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碰撞测试机器人是否梦想着电动汽车?

为谦虚,不幸的碰撞测试假人(汽车行业的无名英雄)保留思想。这些不起眼的橡胶人形生物多年来挽救了数十万人的生命,并且不要求任何回报。确实,并非所有英雄都披着斗篷。

当然,大多数英雄也不会通过反复猛烈地砸在墙上来挽救生命,但这就是重点。但是随着汽车技术的突飞猛进,汽车现在比以往任何时候都更加安全,那么碰撞测试假人的未来在哪里呢?

首先,让我们看看他们的历史。在汽车一百多年的历史中,安全一直是汽车制造商所关注的严重问题。毕竟,谁愿意购买一辆可能会死掉的汽车?

记录到的第一起车祸受害者是玛丽·沃德(Mary Ward),他在1869年8月31日被一台蒸汽动力汽车撞倒,比卡尔·本·奔驰(Karl Benz)发明第一台汽油动力汽车整整17年。

碰撞测试假人的历史

从一开始,汽车制造商就想了解人体如何对撞车做出反应,以及比通过撞满真实人的汽车撞车更好地进行测试?有点令人毛骨悚然的是,历史上第一个碰撞测试假人实际上是从底特律韦恩州立大学(Wayne State University)取来的人体尸体。

当然,关于亵渎人民尸体存在各种道德和道德问题,但研究人员认为,他们的工作意义重大,足以保证尸体的使用。到1950年代中期,研究人员已经将尸体撞到墙壁上,并需要更多的评估方法。

在似乎严重倒退的过程中,研究人员提出向现场志愿者提供报酬,让他们在制造商撞车时坐在测试车上,其中第一个已知的现场撞车测试假人是美国空军的约翰·保罗·斯塔普上校和大学教授劳伦斯·帕特里克。

Youd认为研究人员早就可以得出这样的事实:将活人撞倒在墙壁上通常会导致他们最终以死者身份死亡,但是测试一直进行到受试者不再承受身体伤害为止。

在逐步淘汰人体试验后,研究人员转而决定使用像猪一样的活体动物,这显然是因为测试人员声称,猪的内部结构与人类相似。自然,动物权利团体的强烈反对迅速结束了这一行动。

我们今天所知的第一个真正的碰撞测试假人叫塞拉山姆(Sierra Sam),由研究人员塞缪尔·W·奥尔德森(Samuel W. Alderson)于1949年建造。塞拉山姆(Sierra Sam)比普通人高得多,也比重得多,被用来测试飞机顶出器的座椅,但奥尔德森后来与通用汽车和福特合作开发了更为逼真的版本VIP-50。

从那时起,假人经历了许多更新和改进,以使其越来越逼真,并在1970年代末通用汽车推出了Hybrid III假人,该假人仍然是当今使用最广泛的碰撞测试假人。

早期的模型几乎都是像成年男性一样专门建造的,而Hybrid III则由整个家庭加入,其中包括女性模型和三个不同的儿童假人,分别代表10岁,6岁和3岁的幼儿。

随着技术的不断进步,现代的测试假人都配备了传感器,可以以惊人的精度记录各种记录,例如冲击速度,压碎力,弯曲和折叠力以及减速率。

自从尸体撞到墙壁并检查留下的血腥混乱的日子以来,事情肯定已经走了很长一段路,但是现在随着对计算机系统越来越多的关注,像塞拉山姆(Sierra Sam)和Hybrid III系列这样的假人也有被留下的危险?

公平地说,这很有意义。与过去几十年相比,如今的安全问题更加令人担忧,汽车制造商还可以如何确保他们的汽车为乘客提供正确的保护呢?

不管假人有多少个传感器,它仍然无法模拟人体的复杂性或人们在危险情况下的移动和反应方式。另一方面,计算机程序可以。

第一个碰撞试验假人计算机模型是由第一技术安全系统公司于1996年开发的,但是四年后,丰田汽车推出了其THUMS(安全人类模型)程序的第一个版本,该程序取得了巨大的成功。

THUMS系统建立在人体结构的基本虚拟框架上,但还增加了包括面部和骨骼细节甚至大脑的精确模型在内的层次。到THUMS进入第四代时,它甚至可以准确地评估碰撞对内部器官的影响。

到2011年,THUMS扩展了其功能,以解决六种不同的身体类型,而去年,它能够证明人们的影响力,意识到即将产生的影响。人类倾向于本能地支撑自己,而普通的假人显然更被动。

丰田汽车声称,研究人员能够通过预测人们的本能移动方式来改善安全带和安全气囊等约束系统的性能,而THUMS还可以模拟事故发生后的姿势变化。

尽管是丰田汽车的先驱,但THUMS仍被包括奥迪,沃尔沃,雷诺,甚至美国国家航空航天局(NASA)在内的各种不同的制造商和零部件供应商所使用,该公司正在将其用于航天器的设计过程中,这将使首批人类登上火星。

那么,世界上还有一个真正的物理碰撞测试假人的空间吗?令人惊讶的是,可能存在。拉夫堡大学的一个团队使用THUMS系统尝试模拟如果孕妇发生碰撞会发生什么情况。

但是,直到团队在碰撞测试假人的骨盆上方安装了一个装有液体的容器之后,他们才能够准确地找到适合孕妇的安全带设计。研究表明,大多数孕妇由于不舒服而无法佩戴标准皮带,而THUMS只能在汽车标准规格的参数范围内工作。

结果,尽管计算机生成的碰撞仿真已变得越来越重要,但它仍然是耐久的旧式碰撞测试模型,可用于物理测试和验证计算机编程的结果。

还有假人的空间吗?

即使无人驾驶汽车的出现,一些专家已经预测,无人驾驶汽车可以减少90%的道路碰撞事故,但总有可能出问题的危险因素。结果,仍然总是有必要测试所有可能的结果。

尽管诸如THUMS之类的程序可以做出色的事情,并预测无数种碰撞情况的结果,但钢铁就是钢铁,骨头就是骨头,因此使用真实世界的测试台和实际的拟人化测试设备仍然至关重要。

因此,下次您坐在大而舒适的汽车中时,请为玛丽·沃德(Mary Ward)或约翰·保罗·史塔普(John Paul Stapp)上校以及为提高汽车安全而进行长期努力的研究人员等着想。

最重要的是,您要为勇敢的碰撞测试假人和他们的家人多想一想,因为他们已经死了上百万次,因此您不必走运。

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