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2008年北京奥运会闭幕式
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2008年北京奥运会闭幕式
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{description}2008年的科技奥运究竟什么样？这恐怕是个连科学家都很难回答的问题。按照现在科学技术日新月异的发展速度，7年后究竟有哪些先进科技被应用于奥运赛事和比赛场馆、设施，都是很难预测的。虽然我们现在已知一些新科技将要在奥运会里发挥的作用，但也许它们只是整个“科技奥运”里微不足道的一部分。
随时随地欣赏赛事
1964年，计算机技术第一次被用于东京奥运会，它为奥运会管理的现代化带来了革命。此后，计算机技术与奥运会的关系也更加密切。悉尼奥运会也建立了庞大的计算机系统，比赛成绩在7秒钟内即可上网公布，澳讯推出的千年网络与35个奥运场馆和100多个非奥运地点连为一体。刘淇市长说过，如果申奥成功，北京将通过电视和宽带互联网络直播2OO8年奥运会的盛况，同时还将在奥运会记者村的10000个房间里安装先进的IDD电话、多媒体网络终端及交互式网络设备，以利于记者尽快播发新闻。数字化宽带通讯、电子信息等计算机技术正在注入北京奥运场馆的设计中。也许，2008年的计算机会更加智能化，甚至智能机器人有可能取代裁判员的位置。发达的网络技术不只会使奥运会的管理实现网络化，而且，随着网络技术的发展，人们不会只守着电视机，通过随身携带的手提电脑、手机或PDA等其他网络设备，在任何地方都可以适时欣赏精彩的比赛。
智能卡技术大行其道
2008年，智能卡技术将被广泛地应用到包括票证、身份认证等安全领域。可以想像，我们今天使用的信用卡、IC月票卡、身份证、驾驶员IC卡等等所有的信息都将被集成在小小一张卡片上。有了它，随时可以证明自己的身份，可以在任何地方消费，纸门票将完全被取代，甚至纸币可能都将被电子钱包替代。同时，智能化概念也融入到北京奥运场馆的设计之中。
纳米技术一显身手奥运会是竞技体坛的顶尖盛会，同时也是尖端科技一展身手的舞台，纳米技术——这一20世纪90年代刚刚诞生的学科，已经从实验室蓝图落实在北京2008奥运会上。
北京将为世界各国的健儿们铺就纳米跑道，它比一般塑胶更符合力学特点，并具有光、电、热、吸收、高韧性等特殊功能。作为北京申奥场馆建设的环保示范工程，如今的首都体育馆明亮鲜艳，馆内已经被使用了纳米技术的材料整修一新。涂了一层纳米涂料的天花板吸声不变形，墙壁不沾水和油；采用了纳米塑料的门窗和排污管道更耐磨耐腐蚀；在吸烟室里，人们吐出的烟雾被纳米空气净化器吸收并分解成无害气体……最有意思的新型能源生态房将是综合利用太阳能的高科技环保能源建筑，居住在其中的人会发现自己处在一个能量不断循环再生、充满自然景观的人工大自然中。
生物技术应用于体育生物技术的迅猛发展不仅会为体育的发展带来新的动力，也对奥运精神提出了挑战。据预测，随着基因技术的发展，未来5至10年，人类将可以操纵生命。通过基因技术，控制人的体能将成为可能。人们不仅可以通过基因选才，甚至也有可能用长跑基因培育出非凡的长跑运动员。生物技术应用于体育，其影响将会比兴奋剂更深远。
