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충돌시험 더미

Crash test dummy
밴드에 대해서는 충돌 테스트 더미를 참조하십시오.장난감 시리즈에 대해서는 <인크레더블 크래쉬 더미>를 참고하세요.
스바루 아웃백 안에 있는 두 명의 남자 하이브리드 III 충돌 테스트 인형.

충돌 시험 더미(crash test dummy) 또는 단순히 더미(dummy)는 교통 충돌 동안 인체의 치수, 중량 비율 및 관절을 시뮬레이션하는 완전한 규모의 의인화된 시험 장치(ATD)입니다.더미는 연구원, 자동차 및 항공기 제조업체에서 충돌 시 사람이 받을 수 있는 부상을 예측하는 데 사용됩니다.[1]현대 더미는 일반적으로 충돌 속도, 압쇄력, 굽힘, 접힘 또는 차체 토크, 충돌 시 감속률과 같은 데이터를 기록하도록 장치되어 있습니다.[2]

충돌 테스트 더미가 개발되기 전에, 자동차 회사들은 인간 시체, 동물, 그리고 살아있는 자원봉사자들을 이용하여 테스트를 했습니다.[3]시체는 안전벨트와 같은 자동차의 다른 부분들을 변형시키는 데 사용되어 왔습니다.[4]이런 유형의 테스트는 더미를 사용하는 것보다 더 현실적인 테스트 결과를 제공할 수 있지만,[5] 인간의 시체와 동물들은 연구 연구에 동의할 수 없기 때문에 윤리적[6] 딜레마를 야기합니다.오늘날 동물 실험은 일반적이지 않습니다.[7]인체의 계산 모델은 가상 도구로서의 더미의 사용을 보완하기 위해 산업과 연구에서 점점 더 많이 사용되고 있습니다.[8][9]

새 차량마다 디자인이 다르고, 기술 변화에 따라 안전성과 유효성을 정확하게 테스트하기 위해 ATD를 개발해야 하기 때문에 새로운 테스트가 지속적으로 필요합니다.

역사

1869년 8월 31일, 메리 워드는 자동차 사고의 최초의 기록된 희생자가 되었습니다. 관련된 자동차는 증기 동력 자동차였습니다. (칼 벤츠는 1886년까지 휘발유 동력 자동차를 발명하지 않았습니다.)아일랜드 파슨스타운의 워드는 자동차에서 튕겨져 나와 사망했습니다.[10]30년 후인 1899년 9월 13일, 헨리 블리스는 뉴욕 시의 전차에서 내리다가 치여 북미 최초의 자동차 사망자가 되었습니다.자동차 사고가 사람에게 미치는 영향을 분석하고 완화할 수 있는 수단의 필요성은 1890년대 후반 자동차의 상업적 생산이 시작되고, 1930년대에 이르러 자동차가 일상생활의 일반적인 부분이 되고 자동차 사망자가 증가하는 시기에 이르러서야 비로소 느끼게 되었습니다.사망률은 1억 마일 당 15.6명을 넘어섰습니다. (현재 CDC에 따르면 매년 전 세계 도로에서 약 135만 명이 사망합니다.)[11]

1930년에 자동차에는 단단한 금속, 접을 수 없는 스티어링 칼럼, 돌출된 노브, 버튼 및 레버의 대시보드가 있었습니다.안전벨트를 매지 않으면 정면 충돌 시 승객들이 자동차 실내나 앞유리에 부딪힐 수 있습니다.차체 자체는 강성이었고 충격력은 탑승자에게 직접 전달됐습니다.1950년대 말까지만 해도 자동차 제조업체들은 충돌 시 힘이 너무 크기 때문에 자동차 사고는 도저히 생존할 수 없다고 공식적으로 말하고 있었습니다.[citation needed]

사체실험

정면 충돌 시험 중에 사용된 시체.

디트로이트의 웨인 주립 대학은 고속 충돌이 인체에 미치는 영향에 대한 데이터를 수집하기 위한 진지한 연구를 처음 시작했습니다.1930년대 후반에는 자동차 사고에서 인체에 작용하는 갑작스럽고 폭력적인 힘에 대해 인체가 어떻게 반응하는지에 대한 신뢰할 만한 자료가 없었습니다.또한 그러한 반응을 측정할 수 있는 효과적인 도구가 없었습니다.생체역학은 겨우 초기 단계의 분야였습니다.따라서 초기 데이터 세트를 개발하기 위해서는 두 가지 유형의 시험 과목을 사용할 필요가 있었습니다.

