Araba kazası gibi travmatik bir olay yaşayana kadar ne kadar kırılgan bir hayat olduğunu nadiren düşünürüz. Hayatınız, sadece birkaç milisaniye içinde olan şeyin dengesinde çok iyi bir şekilde durabilir ve sonuç, arabanızın inşasına bağlı olabilir. Hiçbir araç tamamen güvenli olmasa da, mühendisler ciddi yaralanma potansiyelini en aza indirmek için tasarımları geliştirmek için çalışırlar.
Bunu yapmak için, otomobil üreticileri farklı araba modelleri ile bir çarpışmada tam olarak ne olduğunu incelemek için test çökmelerine milyonlarca dolar döküyorlar. Mesele, bir otomobilin sürücüsü ve yolcuları için ne kadar tehlikeli bir çarpışma olacağını bulmak. Ancak, elbette, kim böyle bir durumda insan gine domuzu olmak için gönüllü olur? Kontrollü bir ortamda bile, bir insanı araçta bulunan insanlarla çarpışmayı test etmek çok tehlikeli. Yani, önemli görev düşüyor antropomorfik test cihazları (ATDs), Ayrıca şöyle bilinir çarpışma test mankenleri. Bunlar, bir insan ailesinin aralığını taklit etmek için farklı boyutlarda yapılır - bebeklerden yetişkinlere.
Ancak mühendisler basit bir insan şekilli doldurulmuş bebek için yerleşemez ve bir gün diyelim. Bunun nedeni, basit bir bebeğin bir araştırmacının kırık bir kemik, kırık bir göğüs kafesi veya deri sıyrıkları ile sonuçlanıp sonuçlanmadığını söyleyememesidir. Çarpışma testi mankenleri bu tür yaralanmaları simüle etmek için yeterince karmaşık hale geliyor. Modern bir ATD, 100.000 $ 'dan fazla bir maliyete sahip, bu kadar düzinelerce çarpışmaya yol açacak kadar gelişmiş, ayrıntılı bir yapıya sahip.
Ayrıca, bir çarpışmada, araba durabilir, ancak vücudunuz hareket etmeye devam eder. Bir kişinin yaralanması büyük ölçüde vücudunuzun kazaya nasıl atıldığına bağlıdır. Bu nedenle, kukla sadece büyüklüğüne göre gerçekçi bir insan ağırlığına sahip olmakla kalmamalı, aynı zamanda bir insanınki gibi ağırlık da dağıtılmalıdır. Bu sayede araştırmacılar, 10 kiloluk bir kafanın şişirilmiş bir hava yastığına ne kadar sert ve hızlı bir şekilde ulaştığını izleyebilirler.
Sofistike bir çarpışma testi mankeni yaratmanın zorluğu, insan vücudunun karmaşık karmaşıklığını hatırlatır. Daha sonra, bir çarpışma testi mankeni anatomisini daha derinlemesine keşfedeceğiz.
Çarpışma testi kuklanımının evrimi, ABD Hava Kuvvetleri'nin Sierra Mühendislik tarafından ejeksiyon koltuklarını test etmek için geliştirdiği bir kukla olan "Sierra Sam" in kullanıldığı 1949 yılına kadar uzanmaktadır. 1970'lerde General Motors, Sierra Sam'de birkaç iyileştirme yapan "Hybrid" mankeniyle çıktı. İlk önce 1971'de geldiğim Hibrid, 1972'de Hybrid II geldi; Son olarak, bugün hala kullanılan ATD, Hybrid III, 1976'da ortaya çıktı.
Hybrid III ATD'ler, vinil taklit cildiyle kaplı gerçek bir insan göğsü taklit etmek için polimer esaslı malzeme ile altı çelik kaburga dahil olmak üzere alüminyum ve çelik iskeletlere sahiptir. Kauçuk veya köpük kaplı metal konstrüksiyonlardan yapılmış boyun, omurga ve pelvis gibi gerçekçi eklemler, her ikisi de çarpışma yaralanmalarında büyük bir rol oynayan kukla gerçeğe yakın bir duruş ve esneklik sağlar.
