王馨立


中國的車禍死亡率已連續10多年保持世界第一,中國以世界3%的汽車保有量,制造了全球16%的死亡人數。我國城市每萬輛車死亡率是美國的17.8倍。
可是,你知道一場車禍究竟能有多“傷不起”?科研人員一直在嘗試通過模擬試驗獲得各種準確的數據。不久前,設立在美國密歇根州來米爾福德市的通用汽車模擬人試驗裝置(ATD)實驗室進行了一次逼真的沖撞試驗,結果駕車者“頭”被撞飛,胸部被嚴重擠壓,身體被扭曲,而這觸目驚心的實驗僅僅只是一個基準面,還有更多的嚴重后果尚待揭示。科研人員稱,下一代試驗裝置的傳感器將進一步升級,當沖撞進行時,每秒鐘可從轎車與人體血肉之軀間獲得7萬個數據點。
ATDS在模擬人體內總共裝有192個傳感器,借助于它們,工程師可以更準確地預測受傷的風險。升級后的新一代智能模擬人將使試驗更形象化,數據收集的速度也隨之加快,而新安裝在胸腔內被稱為RibEye(肋眼)的探測器,還可以幫助工程研究人員更好地了解在發生激烈碰撞時,胸部每一根肋骨是如何被壓縮變形的,以此來估量車禍危害的嚴重程度。
剖析模擬人試驗裝置
下軀干:
當車輛前段發生沖撞時,車上的儀表板會擊中假人的膝蓋,并激發出一股能沿至臀部骨盆和股骨間的沖擊波。來自腰椎負荷傳感器和骨盆加速度計的數據,再與腿部傳感器數據相結合,就能充分證實它們之間所包含著的沖擊波力度以及致使髖關節脫臼粉碎的力度數據。
腿:
研究人員在模擬人的鋼質股骨和脛骨處安裝了敏感的負載傳感器來預測骨折和膝蓋韌帶撕裂的狀況;腿內全金屬牽引桿,還能測試股骨上3000磅以上和脛骨上2500磅的沖擊力度,這股沖擊力遠遠超出人體的極限,骨頭早就粉碎了。
黑盒子
在一次150毫秒的典型性沖撞測試中,3個安裝在模擬人體內的“黑盒子”,每次能捕獲16千兆字節的數據,這意味著每一個模擬人體內的傳感器每秒能被計算機記錄7萬個以上的數據點。
頭部:
在發生激烈沖撞時,汽車頓時被迫降速,致使智能模擬人的頭部迅速而猛烈地撞上前方,直到碰上安全氣囊,就在這幾毫秒的時間里,在頭顱里3粒小花生米大的加速度計已追蹤到頭部前沖的速度,包括左右上下的速率。沖撞發生后,傳感器能迅速查明顱骨斷裂,腦震蕩和腦部受損的種種狀況,傳感器能自動記錄750克以內的重力加速度所造成的人體受傷狀況,要知道,80克的重力沖擊力度就能斷裂人的顱骨。
脖子:
模擬假人的頭部也是可活動的,它的脖子可彎曲、扭轉,能延伸。頸部5.5英寸寬的編織鋼帶交替圍繞在鋁盤和膠墊層之間,這使得模擬人的頸椎可自然彎曲,上部裝有類似曲棍球大小的測壓元件,用來記錄沖撞試驗時頸椎的側向力和力矩的數據。這些測得的數據被工程師們用來評估脖子在發生車禍時,頸椎在多大程度上會遭受鞭抽式的損傷和骨折。
胸腔:
胸前系有安全帶的駕駛員仍會猛烈地撞向方向盤,緊接著的就是肋骨斷裂和肺部受損,其嚴重程度取決于胸部受壓程度。為得到壓力數據,在沖撞試驗中,設計師們在胸腔內安裝了3個RibEye(肋眼)光電探測器,它們探測的亮光來自模擬人肋骨間6-18個紅色的LED(發光二極管),肋骨內的微處理機能知曉每一個LED在一毫秒瞬間的動作,也就是說,它們能提供相應力度被壓縮的胸腔內各器官受損變形的3D照片。