节能环保技术太阳能生态厕所将普遍利用于奥运村内。据介绍，这种厕所节水节能、卫生舒适，顶部的太阳能电池板可以提供1000瓦的电量，充分保证了照明、动力和室外灯厢广告用电；室内核心部分是一免水冲卫生厕具，上面蒙着经微生物作用可降解的薄膜，排泄物处理后即成为复合有机肥。应用于北京申奥的太阳能环保产品还包括，采光一天就能连续工作三天的照明灯，通过太阳能提供电源的电话亭，利用太阳能抽取地下水灌溉绿地的扬水系统……如果说，这些东西还让普通百姓感到新奇，那么，京东高碑店的污水处理厂，朝阳区高安屯即将兴建的垃圾发电站，二环路上公交车调度使用的卫星定位系统，以及清洁燃料车的广泛使用，则将科技奥运的外延不断伸展。
新材料助运动员一臂之力材料科学的发展，将大大提高运动员的成绩。在悉尼奥运会上，加拿大的世界百米纪录保持者贝利将穿着名为“追风”的可保持能量的跑鞋卫冕冠军头衔；特立尼达短跑运动员博尔顿和英国七项全能运动员丹尼斯·刘易斯也将在最后决赛中穿上这种跑鞋。目前我国运动员使用的好的器材都需要从国外进口，8年后，希望我们的运动员能穿上我国科学家研制出来的最好的科技运动服为国争光。
兴奋剂无处可藏与违禁药物的较量自从奥运会开始举办就一直在紧张地进行。2001年，国际奥委会制定的禁用药物有138种。2008年，违禁药物的数量大约是180种。我国的兴奋剂检测技术在世界一直处于领先地位。国际奥委会兴奋剂专家小组有6个成员，其中就有一个中国人。现在我国已经掌握了最先进的兴奋剂检测技术。以往让检测员束手无策的EPO促红细胞生成素，和外界注射的雄性激素现在都难逃法眼。药物检测灵敏度也大大提高，检测中心已经能够检测出2纳克／毫升的物质。也就是说把一克糖放进5个标准游泳池那么大的容器里，仍能检测出糖的成分。
科技奥运让北京更精彩作为三大理念之一的“科技奥运”，正逐步由一个申办理念落实为具体行动。科技奥运，一杆耀眼的旗帜，共有11个中央部门与北京市政府共同组成第29届奥林匹克运动会科技技术委员会，推进科技奥运建设。
北京奥运看数字基本实现任何人、任何时间、任何奥运相关场所，都能够安全、方便、快捷、高效地获取可支付的、丰富的、多语言智能化的、个性化的信息服务，这是数字奥运给我们展示的美好前景。虚拟奥运博物馆是“数字奥运”重大工程项目之一，也是我国申奥的重要创意之一。今年6月，虚拟奥运博物馆第二阶段工程已经开始，这个阶段的主要工作是进一步充实和完善虚拟奥运博物馆的内容，并着手在较大的公共绿地或者社区广场等公共场所和奥运会主体育馆内建设利用声、光、电等现代科技手段的开放的博物馆。负责虚拟奥运博物馆工作的沈旭昆博士说，正在构建中的虚拟奥运博物馆，是第一个在因特网上全面介绍多元文化背景下奥运的历史、沿革和发展的博物馆，它以奥运历史为主题、以博物馆学为基础，采用计算机技术、新媒体艺术等相关学科的最新研究成果，来展现奥运历史文物，重温奥运英雄的业绩，弘扬奥运精神。
北京奥运看能源
今天，人们对京城曰新月异的变化喜上眉梢，对2008年的绿色京城翘首以待，那么，绿色京城的魅力何在，前景如何？北京运用新型环保技术，开发可再生能源技术，重点研究太阳能利用及地热资源在奥运场馆中的应用。“高科技太阳能游船的研制”是市科委为迎接奥运会而支持、资助的前导性项目，现在，游船已经在颐和园水面投入使用，是目前我国最大的太阳能游船。据了解，未来的奥运公园将拥有4倍于颐和园昆明湖的水面，而具有无污染，动力强，运行平稳，噪音低等节能、环保功能的太阳能电动船在那里将大有用武之地。北京理工大学、清华大学、中国航天科技集团有限责任公司11所等17家单位共同承担的科技部重大专项“电动汽车示范、研究开发及产业化”项目，已在密云建立了电动汽车生产运行试验基地，并生产出20辆公交车，在市区和密云两条线路上示范运行，到2008年将为奥运会提供1000辆电动车。北京电动汽车不仅做到低排放、低污染，环保性能指标已能达到世界发达国家水平。北京奥运看科技科学技术的应用同样也将使传统的“苦练”变成“苦练加巧练”。