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“中国科大元素”闪耀上海世博会开幕式
2010-05-04 科学时报 杨保国 曾皓

  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的不断变化、精美绝伦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……随着《蓝色多瑙河》音乐的响起,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。

  该系统是中国科大教授孔凡让领衔,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,其实蕴涵了丰富的高科技。

  孔凡让介绍,770个小球,每一个都由一台微型计算机控制,并连接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,受到了多方关注与支持。在节目审查时,国务院副总理王岐山给予了高度评价。

  而对孔凡让的项目组而言,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个微机通信不受干扰非常困难,保证通信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,工作人员通常是凌晨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日晚,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1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,孔凡让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。”

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