Können Crashtest-Dummies Wirklich Menschliche Verletzungen Simulieren?

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Können crashtest-dummies menschliche verletzungen simulieren? In diesem artikel von WordsSideKick.com können sie herausfinden, ob crashtest-dummies menschliche verletzungen simulieren können.

Wir denken selten darüber nach, wie zerbrechlich das Leben ist, bis wir ein traumatisches Ereignis wie einen Autounfall erleben. Ihr Leben könnte sehr wohl im Gleichgewicht stehen, was in wenigen Millisekunden passiert, und das Ergebnis kann von der Konstruktion Ihres Autos abhängen. Obwohl kein Auto absolut sicher ist, arbeiten die Ingenieure an der Verbesserung der Konstruktionen, um das Risiko schwerer Verletzungen zu minimieren.

Um dies zu erreichen, geben Autohersteller Millionen von Dollar in Testabstürze, um zu untersuchen, was genau bei einem Unfall mit verschiedenen Automodellen passiert. Es geht darum herauszufinden, wie gefährlich eine Kollision für den Fahrer und die Insassen eines Autos ist. Aber wer würde sich freiwillig melden, um in dieser Situation ein menschliches Versuchskaninchen zu sein? Selbst in einer kontrollierten Umgebung ist es viel zu gefährlich, einen Unfall mit einem Fahrzeuginsassen zu testen. Die wichtige Aufgabe fällt also auf anthropomorphe Testgeräte (ATDs), auch bekannt als Crashtest-Dummys. Diese werden in verschiedenen Größen hergestellt, um die Reichweite einer menschlichen Familie nachzuahmen - vom Säugling bis zum Erwachsenen.

Aber Ingenieure können sich nicht einfach mit einer einfachen ausgestopften Puppe mit Menschengestalt zufrieden geben und sie als Tag bezeichnen. Das liegt daran, dass eine einfache Puppe einem Forscher nicht sagen kann, ob ein Absturz zu einem Knochenbruch, einem gebrochenen Brustkorb oder Hautabschürfungen geführt hat. Crashtest-Dummys werden immer komplexer, um solche Verletzungen zu simulieren. Eine moderne ATD verfügt über eine derart fortschrittliche, detaillierte Konstruktion, dass sie mehr als 100.000 US-Dollar kostet - obwohl sie Dutzende von Abstürzen übersteht.

Bei einem Unfall kann das Auto anhalten, der Körper bleibt jedoch in Bewegung. Die Verletzungen einer Person hängen weitgehend davon ab, wie Ihr Körper bei einem Unfall geworfen wird. Aus diesem Grund muss der Dummy nicht nur ein realistisches menschliches Gewicht in Bezug auf seine Größe haben, sondern das Gewicht muss genauso wie das eines Menschen verteilt sein. Auf diese Weise können Forscher beobachten, wie hart und schnell ein 10-Pfund-Kopf auf einen sich aufblähenden Airbag trifft.

Die Schwierigkeit, einen ausgeklügelten Crashtest-Dummy zu erstellen, erinnert uns an die schiere Komplexität des menschlichen Körpers. Als Nächstes untersuchen wir die Anatomie eines Crashtest-Dummy ausführlicher.

Moderne Crashtest-Dummies

Die Entwicklung des Crashtest-Dummy geht mindestens auf das Jahr 1949 zurück, als die US-Luftwaffe den von Sierra Engineering entwickelten Dummy "Sierra Sam" zum Testen von Auswurfsitzen einsetzte. In den 70er Jahren brachte General Motors den "Hybrid" -Dummy heraus, der einige Verbesserungen an Sierra Sam vorgenommen hat. Der Hybrid I kam 1971 zum ersten Mal, gefolgt von Hybrid II im Jahr 1972. schließlich erschien der heute noch verwendete ATD, der Hybrid III, 1976.

Hybrid-III-ATDs haben Skelette aus Aluminium und Stahl, darunter sechs Stahlrippen mit Material auf Polymerbasis, um eine echte menschliche Brust zu imitieren, die von Vinylimitathaut umgeben ist. Realistische Gelenke sowie Hals, Wirbelsäule und Becken aus mit Gummi oder Schaumstoff ummantelten Metallkonstruktionen verleihen dem Dummy eine lebensechte Haltung und Flexibilität - beides spielt bei Kollisionsverletzungen eine große Rolle.