첫 번째 실험 대상은 인간 시체였습니다.그것들은 고속 사고에서 일반적으로 경험되는 찌그러지고 찢어지는 힘을 견디는 인체의 능력에 대한 기본적인 정보를 얻기 위해 사용되었습니다.이를 위해 철제 볼 베어링을 두개골 위에 떨어뜨렸고, 시신은 사용하지 않는 엘리베이터 샤프트 아래로 강철판 위에 버려졌습니다.조악한 가속도계를 장착한 시체들이 자동차에 묶여 정면충돌과 차량 전복을 겪었습니다.

Albert King의 1995년 Journal of Trauman 기사인 "부상 예방에 관한 시체 연구의 인도주의적 이익"은 시체 연구의 결과로 구한 인간의 생명에 대한 가치를 명확하게 명시하고 있습니다.킹 박사의 계산에 따르면 1987년까지 실시된 설계 변경의 결과로 사체 연구가 연간 8,500명의 생명을 구했다고 합니다.[12]그는 사용되는 모든 시체에 대해 매년 61명이 안전벨트를 착용하여 생존하고, 147명이 에어백으로 인해 생존하며, 68명이 앞유리 충격에서 생존한다고 언급했습니다.

하지만, 시체와의 작업은 해결된 것과 거의 비슷한 문제들을 나타냈습니다.죽은 사람들과 함께 일하는 것과 관련된 도덕적, 윤리적 문제뿐만 아니라 연구에 대한 우려도 있었습니다.이용 가능한 시체의 대다수는 비폭력적인 죽음을 당한 노인들이었습니다. 그들은 사고 희생자들의 인구통계학적 단면을 나타내지 않았습니다.사망한 사고 희생자들은 시체의 이전 부상으로 인해 그러한 실험 대상자들로부터 수집될 수 있는 데이터가 손상될 수 있기 때문에 고용될 수 없었습니다.두 개의 시체가 같지 않고, 시체의 특정 부분은 한 번만 사용할 수 있기 때문에, 신뢰할 수 있는 비교 데이터를 얻기가 매우 어려웠습니다.게다가, 어린이 시체는 구하기 어려웠을 뿐만 아니라, 법적인 의견과 여론 모두 그것들을 사실상 사용할 수 없게 만들었습니다.게다가 충돌 테스트가 일상화되면서 적합한 시체가 점점 부족해졌습니다.결과적으로, 생체 측정 데이터는 범위가 제한적이었고 나이가 많은 남성 쪽으로 치우쳐 있었습니다.

비만과 자동차 충돌 연구에 거의 관심을 기울이지 않았고 실험을 위한 비만 더미를 얻기도 어렵습니다.대신에, 인간 시체가 사용되었답니다.자동차 사고와 관련해서는 체중이 필수적인 요소인데, 비만인 사람과 비만이 아닌 사람에게서는 체질량이 다르게 분포되어 있습니다.[13]미시간 대학에서 비만한 시체들을 실험하고 비만하지 않은 시체들과 비교한 결과, 비만한 시체들은 하지에 더 많은 부상을 입었다는 것을 발견했습니다.연구원들은 또한 비만한 사람이 거의 "쿠션 효과"를 일으키는 지방으로부터 보호받을 수 있다고 제안했습니다.[13]

NDT나 중성 밀도 표적의 사용은 뇌와 두개골의 충격과 분리에 초점을 맞추기 위해 시체의 뇌 안에 구현되었습니다.NDT는 상세한 관찰을 제공했고 연구원들이 충돌 자극 후 뇌의 특정한 부분을 보도록 했습니다.또한 처음에는 3세 어린이의 목 부상을 측정하기 위해 개발된 유한 요소 모델을 수립하고 개발하는 데도 도움이 되었습니다.실제 아이의 목을 해석하여 FE 모델에 포함시켰습니다.인간 머리의 FE 모델은 머리 부상 연구에 점점 더 중요해졌습니다.[4]