İnsan benzeri yapısının ötesinde, Hybrid III mankenleri, basitten sofistike kadar çok çeşitli özelliklere sahiptir. Aptalları sadece yağlı boyayla boyamak, araştırmacıların kuklanın çarpışmada araca çarptığı yeri tam olarak görmesini sağlar. Ayrıca, mankenlerin içindeki sensörler, farklı noktalardaki darbe kuvvetlerini ölçer.
Standart Hybrid III, 50. yüzdelik erkeği temsil eder - 5 fitlik, 10 inç uzunluğunda ve 168 kilo ağırlığında ortalama sürücü. Federal düzenlemeler, bu ATD'nin ve Hybrid III modellerinin “ailesi” nin şartlarını şart koşmaktadır. Başka şeylerin yanı sıra, farklı boyutlarda mankenlere sahip olmak, araştırmacıların çeşitli vücut tipleri üzerindeki standart emniyet kemerlerinin etkinliğini belirlemelerine yardımcı olur. Farklı Hybrid III mankenlerine ek olarak, farklı çarpışma testleri için farklı ATD tipleri de vardır. Hibrid III mankenleri, öncelikle frontal darbe testi çökmeleri için kullanılır. Ancak diğerleri yan darbe kukla (SID) ve biyofidelik arka darbe kukla (BioRID) içerir.
Gelecek nesil ATD'ler, Hybrid III üzerinde birçok gelişme kaydeden THOR'dur. Özellikle, THOR, tek yönlü yük hücreleri [kaynak: Schmitt] ile donatılmış olduğundan, yüzdeki yaralanmaları daha doğru şekilde tahmin edebilir. Diğer gelişmeler arasında yeni bir boyun ve esnek omurga tasarımı ve eliptik kaburgalara sahip gelişmiş bir göğüs kafesi bulunur.
Araştırmacılar, kontrollü bir çöküşün yeniden oluşturulmasında, aynı zamanda, farklı açılarda yüksek hızlarda (saniyede yaklaşık 1,000 kare) film çekebilen, 20'ye kadar uzman kamerayla film çekiyorlar [kaynak: Weber]. Böylelikle her detayı gözlemlemek için kazayı net ağır çekimde izleyebilirler.
Çıplak Gerçeği
Araştırmacıların her şeyi düşündüğü anlaşılıyor. Belki de bunu hiç düşünmemiş olsak da, giydiğimiz kıyafetler aracın çarpması sırasında koltukta kayma şeklimizde büyük bir fark yaratıyor. Bu yüzden ATD'lere de kıyafet koydular.
Araştırmacılar, durumu mümkün olduğunca gerçeğe yakın hale getirmek için mankenleri kıyafetlerle giyecekler.
Düzgün ağırlıklı, insancıl bir mankenin yavaş hareket eden bir videosunun izlenmesinin, bir kazazedenin dışsal yaralanmalarla sonuçlanıp sonuçlanmayacağını araştırmaya yardımcı olabileceği anlaşılır. Belki de daha az inandırıcı olması, bir mankenin kazaların içsel bir yaralanmaya yol açıp açmayacağını söyleyebilir. İnsan vücudu ve hassas iç organları o kadar karmaşıktır ki, sadece bir polimer ve metal konstrüksiyon yetersiz bir temsilci olarak görülür.
Bununla birlikte, insan vücudunun ne tutabileceği ve ne kadar kuvvetin kritik bir iç yaralanma ile sonuçlanacağı hakkında iyi bir fikre sahibiz. Hile, belirli güçlerde bir çarpışma ile sonuçlanıp sonuçlanmadığını bulmaktır.
Son sayfadan hatırlarsanız, ATD'lerin vücudun çeşitli noktalarında sensörler ile donatıldığından bahsetmiştik. Bu elektronik sensörler, çarpışmada devam eden darbe, hızlanma ve deformasyonların gücünü gerçekten ölçebilir. Hybrid III'de bunlar baş, boyun, göğüs, leğen kemiği, uyluk, bacak ve ayak bileklerine monte edilir. Tüm bu sensörler, bir ATD [source: Mello] 'da 37.200 farklı veri parçasını kaydedebilir. Bu bilgiyi bilmek, araştırmacılara, bir cisme ne tür kuvvetlerin geleceğini belirleme konusunda yardımcı olur ve bu da, tüm farklı yaralanma türlerini tahmin etmelerine yardımcı olabilir. Bu verileri, bir şeyin muhtemelen bir yara ya da bir iç yaralanmaya neden olup olmayacağını belirlemek için kullanabilirler.
