做出了这么好的东西，真的了不起。” 

磁悬浮金钥匙打开世博园大门

        在5月1日上午的开园仪式上，孔凡让教授和冯志华教授项目组用高科技给大家带来了另一个惊喜。8时54分，当全国政协主席贾庆林和国际展览局主席蓝峰先生共同启动世博会开园按钮时，启动装置中央悬浮着的一把巨大的金色钥匙缓缓转动起来，会场上方大型电子显示屏上呈现的世博园大门缓缓打开。一群少年儿童装扮成上海世博会吉祥物“海宝”，脚穿溜冰鞋欢呼着滑进会场。另一群身着我国各民族服装的少年儿童涌上主席台，尽情地跳跃。现场掌声欢笑声融成一片，喜庆的气氛达到高潮。

        这枚巨大的金钥匙长约0.6米、重6公斤，不但能垂直悬空，还能缓慢自转。在磁悬浮金钥匙的外围，还有两只直径2米的金环相套。它们与地面呈30度角左右，伴随金钥匙做正向、反向自旋，各自只有一个与地面的接触点，悬而不倒。新颖别致的创意，成为上海世博园开园仪式上的精彩亮点。

        据悉，钥匙的顶部安装了一块稀土元素制作的钕铁硼强磁，钥匙上方隐藏了两套先进的微型磁场控制系统。一套系统控制金钥匙的悬浮，高精度的传感器高速自动检测金钥匙悬浮位置，自适应控制系统自动控制磁场强度，使钥匙始终位于悬浮位置。另一套系统则产生扭转的旋转磁场，使金钥匙每9秒钟自动旋转一周。

       孔凡让介绍，项目组克服困难，解决了两套不同的磁悬浮控制系统互相耦合干扰问题、机械旋转带来的振动问题，以及在现场复杂的电磁环境中排除电磁干扰保持长时间稳定悬浮和旋转的控制难题。而金匙、金环的组合，不仅令人联想起中国古代文明标志物——浑天仪、指南针等，还让人想到常常作为科学象征的“原子结构图”，仿佛几个电子围绕原子核旋转留下的环形轨迹，这一意象是对“科技世博”理念的形象诠释。

语音技术让“海宝”更聪明 

        在上海浦东、虹桥机场及世博会主要场馆，如果你想知道大巴怎么坐、参观怎么走、有哪些展品，你可以去问可爱的智能机器人“海宝”，它能对答如流，提供优质的“向导”服务。

       这是科大讯飞公司将全球领先的智能语音技术与世博会紧密结合的佳作，“城市，让生活更美好”的主题得到了更好的体现。

        据科大讯飞总裁办公室冯涛介绍，科大讯飞与浙大中控合作，推出了以世博会吉祥物“海宝”为原型的智能机器人。基于科大讯飞语音合成、语音识别技术，使“海宝”机器人“能听会说”，实现了语音交互功能。 例如，你对海宝说：“给我拍张照片吧”，它会提醒你说“茄子”；如果你要与它合影，它还会摆出各种姿势。应用了“自由说”技术，使海宝能以不同语气语调、富有感染力的语音说出任何想说的话。

        科大讯飞还以智能语音技术助力上海世博热线，为来自全球的观众提供各类基于科大讯飞语音技术的信息服务，包括世博知识普及、世博门票信息发布、场馆信息咨询等。该技术解决了传统自助信息服务系统通过按键选择录音的方式进行解答，操作过于冗长复杂、效率低下等问题，用户可以在任何时间、任何地点、通过任意电话都能轻松地获取世博会的相关信息与服务。同时，科大讯飞为世博会信息服务系统提供了多国官方语种的自助语音服务。

        此外，作为世博会唯一一家智能语音玩具授权生产商，科大讯飞还推出了以“海宝”为造型的智能语音玩具产品，可爱的外形，能听会说、可与孩子语音互动的强大功能与人性化设计，深受孩子们的喜爱。

 “电子眼鼻”为世博会筑起安全“防火墙”

        无论是世博会有史以来面积最大的世博主题馆，还是世博会期间最有影响力的“世界级会所”世博中心，以及将成为上海文化娱乐新地标的世博文化中心，这些超大型建筑都有“电子消防兵”保驾护航——科大立安公司安装的消防安全系统。此外，世博未来馆、世博特钢大舞台、加拿大馆、俄罗斯馆等场馆的消防安全，也由它们负责。

        据科大立安公司总经理刘炳海介绍，这套名为“LA100型火灾安全监控系统”，是专门针对12米以上大空间和其他特殊空间而研发的，由光截面图像感烟探测器、双波段图像火灾探测器和一个自动消防炮组成。它们犹如人的眼鼻器官，“电子眼”可以对空间进行实时视频监控，“电子鼻”是一种感应系统，一旦“看”到或者“闻”到烟雾，第一时间向系统发回信号。这时，自动消防炮立刻扫描定位，以最高每秒40升的强度喷水，最大射程可达65米，1分钟内就可以把火扑灭，整个过程是完全自动的。

        这套技术源于中国科大火灾科学国家重点实验室的重大科技成果——“大空间早期火灾探测与报警系统”，成功解决了大空间早期火灾报警这一世界性难题。刘炳海说，从1997年接下中央电视台大空间火灾安全监控系统开始，中央电视台、人民大会堂、深圳体育馆、天津博物馆……科大立安的足迹遍布全国各地。尤其是在北京奥运会和国庆60周年大阅兵中，国家体育馆、五棵松体育馆、水立方等几乎所有奥运体育场馆的大空间消防系统，都安装了这套系统。“在去年国庆阅兵上，北京长安街沿线62家重点单位的消防‘千里眼’设备也全是我们的。”

注：本文图片选自网络                                            

                                     （转载新闻中心报道）