자원봉사자시험

에드워즈 공군기지에서 로켓 썰매를 타고 있는 스태프 대령

일부 연구원들은 충돌 테스트 더미 역할을 자임했습니다.1954년, 미 공군 대령 John Paul Stapp은 로켓 썰매를 타고 시속 1000킬로미터 이상으로 추진되었고 1.4초만에 멈췄습니다.[14]당시 웨인 주립대학의 교수였던 로렌스 패트릭은 급격한 감속이 인체에 미치는 영향을 실험하기 위해 로켓 썰매에 400여 대의 탑승을 견뎌냈습니다.그와 그의 학생들은 무거운 금속 진자로 가슴을 치도록 했고, 공압으로 움직이는 회전 망치로 얼굴에 충격을 주고, 유리창의 내파를 모의하기 위해 산산조각 난 유리를 뿌렸습니다.[15]패트릭은 이것이 그를 "조금 아프게" 했다는 것을 인정하면서도, 그와 그의 학생들이 수행한 연구는 더 많은 연구를 비교할 수 있는 수학적 모델을 개발하는 데 중요하다고 말했습니다.실시간 테스트를 통해 얻은 데이터는 가치가 있지만, 피실험자들은 신체적 부상 정도를 초과하는 테스트를 견딜 수 없었습니다.부상과 사망의 원인과 예방에 대한 정보를 수집하기 위해서는 다른 종류의 시험 과목이 필요합니다.

동물실험

1950년대 중반까지 시체 테스트가 제공할 수 있는 대부분의 정보가 수집되었습니다.또한 사고 생존 가능성에 대한 데이터 수집이 필요했는데, 이에 대한 연구는 매우 미흡했습니다.이는 사체 부족과 맞물려 연구원들이 다른 모델을 찾아야 할 필요가 있습니다.제8회 Stapp Car Crash and Field Demonstration Conference의 Mary Roach의 설명은 연구가 진행되기 시작한 방향을 보여줍니다."침팬지들이 로켓썰매를 타고 있는 것을 보았고, 곰이 충격적인 그네를 타고 있는 것을 보았습니다."우리는 돼지 한 마리가 마취되어 마구간의 그네에 앉은 자세로 앉아 있다가 시속 10마일의 속도로 깊은 접시 위의 핸들과 충돌하는 것을 관찰했습니다."[16]

시체나 살아있는 인간으로는 달성할 수 없는 중요한 연구 목적 중 하나는 스티어링 칼럼의 손상으로 인한 부상을 줄이는 방법이었습니다.1964년에는 스티어링 휠 충격으로 인한 사망자가 백만 명을 넘어섰으며, 이는 전체 사망자의 상당한 비율에 해당합니다. 1960년대 초 General Motors가 접을 수 있는 스티어링 칼럼을 도입하면서 스티어링 휠 사망 위험이 50% 감소했습니다.객실 충돌 연구에서 가장 일반적으로 사용된 동물 실험 대상은 돼지였는데, 이는 주로 돼지의 내부 구조가 사람의 것과 비슷하기 때문입니다.돼지들은 또한 앉은 사람과 비슷하게 차량에 배치될 수 있습니다.

돼지는 사람과 비슷한 내부 구조를 가지고 있고, 차량에 똑바로 앉으면 쉽게 올바르게 배치될 수 있기 때문에 핸들 충격에 사용되었습니다.[17]똑바로 앉을 수 있는 능력은 실험동물들에게 중요한 요건이었고, 그래서 인간 희생자들 사이에서 흔한 치명적인 또 다른 상처인 목이 잘리는 것을 연구할 수 있었습니다.또한, 연구자들은 최적의 생존 환경을 보장하기 위해 객실 설계를 어느 정도까지 수정해야 하는지 결정할 수 있어야 했습니다.예를 들어, 너무 뻣뻣하거나 너무 부드러운 패딩이나 패딩이 너무 적은 대시보드는 패딩이 없는 대시보드보다 머리 부상을 크게 줄이지 못합니다.노브, 레버 및 버튼은 차량의 작동에 필수적이지만, 이러한 요소가 충돌 시 희생자에게 찢어지거나 구멍이 나지 않도록 가장 잘 보장할 수 있는 설계 변경 사항을 결정하는 것이 필수적이었습니다.백미러 충격은 정면 충돌 시 중요하게 발생합니다.미러는 작업을 수행할 수 있을 정도로 단단하면서도 부딪힐 경우 부상 위험이 낮도록 어떻게 제작해야 합니까?

