為全面貫徹十九大提出的“籌辦好北京冬奧會、冬殘奧會”的要求，落實《北京2022年冬奧會和冬殘奧會籌辦工作總體計劃和任務分工方案》，加快推進“科技冬奧（2022）行動計劃”，科技部會同北京冬奧組委、北京市科委、河北省科技廳以及體育總局等部門，共同編寫了國家重點研發計劃“科技冬奧”重點專項實施方案。
本重點專項面向北京冬奧會和冬殘奧會科技保障重大需求，重點圍繞冬奧會科學辦賽關鍵技術、冬季項目運動訓練與比賽關鍵技術、公共安全保障關鍵技術、全球影響傳播和智慧觀賽關鍵技術、建設綠色智慧綜合示範區等重點方向的關鍵科技瓶頸問題開展研究，攻克一批核心關鍵技術，示範一批前沿引領技術，轉化一批綠色低碳技術，展示一批體現國家實力的高新技術，建立一批綜合應用示範工程，促進冬季運動普及和體育產業發展，為將北京冬奧會和冬殘奧會辦成一屆精彩、非凡、卓越的奧運盛會提供科技支撐。
本專項執行期從2018年至2022年。按照分步實施、重點突出原則，2021年度指南國撥經費總概算約0.8億元，擬在科學辦賽、運動訓練與比賽、安全保障等方面安排5項任務。
本項目指南要求以項目為單元組織申報，項目執行期1-2年。指南各方向擬支持項目數原則為1項，若同一指南方向下采取不同技術路線，評審結果相近，可以擇優同時支持2項，根據中期評估結果擇優再繼續支持。鼓勵產學研用聯合申報，項目承擔單位有義務推動研究成果的轉化應用，對於典型應用示範類項目，要充分發揮地方和市場作用。所有項目均應整體申報，須覆蓋對應指南研究方向的全部考核指標。除特殊要求外，每個項目下設課題數原則上不超過5個，參與單位總數原則上不超過10個。
本專項2021年度公開發布項目申報指南如下。
1、冬奧會科學辦賽關鍵技術
1.1 低碳冬奧監測與碳中和調控關鍵技術及示範應用
研究內容：研究面向人-機-物-環等活動體的賽事活動碳排放基礎數據天空地一體化採集技術，開發碳排放多源數據智能融合、分析與監測評估技術；制定賽事期間場館、交通、住宿等領域的直接間接碳排放核算體系、方法與標準，研究賽事相關參與方的碳足跡追蹤技術，開發面向複雜環境、多維活動、賽事流程的碳排放動態模擬、預測預報、三維情景展示技術，實現分析和反饋賽事相關參與方碳排放特徵的交互平臺；研究購買碳配額、碳信用或新建碳匯林等不同類型抵消方式的“碳中和”方案及關鍵技術，研究並推動大型賽事活動碳普惠機制；制定涵蓋社會行為、綠色經濟、生態環境、低碳技術、城市設施、區域協同等方面的低碳冬奧遺產評價指標體系與標準，定量評估科技支撐低碳冬奧的衍生效應，預測後冬奧時期冬奧對賽事城市、京津冀地區以及泛冬奧圈低碳和可持續發展的潛在影響及貢獻；研發科技冬奧成果評估方法與展示技術，系統評估與展示科技冬奧實施效果，研究科技冬奧技術創新與城市發展的關係，研製科技冬奧與賽事城市、京津冀地區發展的系列成果應用場景模擬平臺，形成科技冬奧成果集群和彙編。
考核指標：建立冬奧會碳排放核算方法1套，建立低碳冬奧技術規範和標準1套，設計北京2022年冬奧會低碳解決方案和低碳成果全球宣傳方案1套；研製冬奧會碳排放關聯活動水平的智能感知和計量裝置1套，實現對相關活動數據的監測和採集，構建服務於低碳冬奧的數據庫1套，實現對人-機-物-環等活動體不少於20項關鍵參數的數據管理；建成冬奧會全景式碳排放智能管控與碳普惠雲平臺1套，實現對碳排放關聯活動信息的監測、發佈，以及碳排放核算、低碳評估、管控、交互等功能，並能支持大型賽事活動碳中和及碳普惠機制的實踐應用；形成不少於20個方案的後冬奧時期賽區碳管理方案庫1套，建成奧運遺產評價指標體系1套，構建科技冬奧低碳技術清單1套；構建科技冬奧成果集成與評估數據庫1套，形成科技冬奧成果彙編1套，建立科技冬奧成果多維全景式展示和VR展示終端1套，完成冬奧牽引京津冀協同發展白皮書，實現科技冬奧成果的對外發布及宣傳；申報國家發明專利不少於3項、軟件著作權不少於3項。
有關說明：由北京市科委、河北省科技廳、工業與信息化部組織申報；其他經費（包括地方財政經費、單位出資及社會渠道資金等）和中央財政經費比例不低於1:1。