Neben dem menschenähnlichen Aufbau verfügen Hybrid III-Dummys über zusätzliche Funktionen, die von einfach bis raffiniert reichen. Durch bloßes Schmieren der Schnuller mit Fettfarbe können die Forscher genau sehen, wo der Schnuller das Auto beim Absturz trifft. Sensoren in den Dummys messen auch die Aufprallkräfte an verschiedenen Stellen.

Der Standard-Hybrid III stellt den 50. Perzentil-Rüden dar - der durchschnittliche Fahrer bei 5 Fuß, 10 Zoll groß und 168 Pfund schwer. Bundesvorschriften legen die Spezifikationen für diese ATD sowie die "Familie" von Hybrid III-Dummys fest. Mit Dummys unterschiedlicher Größe können Forscher unter anderem die Wirksamkeit von Standard-Sicherheitsgurten bei verschiedenen Körpertypen bestimmen. Neben den verschiedenen Hybrid-III-Dummys gibt es verschiedene ATD-Typen für verschiedene Crash-Tests. Hybrid-III-Dummys werden hauptsächlich für Frontalaufprallteststürze verwendet. Andere umfassen den Side Impact Dummy (SID) und den Biofidelic Rear Impact Dummy (BioRID).

Die nächste Generation von ATDs ist THOR, die viele Verbesserungen an Hybrid III vorgenommen hat. Insbesondere kann THOR Gesichtsverletzungen genauer vorhersagen, da der Kopf mit unidirektionalen Wägezellen ausgestattet ist [Quelle: Schmitt]. Weitere Verbesserungen sind ein neues Hals- und flexibles Wirbelsäulendesign sowie ein fortschrittlicher Brustkorb mit elliptischen Rippen.

Um einen kontrollierten Absturz wiederherzustellen, filmen Forscher ihn auch mit bis zu 20 Spezialkameras, die bei hohen Geschwindigkeiten (etwa 1.000 Bilder pro Sekunde) unter verschiedenen Winkeln filmen können [Quelle: Weber]. Auf diese Weise können sie den Absturz in klarer Zeitlupe beobachten, um jedes Detail zu beobachten.

Die nackte Wahrheit

Es scheint, als hätten die Forscher an alles gedacht. Obwohl wir vielleicht noch nie darüber nachgedacht haben, macht die Kleidung, die wir tragen, einen großen Unterschied in der Art und Weise, wie wir während eines Autounfalls auf dem Sitz gleiten. Deshalb kleiden sie sich auch auf ATDs.

Simulieren von inneren Verletzungen von Menschen

Die Forscher verkleiden sich sogar mit Dummys, um die Situation so realitätsnah wie möglich zu gestalten.

Die Forscher verkleiden sich sogar mit Dummys, um die Situation so realitätsnah wie möglich zu gestalten.

Es macht Sinn, dass das Betrachten eines Zeitlupen-Videos eines richtig gewichteten, menschenähnlichen Dummys den Forschern helfen kann, festzustellen, ob ein Absturz zu Verletzungen von außen führen wird. Weniger glaubwürdig ist vielleicht, dass ein Dummy uns sagen könnte, ob der Absturz zu einer inneren Verletzung führen wird. Der menschliche Körper und seine empfindlichen inneren Organe sind so komplex, dass eine bloße Polymer- und Metallkonstruktion als unzulänglicher Vertreter erscheint.

Wir haben jedoch eine gute Vorstellung davon, was der menschliche Körper aushalten kann und wie viel Kraft zu einer kritischen inneren Verletzung führen wird. Der Trick besteht darin, herauszufinden, ob bei einem Absturz diese besonderen Kräfte auftreten.

Wenn Sie sich auf der letzten Seite erinnern, haben wir erwähnt, dass ATDs an verschiedenen Stellen des Körpers mit Sensoren ausgestattet sind. Diese elektronischen Sensoren können tatsächlich die Aufprallkraft, Beschleunigungen und Verformungen messen, die bei der Kollision erhalten bleiben. Im Hybrid III sind diese im Kopf, Hals, Brust, Becken, Oberschenkeln, Beinen und Knöcheln angebracht. Insgesamt können diese Sensoren 37.200 verschiedene Daten in einer ATD [Quelle: Mello] aufnehmen. Die Kenntnis dieser Informationen hilft den Forschern zu bestimmen, welche Kräfte auf welchen Körper wo einwirken, was ihnen helfen kann, verschiedene Arten von Verletzungen vorherzusagen. Sie können anhand dieser Daten feststellen, ob wahrscheinlich eine Fleischwunde oder eine innere Verletzung vorliegt.

