科技日报记者 陈曦
北京时间11月21日零时，2022年卡塔尔世界杯开赛。本届世界杯的亮点之一就是比赛用球——“旅程”，它将是历届世界杯中飞行速度最快的足球。
从1930年在乌拉圭首次举办开始，到如今世界杯已走过92载春秋。这92年间，足球运动发生了翻天覆地的变化，足球运动员的水平越来越高、足球比赛越来越精彩、足球运动越来越普及。其中除了一代代足球人的付出与努力外，科技对足球运动的发展同样功不可没。
先进的制作材料、工艺缔造最快飞行速度
“如今，足球运动员越来越高超的球技、观众不断提升的观赏水平，对足球比赛用球提出了更高的要求。”国内最大的球胆供应商——三力伟业（天津）体育用品有限公司总经理梁晓军在接受科技日报记者采访时表示，举例来说，如果足球飞行速度慢，那么进球率就会比较低；反之，倘若足球飞行速度快，守门员就难以防守，进球率就能够得到提升，也就可以大幅提高比赛的观赏性。
回顾世界杯比赛用球的发展史，足球的每一次推陈出新都离不开科技的助力。
1954年瑞士世界杯，世界杯用球标准逐渐成形，同时也拉开了世界杯用球在材料和技术上创新的序幕。
资料显示，1958年瑞典世界杯的比赛用球“巨星”开创性地使用了防水外皮，这款足球也帮助“球王”贝利成功完成了世界杯首秀。1986年墨西哥世界杯的比赛用球“阿兹台克”首次使用了合成材料，使足球的耐用性得到提升。此后几届世界杯的比赛用球，更是用上了高科技合成材料、高科技涂层以及热黏合拼接技术，让足球的性能得以不断提升。到了2018年俄罗斯世界杯，其比赛用球“电视之星—18”甚至被植入了近场通信（NFC）芯片。
与往届世界杯用球相比，2022年卡塔尔世界杯比赛用球“旅程”的重量更轻，可以在空中保持更快的飞行速度。
梁晓军介绍，“旅程”球体表面采用了名为SPEEDSHELL的纹理聚氨酯球面材料。该球球面由20个SPEEDSHELL模块组成，同时采用了三角形状和弯折设计，降低了足球在空中运行的风阻系数。除此之外，通过表面内嵌式的设计细节，“旅程”设计者大大提升了足球飞行的稳定性。
“在制作工艺方面，‘旅程’表面的20个SPEEDSHELL模块是通过热黏合拼接技术贴合在一起的，而不是被缝在一起的。同时，这是第一款完全使用水性涂料和水基胶的世界杯用球。”梁晓军介绍道，如果球体表面是被缝合的，缝线处会增加球的运动阻力。而贴合的设计，就几乎不会存在这一问题。
“除此之外，设计者还对此次世界杯比赛用球的球面表皮与内胆之间的弹性体材料进行了升级，使其增加了弹性。”梁晓军分析道，这样的设计，可以让足球在同等的力度下，运动速度更快。
内置记录足球运动数据的中央芯片
“旅程”的又一亮点设计，是应用了创新技术系统——CTR-CORE，即在足球内部植入一枚中央芯片，其能够以500次/秒的速度记录足球运动相关数据。
“类似的技术早已被应用在篮球上了，不过很少被应用在足球上。”梁晓军解释道，植入在篮球中的、类似陀螺仪的芯片，可以记录篮球的初始速度、运行速度、运动角度等数据，同时可以跟踪篮球的运动轨迹，这些数据对球员提升篮球技术起到了重要的辅助作用。
“相关技术之所以晚于篮球这么久才被应用在足球上，主要是因为足球在空中的飞行距离比篮球要长很多，在增加了一个十几克的芯片及其外包装囊壳的情况下，还要保证长距离空中飞行过程中足球的稳定性和运动轨迹的精准性，技术难度非常大。”梁晓军解释道。
通过在“旅程”内胆中使用多个连接柱，设计者将芯片固定在球体中心的囊壳中，从而保证了球的平衡性不受影响。
官方资料显示，整套CTR-CORE技术系统，还包括一个运动传感器，其可以在本届世界杯比赛期间收集高精度的足球运动数据，并将它们发送给视频助理裁判（VAR），以帮助主裁判作出更合理的决定。
“未来，随着人工智能、大数据、物联网等前沿技术的发展，足球运动员的比赛技术和比赛的精彩程度有望被进一步提升。”梁晓军说。