1.2 北京冬奧會臨時設施搭建與運維關鍵技術
研究內容：研究看臺、轉播塔、臨時橋架、LED大屏等支承架體的耐寒週轉型高性能架體結構及抗風性能提升技術，開發臨時設施架體複雜山地自適應裝配式模塊化快速拆裝關鍵技術,研究週轉型臨時設施架體安裝質量快速檢測技術;研究複雜嚴寒山地條件下週轉型臨時設施地基處理關鍵技術,研究大面積高容量臨時設施系統性安全運維保障關鍵技術；研究嚴寒天氣下臨時設施信息快速採集、結構安全智能預警關鍵技術;研發通用型零排放裝配式廁所設施及多功能模塊化設計、裝配、拆解、梯次循環利用關鍵技術,研究臨設生活汙水低能耗就地消納處理和回用技術裝備，研究汙水處理系統低溫增效及穩定運行關鍵技術;研究冬奧獨立單元式、大空間用房等臨時結構可再生能源主導的低碳供熱保溫關鍵技術和模塊化通風及熱回收技術,研究利用可再生能源的離網臨時用房蓄能及供暖關鍵技術。
考核指標：研發週轉型臨時設施高性能架體產品1套，產品週轉率100%，最大適用高度100米，適用溫度≥-40℃，適用風速≤40m/s，臨時設施架體安裝質量快速檢測裝置1套，質檢準確率不低於95%，建立週轉型臨時設施支承架體行業或國家標準1套，包括快速拆裝技術標準1項，安裝質量快速檢測技術標準1項；建立複雜嚴寒山地環境下凍土場地地基多相多場多因素耦合智能分析模型與抗凍融循環地基處理關鍵技術1套，開發大面積高容量臨時設施地基-結構-功能系統性安全運維保障系統1套；研製適用於-40℃嚴寒環境的臨時設施無線傳感裝備及信息智能採集系統1套，雙軸傾斜傳感器的量程大於±10º，分辨率不低於0.01º，連續工作時平均功耗＜2mW，三維振動傳感器分辨率不低於1mg，連續工作時平均功耗＜2mW；建立臨設廁所設置和設計優化方案，研發適用於嚴寒山地環境的裝配式廁所繫統1套，可在環境溫度-40℃下穩定運行，研發適用於嚴寒山地環境的汙水處理和回用一體化裝備1套，可在環境溫度-40℃下穩定運行、汙水100%就地無害化處理，開展工程示範應用不少於2項；建立適應-40℃以上溫度條件的節能圍護結構熱工性能指標及適宜的保溫結構，組團臨建室溫≥15℃的低碳供暖方案，研發100%利用可再生能源的獨立臨建蓄能及供暖關鍵技術，提高觀賽舒適感的個性化供暖設施，依據室內環境需求自動控制的節能通風裝置1套。上述研究成果在延慶、崇禮賽區實際應用。
有關說明：由北京市科委、河北省科技廳組織申報；其他經費（包括地方財政經費、單位出資及社會渠道資金等）和中央財政經費比例不低於3:1。
2. 冬季項目運動訓練與比賽關鍵技術
2.1 雪上優勢、潛優勢項目夏冬轉訓融合關鍵技術
研究內容：基於仿生技術研究空中技巧項目旱雪助滑道變密度彈性下滑材料仿雪性能關鍵技術，研究大跨度著陸坡接觸層材料複合結構優化設計方案，建成與雪上場地功能高度相似的旱雪訓練場地；研究多源場景轉換下技術、體能、心理差異性評價與趨同性訓練的關鍵技術，研製出大時空尺度下運動員轉換適應性訓練最優模式和實時反饋運動輔助訓練系統，綜合利用NB-IoT、LoRa等低功耗物聯網，研製冰雪運動項目相關數據高效傳輸方案；研究多模式、高速衝擊過程旱雪著陸緩衝區域的力學性能，研製與著陸衝擊區雪面本構關係高度相似的變剛度旱雪著陸緩衝支撐層；研發三維變剛度吸能緩衝材料，研製出適應夏冬兩季多場景下剛度自適應運動護具；研製複雜環境下場地雪面摩擦係數和速度自動測量智能機器人，研製跳臺曲面場地高精度的修整機器人，實現機器視覺場地數據精準採集、快速反饋、智能化修護的優化集成輔助訓練功能。