Es hat sich jedoch auch eine andere Technologie entwickelt, die innere Verletzungen vielleicht genauer vorhersagen kann. Durch die Simulation eines Absturzes und eines Dummys in einem Computermodell glauben die Forscher, dass sie bestimmen können, ob eine innere Verletzung vorliegt. Forscher des in Virginia ansässigen National Crash and Analysis Center haben an computergestützten Crash-Tests gearbeitet. Sie sagen, dass sie sich beispielsweise Details zu Hirnverletzungen anschauen können, die in computerisierten Modellen leicht zu sehen sind (Quelle: Science Daily).

Verwenden von Kadavern beim Crashtest

Obwohl es merkwürdig sein kann, darüber nachzudenken, liefert der Einsatz von Kadavern in Crash-Tests nützliche Informationen, die Leben retten könnten.

Obwohl es merkwürdig sein kann, darüber nachzudenken, liefert der Einsatz von Kadavern in Crash-Tests nützliche Informationen, die Leben retten könnten.

Wir haben zuvor erwähnt, dass die US-Luftwaffe in den 1940er Jahren den Original-Crashtest-Dummy verwendet hat. In gewisser Weise reicht die Geschichte der Crash-Testpersonen jedoch noch weiter zurück. Der Lawrence State University-Forscher Lawrence Patrick wollte bereits in den 1930er Jahren die Grenzen des menschlichen Körpers ausloten. Anstatt eine menschenähnliche Puppe herzustellen, benutzte er tatsächlich einen Menschen - selbst. Er nahm unter anderem ein 22-Pfund-Metallpendel an der Brust auf.

Aber als Patrick testete, was passiert, wenn eine Leiche geworfen wird, wollte er eine Person in den Aufzugsschacht schicken. Dieses Mal benutzte er wieder einen Menschen. Aber statt sich selbst benutzte er einen toten Menschen.

So grausam, morbide oder unmoralisch es auch klingen mag, der Einsatz von Kadavern als Crash-Testpersonen ist aus praktischer Sicht sehr sinnvoll. Es besteht keine Gefahr für das menschliche Leben, und Forscher können einige der nützlichsten und lebensrettendsten Informationen aus Kadavertests entnehmen. Patrick hat behauptet, trotz des öffentlichen Aufschrei, dass dies die Würde des menschlichen Körpers verletzt habe, habe er die Leichen mit Respekt behandelt [Quelle: Roach].

Die US-amerikanische National Highway Traffic Safety Administration (NHTSA) finanziert Crash-Tests mit Kadavern. Obwohl sie es nicht gerne zugeben wollen, wird von Autoherstellern angenommen, dass sie in Tests noch Kadaver verwenden [Quelle: Hyde].

Cadaver-Tests sind jedoch nicht perfekt. Die verfügbaren Körper sind in der Regel älter, dh Knochen brechen leichter als der durchschnittliche Fahrer. Außerdem gibt es unter anderem keinen Druck in den Lungen und Blutgefäßen von Kadavern. Lebendes biologisches Gewebe unterscheidet sich dramatisch von totem Gewebe, genauso wie es sich von synthetischem ATD-Material unterscheidet. Selbst mit Kadavern war es für Forscher schwierig, einen Fußgängerunfall zu simulieren [Quelle: LASTPEP].

In seinen Kadaver-Crashtests musste Patrick die Gelenke der Körper manipulieren, um sie zu lockern. Er nahm auch das Gehirn heraus und setzte Gelatine an seine Stelle, zusätzlich zu den Beschleunigungssensoren, die an den Kopf geschraubt wurden [Quelle: Roach]. Es ist eine umstrittene Frage, ob solche Anpassungen zusätzlich zu einem vollständigen Crashtest der Körper in einem Crashtest von Natur aus respektlos sind. Es ist kein Wunder, dass Automobilhersteller das Kadavertesting gerne schweigen.


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