시체와의 작업은 주로 종교 기관들의 반대를 불러일으켰지만, 죽은 사람들은 아무런 고통도 느끼지 못했고, 그들의 상황에 대한 분개는 산 사람들의 고통을 완화시키는 것과 직접적인 관련이 있기 때문에 마지못해 받아들여졌습니다.반면 동물 연구는 훨씬 더 큰 열정을 불러일으켰습니다.미국 동물 학대 방지 협회(ASPCA)와 같은 동물 보호 단체들은 그들의 항의에 격렬했고, 패트릭과 같은 연구자들은 신뢰할 수 있고 적용 가능한 데이터를 생산할 수 있는 능력 때문에 동물 실험을 지지했지만, 그럼에도 불구하고 이 과정에 대한 강한 윤리적 불안이 있었습니다.버지니아 대학의 연구원들은 가족의 동의를 얻은 후, 사체의 가족에게 전화를 걸어 그들이 사랑하는 사람을 무엇에 사용하고 있는지 알려주어야 합니다.이것은 동물 실험에 비해 윤리적 딜레마를 줄이는 것처럼 보입니다. 왜냐하면 동물을 사용하는 데 충분한 동의를 받을 수 있는 방법이 없기 때문입니다.[6]

동물 실험 데이터가 사체 데이터보다 더 쉽게 얻어졌지만, 동물과 사람 사이의 해부학적 차이와 적절한 내부 도구를 사용하는 것의 어려움이 그 유용성을 제한했습니다.General Motors는 1993년에 라이브 테스트를 중단했고 다른 제조업체들도 곧 그 뒤를 따랐다.

1980년에 곰과 돼지 같은 동물들이 자동차 충돌 시뮬레이션에서 실험되었습니다.이것은 도덕적 딜레마로 이어졌고 동물들이 자동차 충돌에 사용된 첫 번째 사례는 아니었습니다.1978년 미시건 대학 고속도로 안전 연구소는 자동차 충돌에서 인간 실험 대상자들을 대체하기 위해 개코원숭이를 사용했습니다.동물 학대에 대한 반대 의견도 있었지만, 인간과 유사하고 우리에게 충분한 시험대용으로 사용될 수 있는지에 대한 논란도 있었습니다.[18]연구원들은 도덕적인 반대 때문에 개코원숭이의 사용을 중단하는 것으로 끝난 것이 아니라, 충분한 데이터를 수집했기 때문에 중단했습니다.다른 사람들과 단체들로부터의 도덕적인 의견들이 일관성이 없었고, 이것은 건강한 동물들이 연구 실험을 하는 것을 금지하기로 결정할 때 시사점을 주었습니다.동물들이 마취를 해서 고통이 가해지지는 않았지만 후유증이 이를 정당화할 수는 없습니다.[18]제너럴 모터스는 동물들을 실험에 사용했고, 그들은 동물들을 마취시킨 다음 실험을 마친 후 동물들을 죽일 것이라고 제안했습니다.[7]

비록 미시간 대학교 고속도로 안전 연구소가 좋지 않은 홍보를 했지만, 이것이 그들이 개코원숭이 사용을 중단한 이유가 아니라는 의견이 나왔습니다.미시간 대학의 사명은 사람이 사용할 수 있는 더 안전한 자동차를 만드는 것이었습니다.이 목표에 도달하기 위해서는 연구와 시험이 불가피합니다.동물 실험의 잔인함과 도덕적 딜레마는 연구자들이 여전히 동물 실험을 실험 대상으로 삼는 것을 능가하지 못했습니다.그들은 이와 같은 실험을 위해서는 생체역학 데이터가 필요하며, 이는 더 안전한 자동차로 이어질 것이라고 생각했습니다.[18]몇 년 후, 동물 실험은 중단되었고 대신 도구 더미가 대체품으로 만들어졌습니다.1978년에는 동물이 인간의 믿을 만한 대체물이 될 수 있는 유일한 대상이었습니다.그러나 기구 더미나 인간 시체를 사용하는 것의 단점은 조직이 살아있지 않고 살아있는 동물과 같은 반응을 이끌어내지 못한다는 것입니다.[18]1991년에는 컴퓨터와 기술의 발전으로 인해 차량 충돌 시험에서 동물의 사용이 감소했습니다.[7]인권 때문에 동물 대신 사체를 사용하기 어렵고, 사망자 가족의 허락을 받기도 어렵습니다.연구 및 시험에 대한 동의는 동의를 할 책임이 있는 사람이 정신적으로 유능하고 연구 및 시험 절차를 충분히 이해한 경우에만 발생할 수 있습니다.[19]