北京奥组委从解决运动训练实践中的难点和关键点出发，应用现代科技理念、手段，集成先进、科学的训练方法，来全面提高我国运动员的科学训练水平和运动竞技水平。在雅典运动会上，第一代中国蹦床运动员首次参加奥运会就为祖国赢得了一枚奖牌，能取得这傲人成绩是因为我国体育界越来越注重先进科技在日常训练中的应用。中国蹦床队总教练卓贤麟说，中科院计算技术研究所的“数字化三维人体运动的计算机仿真与分析技术”在训练中起了很大作用，这也是科技奥运的重点项目之一。新研制的高科技运动器材，在打造我国运动品牌的同时，也让运动员如虎添翼。“奥运会射击比赛用运动枪、弹研究”曾分别被北京市科委与国家体育总局列入科研计划，该项目研制出的5.6mm运动长弹于今年7月11日走出国门，由“八一”军体大队射击队作为比赛用弹参加第38届国际军体比赛的实战检验，赛中取得了290环以上的好成绩，中国射手用国外枪弹比赛的现象有望改变，国产的运动枪将助我射手在2008年奥运会上取得好成绩。射击是奥运会的传统项目，也是中国的优势项目。然而我国的金牌选手大多使用的是进口枪弹，国产运动枪弹的研制水平与国际著名品牌有很大的差距，国家队、省市队使用进口枪支、弹药参加重大赛事的比例达90%%。2008年奥运会是我国射击选手显示实力，同时也是打造国产枪弹品牌，带动我国民族工业发展和提高运动器材制造水平的大好时机。
北京奥运看世界北京坚持开放办奥运，积极开展国际合作，与欧盟、美国、德国、澳大利亚、法国、希腊等国家进行广泛的科技奥运合作，努力办好奥运历史上最出色的一届奥运会。2008年北京奥运会将用电动汽车接送运动员。而建设电动汽车示范站及充电基础设施，主要由北京市科委先进制造技术办公室牵头负责，由中法合作完成。法国电力公司在北京市科委提供数据的基础上，对车载蓄电、供电及充电等方面的技术可行性方案进行评估，并向北京市提供电动汽车示范站的主要充电设备和相应的技术指导。中美两国已在北京签署《2008年北京夏季奥运会清洁能源技术合作议定书》，为2008年北京奥运会清洁能源技术方面的合作建立基本框架。今后，中美双方将在多方面开展技术合作，包括天然气利用，燃料电池、氢能源的利用，智能交通系统等。
现代奥运：比体育更比科技
“更高、更快、更强”是奥运会的口号。为了这个目标，不仅是运动员在努力，竞技场背后的科技人员，更在默默地奉献。让我们看看最近奥运会上可能崭露头角的新技术。
基因筛选造就金牌选手运动员首先是人，如何筛选有夺金潜力的天才运动员？日本科学家说，可能不用那么多训练和预选赛，只需从基因上筛选就行。日本国立体育科学研究中心计划寻找一流选手共通基因，以发掘有丰富才能的冠军苗子，并请求日本文部科学省和日本奥委会予以帮助。据日本《读卖新闻》报道，天才运动员的运动能力、肌肉量等，除了后天努力之外，还与先天素质有关，在基因水平上揭示这一素质的奥秘对选拔优秀选手至关重要。日本国立体育科学研究中心的计划因为有侵犯隐私和制造等级差别之嫌，在伦理方面如何对应还需研究。计划的主要内容包括两项，一是发现与运动能力等关系密切的基因序列，二是建立日本金牌得主基因数据库。与运动员能力有关的基因多形性、与调节血压的酶相关基因等在世界各地已经发现百种以上，但到目前为止还不能确实证明直接与运动能力相关。国立体育科学研究中心将在各国研究成果的基础上精选日本尖子运动员的特有基因，其中特别重视的是决定马拉松选手耐力的基因序列，查明之后，将用再现高原环境的低氧室予以验证。基因数据库建设将以获奖人数最多的1964年东京奥林匹克日本冠军为中心，并请求体育管理人员和现役选手予以合作。