考核指標：同地建成不少於2個優勢和潛優勢雪上項目的夏冬轉訓融合智能化場地系統，旱雪助滑道材料的摩擦係數與自然雪之間的誤差在5%以內，著陸坡的撓跨比≤0.03；夏-冬、冬-夏轉訓的技術、體能與心理遷移融合方案各1套，實現無標記點超大空間範圍雪上運動技能三維智能診斷分析和優化功能，全局誤差精度控制在標定範圍2%以內，研製出模擬雪場環境下的運動員姿態調整與作用力變化實時可視化、智能化輔助訓練系統1套，提出基於5G的數據高效傳輸解決方案；研製出高速衝擊狀態下，緩衝衝擊力人體三維作用力診斷裝置1套，精度在千分之五以內，高速衝擊狀態下，旱雪著陸緩衝區域的應力應變關係與真實雪之間的平均誤差不超過10%，研製變剛度旱雪著陸緩衝支撐層設計方案1套，變剛度範圍與真實雪相差±5%以內；設計出適應夏冬轉換訓練的剛度自適應運動護膝、護肘、頭盔裝備各1套，支撐剛度自調節範圍可達到±15%；研製大場地複雜環境雪面摩擦係數數據連續測量、場地維護智能機器人各1個，摩擦係數測量精度達千分之一，實現機器視覺檢測和自動修整、檢測場地數據實時反饋功能，解決人工操作繁瑣問題，場地修整工作效率在1平方米/分鐘以上。
有關說明：由體育總局組織申報；其他經費（包括地方財政經費、單位出資及社會渠道資金等）和中央財政經費比例不低於2:1。
2.2 奧運會運動員心理健康保障關鍵技術
研究內容：結合可穿戴式設備及軟件對奧運會運動員心理狀態和生理指標進行動態監測和評估，建立訓練比賽全週期、多維度心理評估系統；研究奧運會運動員心理狀態相關生物標誌物及腦功能，設計精確反映運動員心理狀態的行為測試範式，建立多模態運動員心理相關的腦功能圖譜，構建運動員的多維度生物信息數據庫；基於心理評估系統和生物信息數據庫，結合大數據和人工智能等技術，確定早期識別影響運動員成績及造成運動傷害的心理因素，建立奧運會運動員賽時心理狀態預警模型；融合運動心理學原理和人工智能技術，研發包含心理疏導、心理干預、心理訓練等多種內容、形式的智能心理服務軟硬件系統；針對新冠肺炎疫情等因素引發的奧運會運動員心理問題，構建個體化心理響應和干預平臺。
考核指標：建立涵蓋壓力、情緒、睡眠等多維度的不少於5種指標的訓練比賽全週期心理評估系統；制定包含3種以上精確反映運動員賽時心理狀態的行為測試範式，構建1套涵蓋生物組學、生理心理學及神經影像學指標的奧運會運動員心理狀態多組學生物數據庫；確定5種以上影響競技成績的心理和生理因素，建立1套奧運會運動員賽時心理狀態預警模型；制定不少於3種針對運動員常見心理問題的無創和個性化干預方案，開發1套心理服務智能機器人，實現基於人機對話流程的智能化心理保障，提供24小時*7天的心理問題篩查、預警、智能陪伴與疏導服務；建立1套奧運會運動員專用的多種心理干預技術多類交互模式線上線下融合的心理響應和干預平臺。
有關說明：由體育總局組織申報；其他經費（包括地方財政經費、單位出資及社會渠道資金等）和中央財政經費比例不低於1:1。
3. 公共安全保障關鍵技術
3.1 先進機器人技術在冬奧會中的應用
研究內容：針對北京冬奧會和冬殘奧會開閉幕式、應急、觀賽和服務等應用場景，研究適用、特色、先進和實用的機器人技術；研究開閉幕式、應急、觀賽和服務等應用場景下的機器人應用集成解決方案，情景推演和展示技術；並實際應用於冬奧會和殘奧會。
考核指標：適用於冬奧會和冬殘奧會的開閉幕式、應急、觀賽和服務等一種或多種具體應用場景的機器人各2套，技術國際領先、實用、可靠、零排放。應用於冬奧會冰雪項目賽場賽道上的機器人在冰面和雪地上運動時不影響冰雪項目對冰面和雪地的要求，工作環境溫度-35℃～40℃；形成適用於冬奧會或冬殘奧會開閉幕式、應急、觀賽和服務等一種或多種具體應用場景的機器人集成應用解決方案1套，集成應用具有適用、實用、展示度強、應用效果好，針對上述一種或多種具體應用場景，形成可視化的機器人應用方案情景推演和展示系統1套；實際應用於北京冬奧會和冬殘奧會。
有關說明：1.申報單位應與具體應用場景的冬奧會場館業主方等應用單位聯合申報；2.申報單位應提供資金籌措方案和賽後利用方案；3.每個申報書只針對一個場景進行申報，每個場景擬支持項目不超過1項；4. 由教育部、工業和信息化部、廣電總局、體育總局、中科院、北京市科委、河北省科技廳組織申報；5. 其他經費（包括地方財政經費、單位出資及社會渠道資金等）和中央財政經費比例不低於3:1。
