Tot voor kort, diversiteit was geen kritieke prioriteit voor ingenieurs op het gebied van verkeersveiligheid.

Om eerlijk te zijn, ze hadden te maken met een meer fundamentele kwestie:hoe belanghebbenden van de overheid te overtuigen, industrie en academische wereld overeenstemming te bereiken over gestandaardiseerde crashtestdummies en computermodellen, noodzakelijke eerste stappen in het begrijpen van de biomechanica van ongevallen en het verlagen van het aantal doden en gewonden op Amerikaanse snelwegen.

Ze hebben aanzienlijke vooruitgang geboekt. Volgens de National Highway Traffic Safety Administration, het sterftecijfer per 100 miljoen afgelegde voertuigkilometers is tussen 1994 en 2016 met 32 ​​procent gedaald, de statistieken van het afgelopen jaar zijn beschikbaar.

Vrouwen inbouwen in de vergelijking

Nu beginnen onderzoekers verder te gaan dan de consensuskeuze - het 50e percentiel man - om naar andere kwetsbare populaties te kijken, en het Centrum voor Toegepaste Biomechanica van de Universiteit van Virginia neemt een leidende rol op zich. De belangrijkste van deze groepen zijn vrouwen. In 2011, de onderzoekers van het centrum publiceerden een studie die aantoonde dat vrouwen die veiligheidsgordels droegen 47 procent meer kans hadden op ernstig letsel dan mannelijke gordeldragers, zelfs na controle voor leeftijd, hoogte, gewicht en de ernst van de crash. De discrepantie is vooral uitgesproken voor verwondingen aan de onderste ledematen.

"Voor jaren, we gebruikten een techniek genaamd geometrische schaling om te voorspellen hoe mensen van verschillende grootte zouden reageren op crashes, " zei assistent-professor James Kerrigan, adjunct-directeur van het Centrum voor Toegepaste Biomechanica. "Extrapolatie werkt niet alleen voor mannen, maar het werkt vooral niet voor vrouwen."

Onder de vele verschillen die mogelijk van invloed zijn op de resultaten, zijn verschillende ligamentlaxiteit en botvorm.

Een van Kerrigans afgestudeerde studenten, Caroline Roberts, richt zich op dit onderwerp. Roberts probeert de biomechanische verschillen tussen mannen en vrouwen te begrijpen en te bepalen hoe deze verschillen de blessuretolerantie beïnvloeden. Met steun van Autoliv, een van de grootste makers van airbags en veiligheidsgordels, ze bepaalt de precieze beperkingen van de huidige methodologieën die worden gebruikt om de respons van vrouwen te voorspellen en ontwikkelt een begeleidende dataset van gegevens over de respons op vrouwelijke letsels. Dit zal haar in staat stellen om specifieke testomstandigheden te identificeren waar man-naar-vrouw voorspellingstechnieken falen.

Ze zal haar conclusies gebruiken om onafhankelijke letselmodellen voor vrouwen te ontwikkelen en om manieren te bedenken om uit mannelijke gegevens te extrapoleren die nauwkeuriger zijn dan geometrische schaling. Eindelijk, door mannelijke en vrouwelijke modellen te vergelijken, zij zal kunnen bepalen welke mechanische verschillen tussen mannen en vrouwen het grootste effect hebben op blessures.

"Hopelijk, met een beter begrip van blessuretolerantie en voorspelling, autofabrikanten, beleidsmakers op het gebied van autoveiligheid en onderzoekers op het gebied van letselpreventie kunnen samenwerken om voertuigen veiliger te maken voor de hele bevolking, " ze zei.

Voldoen aan de behoeften van een zwaardere bevolking

De mannelijke pop van het 50e percentiel is 5 voet-9-inch lang en weegt 172 pond, waardoor het een body mass index krijgt die iets overgaat in de categorie overgewicht. Dit is weinig representatief.

Volgens de Centers for Disease Control and Prevention, bijna 40 procent van de Amerikanen is zwaarlijvig. Onderzoek toont aan dat zwaarlijvige automobilisten 80 procent meer kans hebben om te overlijden bij een auto-ongeluk dan automobilisten die geen overgewicht hebben. waardoor ze een andere kwetsbare bevolkingsgroep worden. "We begrijpen niet genoeg over de aard van obesitas om te weten waarom het de situatie erger maakt, ' zei Kerrigan.