神奇跑鞋武装“田径王”德国著名的运动鞋制造商阿迪达斯近年来接连推出高科技跑鞋，有的已在奥运会上亮相。先进技术武装起来的跑鞋，使“田径王”们跑得更快、跳得更远。在2000年的悉尼奥运会上，阿迪达斯推出的田径用鞋共采用了3项新技术：功能鞋底、Z形鞋钉、不对称楔形鞋型。著名短跑运动员贝利就穿上了这种鞋。据介绍，这种鞋的鞋底使用的是更坚固的碳纤维，可以增强运动员关节的硬度，减轻能耗造成的弯曲。Z形鞋钉，它有效地弥补了旧鞋型能量和速度流失的缺陷。另外，不对称楔形鞋也很适合跳高运动员穿着。据布里格斯介绍，在进入弯道和起跳的时候，它可以使脚的一侧轻轻抬起，在穿着者最艰难的时刻，让运动员感到如履平地，踏得更坚实。据说，它可以使运动员的成绩提高百分之三。今年，阿迪达斯又推出了带有电脑芯片的“智能鞋”。这双被命名为“阿迪达斯1号”的运动鞋在鞋底装有一个电脑芯片、微型马达、感应器和电池，还在一般运动鞋的基础上增加了压缩气体、减震器件和弹簧等，鞋后跟内的感应器每秒可读取多达2万个数据，而内嵌的电脑芯片则每秒可进行1万次运算，指令微型马达实时调整鞋垫的缓冲力，使其适应穿鞋人的体重、步伐和在特定运动环境下的不同需要。据说，这种鞋有望进一步提高运动员的成绩和普通消费者的舒适感。
“鲨皮泳衣”劈波斩浪在2000年的悉尼奥运会上，最引人注目的技术革新是澳大利亚斯皮多公司的“快皮”仿鲨鱼皮泳衣，它从头到脚，将运动员身体紧紧包住。鲨鱼是海洋中游泳最快的动物，科学家们发现，它们在水中的高游速，得益于皮肤上的V形皱折，它可以巧妙产生水的涡流，减轻水阻力，使身体周围的水流更高效地流过。受这一研究启发，斯皮多公司用弹性超强的合成材料仿制“鲨鱼皮”，再裁成紧身泳装。据称，“快皮”的超伸展纤维是完全仿造鲨鱼皮做成的，此外这种泳衣还符合动力原理，它的接缝也模仿了肌腱，为运动员提供动力；布料则像肌肉，弹性实足。实验表明，“鲨皮泳衣”的纤维可以减少水百分之三的阻力，这在百分之一秒决胜负的游泳比赛中意义非凡。在悉尼奥运会的预选赛中，就有几名泳将穿着它打破了纪录。现在，它已经是各国游泳选手的标准装备了。
“聪明球衣”辅佐教练奥运会足球赛尽管比不上世界杯，但也是扣人心弦，其中教练的指挥水平非常重要。今年，英国科学家发明了一种“聪明球衣”，有望大大提高临场指挥的水平。这种球衣能通过内嵌的传感器等装置及时将球员身体机能信息传送给场边的教练，帮助教练掌握球员状况并作出是否换人的决定。教练还可向身着这种球衣的球员发送振动信号，以唤起他们的注意进行战术布置。英国诺思翁布里亚大学科学家戴维。埃文斯介绍说，他发明的这种球衣通过一种微型传感器可以将球员的心跳等数据以无线方式发送出去，场边的教练随身携带的微型电脑可以接收到这些数据。此外，球衣上还嵌有一些特制硅条，通过对这些硅条进行远程监测，就能知道球员流汗的情况，从而判断他体力消耗的状况。这些信息将为教练提供参考，帮助他作出是否换人的决定。此外，这种“聪明球衣”上还特别嵌入了一个微型振动装置，以利于球员和教练间的交流。当教练需要呼唤场上任意位置某位球员告知一些情况时，可通过发送振动信号的方式唤起球员注意，以便布置战术。网络转播娱乐观众如今，体育比赛的网络实况转播，已经在很大程度上代替了电视转播。特别对于“网民”而言，坐在自己的电脑旁，可能比看电视更有感觉。日本筑波大学和国立体育科学中心今年宣布开发出一种体育比赛网络实况转播系统，网民轻点鼠标就可从自己喜欢的角度欣赏正在进行的比赛。这一系统由安装在运动场上部的天顶录像机、运动场周围的约10部录像机和图像处理计算机等构成，经处理的数据通过互联网传到用户的计算机上。用户可通过鼠标控制从不同角度观看图像，既可把握赛场的全局状况，也可重点观看球门附近的激烈争夺，或跟踪自己喜欢的球星等。用户使用这一系统时，要预先把体育场画面输入计算机，在此基础上再现场上运动员的图像，这样需要传输的数据会大大减少，更好地保证画面的流畅。筑波大学机能工学系教授大田友一说，今后计划通过进一步的实验，验证众多网民同时上网欣赏比赛时，是否会出现“网络塞车”现象。研究人员认为，除了体育比赛之外，这一系统还可用于现场转播音乐会等。