Ancak, iç yaralanmaların daha doğru tahmin edilebileceği başka bir teknoloji de geliştirilmiştir. Bir bilgisayar modelinde bir çarpışmayı ve bir kukla tamamen simüle ederek, araştırmacılar, bir iç yaralanmanın sürdürülüp sürdürülmeyeceğini belirleyebileceklerini düşünüyorlar. Özellikle, Virginia merkezli Ulusal Kilitlenme ve Analiz Merkezi'ndeki araştırmacılar, bilgisayarlı çarpışma testleri üzerinde çalışıyorlar. Bilgisayarlı modellerde [kaynak: Science Daily] kolayca görülen beyin hasarlarının ayrıntılarına bakabildiklerini söylediler.
Düşünmek garip gelse de, çarpışma testlerinde kadavra kullanmak, araştırmacılara hayat kurtarabilecek yararlı veriler sağlar.
Daha önce de bahsettiğimiz gibi, ABD Hava Kuvvetleri, 1940'larda orijinal çarpışma testi mankeni kullanmıştı. Ancak, bir anlamda, çarpışma testi konularının tarihi daha da geriye uzanmaktadır. 1930'ların başlarında, Wayne State Üniversitesi'nden araştırmacı Lawrence Patrick, insan vücudunun sınırlarını test etmek istedi. İnsana benzeyen bir manken üretmek yerine, aslında bir insan kullandı. Diğer darbeler arasında göğsüne 22 kiloluk bir metal sarkaç aldı.
Fakat Patrick'in bir vücut atıldığında ne olduğunu test etmesi gerektiğinde, bir kişiyi asansör boşluğuna göndermek istedi. Bu kez yine bir insan kullandı. Ama kendinden ziyade ölü bir insan kullandı.
Kulağa hoş gelen, morbid veya etik olmadığı için, çarpışma testi denekleri olarak kadavra kullanmak, pratik açıdan çok anlam ifade eder. İnsan yaşamı için tehlike yoktur ve araştırmacılar kadavra testlerinden en yararlı, hayat kurtarıcı bilgilerden bazılarını alabilirler. Patrick, halkın insan vücudunun haysiyetini ihlal ettiğine dair kamuoyuna rağmen, ölüleri [kaynak: Roach] ile tedavi etti.
ABD Ulusal Karayolu Trafik Güvenliği Yönetimi (NHTSA), kadavralarla çarpışma testlerini finanse ediyor. Ve itiraf etmekten hoşlanmasalar da, otomobil üreticilerinin hala testlerde kadavra kullanabileceğine inanılıyor [kaynak: Hyde].
Kadavra testi de mükemmel değil. Mevcut bedenler genellikle yaşlıdır, yani kemikler ortalama sürücüye göre daha kolay kırılır. Ayrıca, diğer sorunların yanı sıra, akciğerlerde ve kadavra kan damarlarında basınç yoktur. Yaşayan biyolojik doku, sentetik ATD materyalinden farklı olduğu gibi, ölü dokudan önemli ölçüde farklıdır. Kadavraları kullanmak bile, araştırmacıların yaya kazasını simüle etmeleri zor olmuştur [kaynak: LASTPEP].
Kadavra çarpışma testlerinde, Patrick cesetlerini gevşetmek için vücut eklemlerini manipüle etmek zorunda kaldı. Ayrıca beyni çıkardı ve yerine vidalı montaj ivmeölçerlerine ek olarak jelatin koydu [kaynak: Roach]. Bu ayarların, çarpışma testinde cisimlerin tam kuvvetini parçalamaya ek olarak, bir bedene içtenlikle saygılı olup olmadığına dair tartışmalı bir sorudur. Otomobil üreticilerinin kadavra testleri konusunda sessiz kalmayı sevmemesi hiç de şaşırtıcı değil.