Hvorfor får kvinder og overvægtige passagerer de værste bilulykkesskader?

Indtil for nylig, mangfoldighed var ikke en kritisk prioritet for motorvejssikkerhedsingeniører.

For at være fair, de beskæftigede sig med et mere grundlæggende spørgsmål:hvordan man kan overbevise interessenter fra regeringen, industri og akademi for at blive enige om standardiserede crashtestdukker og computermodeller, nødvendige første skridt til at forstå biomekanikken i ulykker og sænke antallet af dødsfald og kvæstelser på de amerikanske motorveje.

De har gjort betydelige fremskridt. Ifølge National Highway Traffic Safety Administration, dødsfaldet pr. 100 millioner tilbagelagte køretøjsmil faldt med 32 procent mellem 1994 og 2016, de seneste års statistikker er tilgængelige.

Indbygning af kvinder i ligningen

Nu begynder forskere at bevæge sig ud over konsensusvalget – den 50. percentil mænd – for at se på andre sårbare befolkningsgrupper, og University of Virginia's Center for Applied Biomechanics tager en ledende rolle. Fremst blandt disse grupper er kvinder. I 2011 centrets forskere offentliggjorde en undersøgelse, der viste, at kvinder, der brugte sikkerhedsseler, var 47 procent mere tilbøjelige til at lide alvorlige skader end mandlige selebrugere. selv efter alderskontrol, højde, vægt og ulykkens sværhedsgrad. Uoverensstemmelsen er især udtalt for skader i nedre ekstremiteter.

"Årevis, vi brugte en teknik kaldet geometrisk skalering til at forudsige, hvordan mennesker af forskellige størrelser ville reagere på nedbrud, " sagde assisterende professor James Kerrigan, Center for Anvendt Biomekaniks vicedirektør. "Ekstrapolering virker ikke kun for mænd, men det virker især ikke for kvinder."

Blandt de mange uligheder, der potentielt påvirker resultaterne, er forskellige ledbåndsløshed og knogleform.

En af Kerrigans kandidatstuderende, Carolyn Roberts, har fokus på dette spørgsmål. Roberts forsøger at forstå de biomekaniske forskelle mellem mænd og kvinder og bestemme, hvordan disse forskelle påvirker skadestolerance. Med støtte fra Autoliv, en af ​​de største producenter af airbags og sikkerhedsseler, hun er ved at bestemme de præcise begrænsninger af de nuværende metoder, der bruges til at forudsige kvindelig respons og udvikler et ledsagende datasæt af kvindeskaderesponsdata. Dette vil gøre hende i stand til at identificere specifikke testforhold, hvor mand-til-kvinde-forudsigelsesteknikker mislykkes.

Hun vil bruge sine konklusioner til at udvikle uafhængige skadesmodeller for kvinder samt til at udtænke måder at ekstrapolere fra mandlige data, der er mere nøjagtige end geometrisk skalering. Endelig, ved at sammenligne mandlige og kvindelige modeller, hun vil være i stand til at afgøre, hvilke mekaniske forskelle mellem hanner og hunner, der har størst effekt på skade.

"Forhåbentlig, med øget forståelse af skadestolerance og forudsigelse, bilproducenter, Bilsikkerhedspolitikere og skadesforebyggende forskere kan arbejde sammen for at gøre køretøjer mere sikre for hele befolkningen, " hun sagde.

Opfyldelse af behovene hos en tungere befolkning

Den 50.-percentil mandlige dummy er 5-fod-9-tommer høj og vejer 172 pounds, giver det et kropsmasseindeks, der kanter lidt over i overvægtskategorien. Dette er næppe repræsentativt.

Ifølge Centers for Disease Control and Prevention, næsten 40 procent af amerikanerne er overvægtige. Forskning viser, at overvægtige bilister er 80 procent mere tilbøjelige til at dø i en bilulykke end bilister, der ikke er overvægtige. gør dem til endnu en sårbar befolkning. "Vi forstår ikke nok om arten af ​​fedme til at vide, hvorfor det gør situationen værre, " sagde Kerrigan.

Som udgangspunkt centrets forskere forsøger bedre at forstå de materielle egenskaber af fedt som et væv og at integrere denne information med de menneskelige kropsmodeller, de bruger. På samme tid, de undersøger ulykkesdata og identificerer de specifikke skader, der er mest almindelige for overvægtige befolkninger.

"En af vores antagelser var, at ved et frontalstyrt, overvægtige mennesker er mere tilbøjelige til at ubåde under hofteselen, forårsager en højere forekomst af maveskader, " sagde Kerrigan. "Selvom vi fandt ud af, at dette ikke var tilfældet, vi har bemærket en stigning i skader på underekstremiteterne."

Når først centrets forskere har en computermodel, der beskriver reaktionen fra en overvægtig person i et styrt, de vil integrere det med avancerede fastholdelsessystemer leveret af Joyson Safety Systems for at udforske strategier til bedre at beskytte dem med fedme. "Vi vil systematisk køre tusindvis af simuleringer ved hjælp af forskellige justeringer af fastholdelsesparametre for at se, om vi kan finde en måde at minimere skadesrisikoen, " sagde Kerrigan.

Forberedelse til en autonom fremtid

Fremkomsten af ​​autonome køretøjer er ved at skabe endnu en sårbar befolkning:passagerer, der læner sig tilbage på deres sæder.

"Når biler er i en form for autopilot, vi kan forvente, at beboerne vil bruge deres tid på at læse, spille videospil og endda sove – og det betyder, at nogle vil læne deres sæder tilbage, " sagde Kerrigan. Dette er ikke en opmuntrende udsigt.

Kerrigan og hans kolleger har set på feltdata fra ulykker, hvor forsædepassagerer har siddet tilbagelænet, og konsekvenserne, han sagde, er "forfærdelige".

"Regeringen har gjort det klart for producenterne, at hvis de vil tillade alternative siddepladser i autonom tilstand, de er bedre forberedt på at beskytte beboerne, " sagde Kerrigan.

Forskere fra Center for Anvendt Biomekanik samarbejder med Autoliv og Honda om en række projekter designet til at løse dette problem. En tilgang ville være at have meget stærke forspændere, som strammer sikkerhedsselerne automatisk i tilfælde af et styrt. For at være effektiv, imidlertid, selve sædet skal være relativt fast, en kombination, der kan føre til øget risiko for brud på lændehvirvelsøjlen. Kerrigan vil udføre test for at se, om denne fare kan afbødes.

Et andet problem er, at standard crashtestdukker er støbt i en siddende stilling og ikke kan læne sig tilbage. For at finde en løsning til disse lænende passagerer, forskere bliver nødt til at finde en realistisk måde at ændre disse dummies.Making the World a Better Place

I lyset af den igangværende demografiske og teknologiske forandring, Center for Anvendt Biomekanik kan forvente at fokusere på en udviklende gruppe af sårbare grupper i de kommende år og, by concentrating on their specific characteristics, 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.

På samme tid, 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."