自主创新铸就科技奥运
，日，第29届奥运会的熊熊圣火，将在全世界注视之下，在全场91000名观众的欢呼声中，在俗称“鸟巢”的国家体育场点燃。91000人。相当于北京丰台体育中心足球场——现北京国安队主场所能容纳观众数的3倍。相当于雅典奥林匹克综合体育场——2004年雅典奥运会主体育场所能容纳观众数的近2倍。相当于德国慕尼黑安联体育场——正在举行的第18届世界杯足球赛主体育场所能容纳观众数的将近1.5倍……9万多观众坐在一起，怎么让他们感觉舒适？怎么让他们获得好的观赛效果？万一出现紧急情况，用什么方法快速、安全地疏散？从奥运会开幕到闭幕，短短17天，北京将迎来世界各地数以千计的官员嘉宾，数以万计的运动员和记者，数以百万计的观众。我们的奥运场馆设施，能不能让所有运动员充分发挥竞技水平，让所有观众安全、满意地欣赏比赛？这些问题摆在奥运场馆建设者面前，考验着中国人的科技水平、设计能力。依靠着自主创新，中国人以充满科技含量和想像力的设计，出色地解决了场馆建设中的诸多问题。
创新设计:让观众满意看比赛
“鸟巢”的看台，是为了让观众得到最好观赛效果而特别设计的。大多数体育场馆，并不十分讲究看台的设计。而“鸟巢”的看台
，却被设计得像个边缘高低起伏的“碗”，是环抱着赛场的收拢结构，而且上下层看台之间有一部分交错。这样一来，无论观众坐在“鸟巢”的哪个位置，和比赛场地中心点之间的视线距离都在140米左右。一般大跨度体育场馆，屋顶看上去很杂乱，观众抬起头看到的是屋架、风管、爬梯、各种设备管道……既不美观又容易分散注意力。而坐在“鸟巢”的观众席向上看，除了蓝天白云，只能看到一层薄薄的白色“窗棂纸”——那是“鸟巢”屋顶双层膜结构的下层。这层半透明的PTFE膜像家庭装修中的吊顶，遮蔽了错综复杂的钢结构屋顶和屋架内的设备、管道，观众视线内没有任何杂乱的物体，无形中就会把目光都聚焦向场内的赛事。9万多人同时观赛，现场的声音之嘈杂可想而知，如果场内没有良好的吸声材料和声学效果，无论运动员还是观众都将很难听清场内的广播。“鸟巢”的下层膜采用吸声膜材，能起到声学吊顶的作用，配合钢结构构件上设置的一些吸声材料，以及场内使用的电声扩音系统，使“鸟巢”内部的语音清晰度指标指数达到0.6——这个数字完全能保证坐在任何角落的观众都能清晰收听到场内广播。8月的北京，天气炎热，91000人坐在一个体育场里看比赛，如何增加其舒适度？
“鸟巢”的中方设计师们经过多次论证，借用了流体力学设计中的一种计算机CFD模拟方法，对“鸟巢”的观众席进行了热舒适度、风舒适度的模拟分析实验。它可以精确模拟出“鸟巢”的钢结构和膜结构，模拟出91000人同时观赛时的自然通风状况，并计算出每个区域的观众能感受到的温度和湿度气流速度，在图纸上用不同颜色标示出来。现在，“鸟巢”所有的通风设施，都是按照这个模拟分析对外国设计师的图纸进行调整优化的结果。无论观众坐在上层看台还是下层看台、普通座位还是VIP席，都能享受到自然光和自然风，达到较好的舒适度。
“鸟巢”的观众席里，还为残障人士设置了超过200个轮椅位置。相比普通座椅，这些轮椅座席的高度都作了提升，以保证和普通观众有一样的视野。而对于听力和视力损伤的观众，将提供助听器和比赛解说无线广播系统为他们服务。这些科技手段的运用，让在“鸟巢”观赛的所有人都能平等地享受体育带来的乐趣。
