坚强的人体模型
【西班牙《趣味》月刊1月号文章】题:坚强的人体模型(作者 阿夫拉姆·阿隆索)
虽然大费周折,工程师们最后还是将迈克塞进了汽车。他的身体被端端正正地放在了方向盘面前。汽车开始启动并逐渐加速,最后以每小时50多公里的速度狠狠地撞在一堵混凝土墙上。一声巨响,玻璃和金属的碎片四处飞溅,整辆汽车撞得完全变了形,迈克的脖子也被挡风玻璃的碎片割得四分五裂。但是工程师们对这一切却无动于衷,他们更关注由于某些原因而没有正常工作的气囊。
不用惊讶,迈克其实是一个全身布满了各种传感器的人体模型。工程师通常将这种模型放在交通工具中,然后制造一场模拟的车祸,观察它们最终的损坏程度,以此估测人体在这样的事故中会受到什么样的伤害。
人体模型的需求量并不大。通常只有汽车公司才会用它们来观测碰撞对人体的伤害,以及检测气囊是否有效。事实上,全世界只有两家美国公司生产这样的人体模型:登顿ATD公司和第一技术安全系统公司。
人体模型大多是一个成年男子的大小,1·75米高,78公斤重。不过也有女性和儿童、甚至孕妇的模型。
从60年代起,人们开始使用人体模型进行各种试验。当时人们还只是直观地观测它们在车祸的冲击中受到的损害。而如今人体模型已经是一种高科技产品,可以用来准确地分析在一场车祸中驾驶员和乘客身体各个部位受到的冲击。
人体模型采用的都是能最大限度地模仿人体结构的材料。例如模型的身体通常由一片片圆形金属片和橡胶片相间做成的脊柱和富有弹性的橡胶外壳组成;体内还会有模仿人体肋骨的结构;头部通常是铝质外壳,外面覆盖着一层薄橡胶。当然,人体模型最关键的部件是身体里埋藏的各种传感器。正是这些传感器测量到的数据使工程师能逐渐改善车辆的安全性。
每个人体模型从头到脚都布满了各种测量加速度的传感器。这些传感器能测量特定部位的移动方向和速度,同时还可以测量人体所有重要器官——特别是头部和颈部在车祸中移动的距离和力度。随后,工程师们将利用这些数据来估算对人体可能造成的伤害。
随着目前汽车上使用的安全装置如气囊、安全带、头部靠垫等日益增多,对人体模型的要求也越来越高。制造人体模型的专家通常会去现实生活中的车祸现场采集数据,使他们生产的人体模型在车祸试验中的表现尽量接近真人。
常见的车祸模拟试验有两种:正面碰撞和侧面碰撞。在这两种不同的试验中,使用的人体模型也不一样。在正面冲撞试验中,人们通常使用Hybrid III型人体模型。而在侧面碰撞试验中,这种模型的精度就难以满足需要。科研人员为此研制了两种新的人体模型:SID和EuroSID.这两种模型能够测量膝盖和胸腔所受到的伤害。最新型的人体模型被命名为Thor,它有一个灵活的髋关节,可以用各种姿势“坐”下,并能测量车祸中人面部所受到的损害。
专家表示,当我们从使用人体模型的模拟试验中获得了足够的数据之后,我们可以利用计算机对一些情况进行数字化模拟试验。但人体模型的作用是计算机永远无法取代的。特别是在对一些产品的可靠性进行测试时,电脑根本不可能取代人体模型。所以,在今后的很长时间里,我们仍然需要它们来替我们遭受各种各样的事故。
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