Als uitgangspunt, de onderzoekers van het centrum proberen de materiële eigenschappen van vet als weefsel beter te begrijpen en die informatie te integreren met de lichaamsmodellen die ze gebruiken. Tegelijkertijd, ze onderzoeken crashgegevens en identificeren de specifieke verwondingen die het meest voorkomen bij obese populaties.

"Een van onze veronderstellingen was dat bij een frontale crash, zwaarlijvige mensen hebben meer kans om onder de heupgordel te duiken, veroorzaakt een hogere incidentie van abdominale verwondingen, "Zei Kerrigan. "Hoewel we vonden dat dit niet het geval was, we hebben een toename van verwondingen aan de onderste ledematen opgemerkt."

Zodra de onderzoekers van het centrum een ​​computermodel hebben dat de reactie van een zwaarlijvig persoon bij een crash beschrijft, ze zullen het integreren met geavanceerde beveiligingssystemen van Joyson Safety Systems om strategieën te onderzoeken om mensen met obesitas beter te beschermen. "We zullen systematisch duizenden simulaties uitvoeren met behulp van verschillende aanpassingen van de beperkingsparameters om te zien of we een manier kunnen vinden om het letselrisico te minimaliseren. ' zei Kerrigan.

Voorbereiden op een autonome toekomst

De komst van autonome voertuigen staat op het punt om een ​​nieuwe kwetsbare bevolkingsgroep te creëren:passagiers die achterover leunen op hun stoel.

"Als auto's eenmaal in een vorm van automatische piloot zijn, kunnen we verwachten dat de bewoners hun tijd besteden aan lezen, videogames spelen en zelfs slapen - en dat betekent dat sommigen hun stoel achterover leunen, "Zei Kerrigan. Dit is geen bemoedigend vooruitzicht.

Kerrigan en zijn collega's hebben veldgegevens bekeken van ongevallen waarbij passagiers op de voorstoelen achterover lagen, en de gevolgen, hij zei, zijn "afschuwelijk".

"De regering heeft de fabrikanten duidelijk gemaakt dat als ze alternatieve zitposities in de autonome modus gaan toestaan, ze kunnen maar beter voorbereid zijn om de inzittenden te beschermen, ' zei Kerrigan.

Onderzoekers van het Centrum voor Toegepaste Biomechanica werken samen met Autoliv en Honda aan een reeks projecten die zijn ontworpen om dit probleem aan te pakken. Een benadering zou zijn om zeer sterke gordelspanners te hebben, die de veiligheidsgordels automatisch aanspannen bij een aanrijding. Effectief zijn, echter, de stoel zelf moet relatief stevig zijn, een combinatie die kan leiden tot een verhoogd risico op fracturen van de lumbale wervelkolom. Kerrigan zal tests uitvoeren om te zien of dit gevaar kan worden beperkt.

Een ander probleem is dat standaard crashtestdummy's zittend worden gevormd en niet achterover kunnen leunen. Om een ​​oplossing te vinden voor deze liggende passagiers, onderzoekers zullen een realistische manier moeten vinden om deze dummies aan te passen.De wereld een betere plek maken

In het licht van de aanhoudende demografische en technologische veranderingen, het Centrum voor Toegepaste Biomechanica kan verwachten zich de komende jaren te concentreren op een evoluerende groep kwetsbare groepen en, door zich te concentreren op hun specifieke kenmerken, find better ways to reduce the human toll of highway accidents even further. "We consider ourselves fortunate to be in a profession where our overall goal is to save lives, " Kerrigan said.

Tegelijkertijd, he acknowledges that the intellectual challenges of developing better protection systems are compelling.

"Everybody from da Vinci to your local surgeon will tell you that the human body is an incredible system, " Kerrigan said. "In our work, we combine a fundamental understanding of the human body with our knowledge as mechanical engineers, all with the goal of making the world a better place. It is an irresistible combination."