创新设计:让运动员充分发挥水平既然是赛场，怎样让来自世界各地的健儿们能充分发挥竞赛水准、取得最好成绩，无疑是奥运场馆设计的核心问题。东四环边上有一座体育馆，洁白的圆形屋顶让它看上去既像一枚微张的蚌壳，又像一个倒扣的斗笠。这就是新建的北京工业大学体育馆，第29届奥运会羽毛球和艺术体操比赛将在这里进行。了解羽毛球的人都知道，这个项目对于场馆内部的空调设计有着特殊要求，因为空调带来的风速和风向问题会直接影响到运动员的成绩。去年底在美国阿纳海姆举行的第十四届羽毛球锦标赛，由冰球馆临时改成的赛场大开着空调，风向还在随时变化，球路变得难以掌握，结果每个运动员都在抱怨:“我不知道风是往哪一个方向吹……”北工大体育馆是由华南理工大学建筑设计院自主设计的。为了寻找到最适合羽毛球运动的场馆设计方案，中国设计师们四处“取经”，考察了雅典奥运会、巴塞罗那奥运会甚至1960年罗马奥运会的运动场馆，参观了国家体育总局的国家队羽毛球训练馆，还跟着国家队到英国参加了去年初的全英羽毛球公开赛……但是，这些场馆的设计不是不适合羽毛球比赛，就是不可复制——雅典古狄奥林匹克综合体育中心因为同时承担奥运会现代五项比赛任务，场馆设计并不完全符合羽毛球运动的要求；伯明翰英国国家室内体育馆的场地设计倒是非常方便羽毛球比赛使用，可人家全英羽毛球公开赛是在3月份，压根儿不用开空调，而奥运会是在8月，不开空调是不可能的；国家体育总局羽毛球训练馆的设计非常好，空调是通过天花板上许多密密麻麻的送风孔出风，完全不影响比赛，但这种设计只能用于小型场馆……华南理工大学的设计人员跟国家队的李永波总教练以及林丹、张宁等队员交流，问他们，哪次大赛的场馆设计完全符合羽毛球运动要求，让人挑不出一点毛病的？大家都说，印象中还真没有。——这也难怪，目前世界上所有能举行大赛的高水平体育场馆，几乎没有哪个是为羽毛球比赛专门设计的。没有可供借鉴的先例，只能靠中国人自己想办法。经过多次论证，决定采用观众席席下送风的空调设计，也就是看台内增设空调送风管道，让凉风从观众的座椅下面吹出来。每两个座位下面，有三个直径各13厘米的送风口，整个体育馆中，这样的送风口共有1万多个。采用这样的设计有两个好处:首先是降低了风速。风速大小与出风管道的横截面积是成反比的，把一个出风口“分解”成了1万多个出风口，风速当然就小了；其次是避免了空调风向对场上运动员的影响。一般体育馆空调的送风管道是在屋顶，风从上面吹下来，再吹向四面的观众席，冷气在由上面转向侧面的过程中会形成一个涡旋气流，影响到羽毛球的飞行线路，现在将出风口设计在观众席下，回风口设计在两层观众席之间，就避免了涡旋气流的产生。席下送风，说起来容易，做起来却有点难。体育馆观众席的下方，实际上是观众集散大厅，洗手间、休息室和许多功能用房都设在那里，空调管道要从这些房间上面通过去。而北工大体育馆的独特外观要求建筑物不能太高，如果在屋顶加上管道，会让这些房间的使用空间变得更加矮小，何况这些房间功能不同，本身也需要不同的管道。为了避让开送风管道，同时让有限的空间得到最大的利用，中国设计师们反复修改，最终的设计方案与最初图纸相比，几乎所有房间的位置都挪了一遍。不仅在空调上下功夫，连每一扇门的位置都经过精心考虑。在最初的图纸上，为了疏散方便，休息大厅的门和观众席的门都是两两相对的。后来有专家提出，比赛的时候如果两扇门同时打开，会形成穿堂风，影响场上比赛。设计师们马上作了修改，把门的位置错开了。经过种种改进，现在，羽毛球馆内的风速可以控制在0.2米/秒以下，完全符合国际羽联的要求。除了保证运动员能发挥最佳的竞技水平，也能保证观众席的舒适度——观众席的温度在25℃至27℃之间，场内则是26℃到28℃。依靠自己的智慧，中国人成功解决了困扰国际羽坛多年的“老大难”问题。
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