“科大元素”閃耀上海世博會

　　4月30日晚，全世界的目光聚焦于中國上海這座極具時尚與現代氣息的東方城市，2010年世博會在世博文化中心拉開帷幕，一場世界文明交匯的盛大聚會就此上演。中國科學技術大學的科研人員們以長期的高科技積累、豐富的工程實踐經驗和忘我的精神，為世博會增添了絢麗的科技色彩。

　　小球矩陣讓科技與藝術完美交織

　　不管是在現場，還是守候在電視機前的觀眾朋友，都對開幕式舞臺上方多次出現、不斷變化、美輪美奐的小球造型發出驚嘆。這是本次世博會開幕式表演中獨具特色的一個科技類節目——動感曲面系統，讓人們領略到了科技與藝術交織的魅力。

　　海浪、草帽、和平鴿、寶塔、展翅高飛、中國館的造型、世博的英文縮寫……，昨晚的隨著《藍色多瑙河》音樂響起，770個懸浮在舞臺上方的小球，變化出各種各樣的曲面，營造出如夢似幻的氛圍。除了舞臺上空，舞臺的邊緣也隱藏著12個直徑約0.6米的小球，隨音樂而舞動，營造出的現場效果令人驚艷。

　　該系統是中國科大工程科學學院孔凡讓教授領銜，帶領近20名青年教師和研究生為上海世博會量身打造的。“看似簡單的小球，其實蘊含了豐富的高科技。”孔凡讓介紹說：“770個小球，每一個都由一臺微型計算機控制，并連接著770臺伺服電機，最終由一臺主控計算機指揮。主控計算機不斷運算出各種造型的曲面造型數據，并將數據傳輸給770臺微型計算機，微型計算機計算出速度、加速度和位置數據，再傳遞到伺服電機，770個小球在接到命令后，變幻出長18米、寬12米、縱深8米的不同曲面效果，也就是各種各樣的空間三維造型。”

　　該系統從構想到成形，受到了多方的關注與支持，也克服了一系列困難。首先要制造一個重達15噸的平臺，并將它整體提升到舞臺上方32米的高空，然后在上面安裝伺服電機、控制系統。其次，由于設備裝置數量多，所有裝置都要可靠穩定地工作，一個都不能出問題，需要采取許多技術措施。最困難的是，現場的用電量巨大，電磁環境非常復雜，要保證770個微機通訊不受干擾非常困難，保證通訊的同時性也是個技術難題。“我們在學校調試還是好好的，但到了現場就不靈了。”孔凡讓說。

　　為保證演出萬無一失，科技人員們每天都在思考各種可能出現的問題，并做好預案，例如，準備了備份計算機、雙光纜通訊、雙動力電源等。同時，制作了專門的測試軟件，每天在現場進行萬次以上的測試。令人鼓舞的是，測試出錯概率一直都是萬分之零。

　　開幕式上的表演獲得成功后，孔教授和他的同事們終于松了一口氣。他坦言：“自從接下這個項目，感到巨大的責任和壓力，每一天腦子都繃得緊緊的，因為這是在世界人民面前展示中國的風采，容不得半點差錯。”

　　5月1日凌晨，上海世博會開幕式總導演滕俊杰在接受媒體記者采訪時說，“我們希望讓開幕式融入更多的科技和低碳元素，世博會本來就是高科技的盛會。”滕俊杰說，小球矩陣原本是科技項目，但這次創造性地運用于大型舞臺演出中，取得了非常好的效果。他用“非常滿意”和“科大專家了不起”來評價科大“小球矩陣”的成功演出。

　　磁懸浮金鑰匙打開世博園大門

　　在5月1日上午的開園儀式上，孔凡讓教授和馮志華教授項目組用高科技給大家帶來了另一個驚喜。8時54分，當全國政協主席賈慶林和國際展覽局主席藍峰先生共同啟動世博會開園按鈕時，啟動裝置中央懸浮著的一把巨大的金色鑰匙緩緩轉動起來，會場上方大型電子顯示屏上呈現的世博園大門緩緩打開。一群少年兒童裝扮成上海世博會吉祥物“海寶”，腳穿溜冰鞋歡呼著滑進會場。另一群身著我國各民族服裝的少年兒童涌上主席臺，盡情地跳躍。現場掌聲歡笑聲融成一片，喜慶的氣氛達到高潮。

　　這枚巨大的金鑰匙長約0.6米、重6公斤，不但能垂直懸空，還能緩慢自轉。在磁懸浮金鑰匙的外圍，還有兩只直徑2米的金環相套。它們與地面呈30度角左右，伴隨金鑰匙做正向、反向自旋，各自只有一個與地面的接觸點，懸而不倒。新穎別致的創意，成為上海世博園開園儀式上的精彩亮點。