더미진화

여성, 어린이, 노인, 비만, 갈비뼈 충격 및 척추 충격에 대한 안전을 향상시키기 위한 데이터를 수집하는 데 사용되는 전문 더미가 점점 늘어나고 있습니다.TOR은 센서를 사용하고 척추, 골반과 같은 인간적인 구조를 가지고 있으며 6DOF(6 자유도) 동작으로 목 데이터를 캡처할 수 있기 때문에 매우 진보된 더미입니다.[20]Hybrid III라고 불리는 특별한 종류의 더미는 정면 충돌의 영향을 연구하기 위해 설계되었으며, 측면 충돌, 후면 충돌 또는 전복과 같은 다른 유형의 충격의 영향을 평가하는 데는 덜 유용합니다.하이브리드 III는 일반적인 10세, 6세, 3세, 성인 남성 등 특정 연령대를 지향하는 더미를 사용합니다.[21]데이터를 수집하기 위해 더미에 설치되거나 설치되는 장비도 진화하고 있으며, ATD 내부에는 최신 장비가 내장되어 있어 보다 정확한 데이터를 위한 보다 생물학적인 응답을 제공합니다.

시에라 샘과 VIP-50

시에라 샘은 사출 좌석을 시험했습니다.

사체 연구와 동물 연구로부터 수집된 정보는 사무엘 W에 의해 "시에라 샘"[22]이 만들어졌던 1949년 초에 이미 인간 시뮬레이션의 제작에 사용되었습니다. 앨더슨 연구소(ARL)와 시에라 엔지니어링 회사에서 항공기 사출 좌석, 항공 헬멧[23] 및 조종사 안전 벨트를 테스트하고 있습니다.이 테스트는 인간 지원자가 견딜 수 있는 수준을 넘어 1000km/h(600mph)의 로켓 썰매까지 고가속을 사용하는 것을 포함했습니다.1950년대 초, Alderson과 Grumman은 자동차와 항공기 모두에서 충돌 테스트를 수행하는 데 사용되는 더미를 만들었습니다.원래 "시에라 샘"은 95번째 백분위수의 남성 더미(인간 남성의 95%보다 무겁고 키가 큽니다)였습니다.

Alderson은 General Motors와 Ford를 위해 특별히 제작되었으나 National Bureau of Standards에 의해 채택된 VIP-50 시리즈를 계속 생산했습니다.시에라는 "시에라 스탠"이라고 불리는 모델인 경쟁자 더미를 뒤따랐습니다.

하이브리드 I, II

저속 충돌 테스트에서 밸러스트로 사용되는 두 개의 비계기 하이브리드 II 50번째 백분위수 남성 더미.

General Motors는 신뢰성 있고 내구성이 뛰어난 더미를 개발하는 데 힘을 보탰지만, 시에라 모델은 어느 것도 필요를 충족시키지 못했습니다.GM 엔지니어들은 VIP 시리즈와 시에라 스탠의 최고의 기능을 결합하기로 결정했고 그래서 1971년에 하이브리드 I이 태어났습니다.하이브리드 I은 "50번째 백분위수 남성" 더미로 알려져 있습니다.즉, 키, 질량, 비율에서 평균적인 남성을 모델로 만들었습니다.자동차 공학회(SAE)와 협력하여 GM은 이 디자인을 경쟁사와 공유하고 그 후 50백분위수의 여성 더미를 만들었습니다.

그 이후로, 점점 더 정교한 더미를 만드는 데 상당한 노력을 기울였습니다.하이브리드 II는 1972년에 출시되었으며, 어깨, 척추 및 무릎 반응이 개선되었으며 더욱 엄격한 문서화가 적용되었습니다.하이브리드 II는 미국 연방 자동차 안전 표준(FMVSS)을 준수하는 최초의 더미가 되었습니다.1973년, 50번째 백분위수 남성 더미가 출시되었고, 미국 고속도로 교통안전국([24]NHTSA)은 General Motors와 계약을 체결하여 여러 특정 분야에서 하이브리드 II의 성능을 능가하는 모델을 생산했습니다.[25]

표준화된 테스트 목적을 위해 시체보다 훨씬 개선되었지만, 하이브리드 I과 하이브리드 II는 여전히 매우 조잡했고, 안전 벨트 설계를 개발하고 테스트하는 데 사용이 제한되었습니다.연구자들이 부상 감소 전략을 탐색할 수 있는 더미가 필요했습니다.바로 이러한 필요성 때문에 GM 연구원들은 하이브리드 III 제품군인 충돌 테스트 더미를 현재의 하이브리드 제품군으로 개발하게 되었습니다.

