新研发缪子成像技术助力文物古迹安全环保“体检”******
新华社兰州1月8日电(记者张文静、呼涛)经过长期积累与研究,兰州大学核科学与技术学院、稀有同位素前沿科学中心刘志毅教授团队成功研发出高精度宇宙射线缪子成像技术及相关设备,并首次对西安城墙等规模较大的文物古迹进行了健康“体检”。
始建于隋唐、扩建于明代的西安城墙,是中国现存历史最悠久、规模最宏大、保存最完整的古代城垣建筑,对研究中国古代社会的城市建设、历史文化、军事防御和建筑艺术都有很高价值。该团队介绍,历经数百年,西安城墙出现了部分坍塌、沉陷等现象,一些关键病灶深藏在墙体内部,对探测和勘探手段提出了更大挑战。深入了解城墙内部结构,并有针对性地修复,成为文物保护工作者以及科技工作者研究的重要课题。
据介绍,大型目标物的深部成像是长期以来困扰多个领域的难题。常规的内部探测方法有时会破坏目标物结构,不适宜文物古迹的内部探测,因此迫切需要研发更加安全、环保的创新技术和设备。兰州大学研发的高精度宇宙射线缪子成像技术及相关设备则提供了一种全新的解决思路。
“缪子是自然界的基本粒子之一,具有极强的穿透能力,可以实现大型目标物的无接触、深穿透和无损成像,与常规人工射线装置相比具有不可比拟的优势。基于缪子成像技术,我们研发出成套的高精度设备,可以较为精确地对规模较大的文物古迹进行安全的内部探测,助力文物古迹的考古与保护。”刘志毅告诉记者。
该团队表示,在西安城墙管委会的大力支持下,他们利用缪子成像技术及相关设备将西安城墙的58号马面区域作为首次试点探测目标,不仅探明了马面墙内部分区域明显的密度异常体,而且将其位置、形状、大小较为清晰地呈现了出来,是一次成功的实验研究。
记者了解到,该技术还在冰川科考、滑坡监测等领域有着广泛的应用前景。相关研究成果近期发表于《应用物理学杂志》,并被遴选为当期封面文章。
世界杯 | 消灭“越位”争议 它们的眼睛就是尺******
世界杯记录着年轻人的成长
也见证着赛场科技的革新
巴西世界杯引进门线技术
俄罗斯世界杯采用视频助理裁判(VAR)
半自动越位识别技术(SAOT)
也在2022卡塔尔世界杯上首次亮相
图源:新华社——VAR工作间
今天就让我们一起来了解
世界杯里的“黑科技”
看看在本届世界杯中
它们又会有怎样的应用呢?
从没有裁判到科技协助裁判
回望百余年前,最初的足球规则甚至都没有引入裁判这个概念。
起初,球场上出现的争议由双方队长商议解决,不过,随之而来的抱怨和混乱让队长们力不从心。于是,裁判的角色应运而生,他口中的哨子甚至要比裁判本身更早进入到足球规则里。在随后的日子里,两名助理裁判(或称之为边裁)加入比赛,辅助主裁判对比赛做出判罚。
图源:网络——国际足球协会理事会(IFAB)编纂的《竞赛规则》
电视转播的出现,让观众能够更加清晰地观察到赛场上的细节,也促使裁判的辅助工具实现“进化”。英超是最先提出使用门线技术的主流联赛,不过他们的动议起初却遭到了国际足球协会理事会(IFAB)拒绝。
门线技术(Goal-line technology)可以判断球是否越过了球门线,从而判断是否进球有效,该系统是基于嵌进球中的一个芯片,当球穿过布于球门区域的传感器时,芯片可向主裁判所佩戴的智能腕表发送信号。
2010年南非世界杯中的一场比赛,成为这一技术得以使用的重要转折点。在英格兰对阵德国的八分之一决赛中,三狮军团中场兰帕德一脚精彩的射门已明显越过门线,但却被裁判吹罚无效。最终,英格兰以1:4惨遭淘汰。
兰帕德的“门线冤案”,促使门线技术投入到使用中
这粒被吹出的入球不仅促使门线技术被正式采用,也极大地扭转了足球规则的制定者们对于使用高科技手段的态度。
后来,随着科技的发展,VAR技术在所有大型比赛和50多个国家(地区)的联赛等比赛中都得到了广泛的使用。
VAR是英文Video Assistant Referee的缩写,也被称作“视频助理裁判”,由现役裁判员担任,他的职责是通过回放视频向裁判员提供信息,协助裁判员纠正改变比赛走势清晰明显的错漏判,提高判罚的准确性。
VAR主要依靠遍布足球场上的多个摄像机镜头,多机位,多角度捕捉场上球员的每一个细小动作,从而做到“火眼金睛”。当场上出现争议判罚或主裁判需要调取比赛录像时,由技术人员操作,调出相对应的回放节点,以得到更加公正的比赛判罚。
技术创新的最新成果
虽然VAR也可以辅助裁判进行越位识别,但有时碍于镜头角度以及划线位置,在一些体毛级越位的判定上,VAR仍有其局限性。
图源:网络 半自动越位识别技术工作原理
半自动越位识别技术(SAOT)可以理解为VAR的延伸,每座球场顶部将设置12台特制摄像机,对场上的足球和球员进行追踪,以每秒50次的频率发送数据,能够精准确定每名球员的位置。特制摄像机和球内传感器收集的数据信息将由人工智能系统进行分析,只需几秒钟就能对越位情况作出判断。
图源:网络 半自动越位识别技术示意图
主裁判判罚完成后,SAOT会生成3D动画图像,在场内大屏幕以及电视上播放,以更直观地展示球员越位的具体位置,让判罚更加清晰、有说服力。
2021年阿拉伯杯及2021年世俱杯等赛事中的测试中,半自动越位识别技术取得了不错的效果。有统计数据显示,在该技术支持下,视频助理裁判检查越位的平均时长从70秒以上降至25秒。
图源:网络 2022卡塔尔世界杯官方海报
从起初的哨音
到如今先进的
半自动越位识别技术
裁判员的“工具箱”不断升级
历经一百多年的发展历程
足球运动能够始终
作为全世界开展最广泛
最受欢迎的运动之一
不断创新是它最主要的动力之源
资料来源:人民网、人民日报体育、环球杂志、澎湃新闻
整理:董小娴 蔡琳
(文图:赵筱尘 巫邓炎)