　　據悉，鑰匙的頂部安裝了一塊稀土元素制作的釹鐵硼強磁，鑰匙上方隱藏了兩套先進的微型磁場控制系統。一套系統控制金鑰匙的懸浮，高精度的傳感器高速自動檢測金鑰匙懸浮位置，自適應控制系統自動控制磁場強度，使鑰匙始終位于懸浮位置。另一套系統則產生扭轉的旋轉磁場，使金鑰匙每9秒鐘自動旋轉一周。

　　孔凡讓介紹，項目組克服困難，解決了兩套不同的磁懸浮控制系統互相耦合干擾問題、機械旋轉帶來的振動問題，以及在現場復雜的電磁環境中排除電磁干擾保持長時間穩定懸浮和旋轉的控制難題。而金匙、金環的組合，不僅令人聯想起中國古代文明標志物——渾天儀、指南針等，還讓人想到常常作為科學象征的“原子結構圖”，仿佛幾個電子圍繞原子核旋轉留下的環形軌跡，這一意象是對“科技世博”理念的形象詮釋。

　　語音技術讓“海寶”更聰明

　　在上海浦東、虹橋機場及世博會主要場館，如果你想知道大巴怎么坐、參觀怎么走、有哪些展品，你可以去問可愛的智能機器人“海寶”，它能對答如流，提供優質的“向導”服務。

　　這是科大訊飛公司將全球領先的智能語音技術與世博會緊密結合的佳作，“城市，讓生活更美好”的主題得到了更好的體現。

　　據科大訊飛總裁辦公室馮濤介紹，科大訊飛與浙大中控合作，推出了以世博會吉祥物“海寶”為原型的智能機器人。基于科大訊飛語音合成、語音識別技術，使“海寶”機器人“能聽會說”，實現了語音交互功能。例如，你對海寶說：“給我拍張照片吧”，它會提醒你說“茄子”；如果你要與它合影，它還會擺出各種姿勢。應用了“自由說”技術，使海寶能以不同語氣語調、富有感染力的語音說出任何想說的話。

　　科大訊飛還以智能語音技術助力上海世博熱線，為來自全球的觀眾提供各類基于科大訊飛語音技術的信息服務，包括世博知識普及、世博門票信息發布、場館信息咨詢等。該技術解決了傳統自助信息服務系統通過按鍵選擇錄音的方式進行解答，操作過于冗長復雜、效率低下等問題，用戶可以在任何時間、任何地點、通過任意電話都能輕松地獲取世博會的相關信息與服務。同時，科大訊飛為世博會信息服務系統提供了多國官方語種的自助語音服務。

　　此外，作為世博會唯一一家智能語音玩具授權生產商，科大訊飛還推出了以“海寶”為造型的智能語音玩具產品，可愛的外形，能聽會說、可與孩子語音互動的強大功能與人性化設計，深受孩子們的喜愛。

　　“電子眼鼻”為世博會筑起安全“防火墻”

　　無論是世博會有史以來面積最大的世博主題館，還是世博會期間最有影響力的“世界級會所”世博中心，以及將成為上海文化娛樂新地標的世博文化中心，這些超大型建筑都有“電子消防兵”保駕護航——科大立安公司安裝的消防安全系統。此外，世博未來館、世博特鋼大舞臺、加拿大館、俄羅斯館等場館的消防安全，也由它們負責。

　　據科大立安公司總經理劉炳海介紹，這套名為“LA100型火災安全監控系統”，是專門針對12米以上大空間和其他特殊空間而研發的，由光截面圖像感煙探測器、雙波段圖像火災探測器和一個自動消防炮組成。它們猶如人的眼鼻器官，“電子眼”可以對空間進行實時視頻監控，“電子鼻”是一種感應系統，一旦“看”到或者“聞”到煙霧，第一時間向系統發回信號。這時，自動消防炮立刻掃描定位，以最高每秒40升的強度噴水，最大射程可達65米，1分鐘內就可以把火撲滅，整個過程是完全自動的。

　　這套技術源于中國科大火災科學國家重點實驗室的重大科技成果——“大空間早期火災探測與報警系統”，成功解決了大空間早期火災報警這一世界性難題。劉炳海說，從1997年接下中央電視臺大空間火災安全監控系統開始，中央電視臺、人民大會堂、深圳體育館、天津博物館……科大立安的足跡遍布全國各地。尤其是在北京奧運會和國慶60周年大閱兵中，國家體育館、五棵松體育館、水立方等幾乎所有奧運體育場館的大空間消防系統，都安裝了這套系統。“在去年國慶閱兵上，北京長安街沿線62家重點單位的消防‘千里眼’設備也全是我們的。”