하이브리드 III족

원래 50번째 백분위수 남성 하이브리드 III의 가족은 95번째 백분위수 남성, 5번째 백분위수 여성, 그리고 10살, 6살, 3살 어린이 더미로 확장되었습니다.
주요 기사:하이브리드 III

1976년 첫 등장한 50번째 백분위수 남성 더미인 하이브리드 III는 익숙한 충돌 테스트 더미로 이제는 가정적인 남자입니다.만약 그가 똑바로 설 수 있다면, 그는 175cm (5'9")의 키와 77kg (170lb)의 몸무게를 가질 것입니다.고속도로 안전 보험 협회([26]IIHS)의 모든 오프셋 전방 충돌 테스트에서 운전석을 차지하고 있습니다.그는 188cm (6피트 2인치)와 100kg (223파운드)의 95번째 백분위수 하이브리드 III인 "큰 형"과 합류했습니다.하이브리드 III는 키가 152cm(5피트), 몸무게가 50kg(110파운드)로 5백분위수의 여성 더미입니다.[27]3개의 하이브리드 III 어린이 인형은 10살, 21kg(47lb) 6살, 15kg(33lb) 3살을 나타냅니다.어린이 모형은 충돌 테스트 더미 패밀리에 매우 최근에 추가된 모형입니다. 어린이에게 미치는 사고의 영향에 대한 하드 데이터가 너무 적고 그러한 데이터를 얻기가 매우 어렵기 때문에 이러한 모형은 대부분 추정치와 근사치를 기반으로 합니다.하이브리드 III가 제공하는 주된 이점은 인간의 움직임을 더 잘 모사하는 전방 굴신 및 머리 회전에서 목 반응이 향상된다는 것입니다.[28]

3세, 6세, 10세를 위한 하이브리드 III 더미는 한계가 있으며, 사람이 정면 충돌에 직면하는 것과 같은 물리적 결과를 제공하지 않습니다.3년 된 하이브리드 III 더미를 테스트했을 때 정면 충돌이 경추 부상을 일으킬 가능성이 가장 높다는 것을 보여준 것으로 나타났습니다.실제 데이터를 사용했을 때 하이브리드 III 자극 부상과 일치하지 않는 결과가 나왔습니다.이를 극복하기 위해 Total Human Model of Safety를 뜻하는 ThUMS가 만들어졌습니다.[21]이 모델은 인체에 해부학적으로 쉽게 관련될 수 있으며 특히 충격 시 인체 척추에 초점을 맞출 수 있습니다.임상 시험과 실험은 더미보다 더 정확하며 이 모델을 사용하면 더 신뢰할 수 있는 사례 연구를 구현할 수 있습니다.이 모델은 남성만을 모델로 하며, 인간의 조직과 장기를 모방합니다.이 모델은 50번째 백분위수의 남성들에게 정확하며, 자동차 충돌 사망자의 57%를 차지하는 목과 머리 부상을 다룰 때 세 살짜리 아이들과 쉽게 연관 지을 수 없습니다.[21]대신, FE 모델은 이 기준에 적합하게 구현될 수 있습니다.[4]

하이브리드 III의 경우 인체와 유사한 목 굴곡을 정확하게 얻을 수 있는지 확인하고 인체와 유사한 방식으로 충돌에 대응할 수 있는지 확인하기 위한 특정 테스트 절차가 있습니다.[citation needed]

사람 탑승자 안전장치(TOR) 시험장치

TOR-50M 중형 남성

TOR은 정면 충돌을 평가할 때 Hybrid-III 시험 더미 기능을 확장하도록 설계된 첨단 충돌 시험 더미입니다.중간 크기의 수컷인 TOR-50M은 인간과 유사한 인체측정법을 개선하고 부상을 완화하기 위한 장비를 늘리기 위해 만들어졌습니다.[29]

1990년대에 개발이 시작되었지만, 미국 고속도로 교통 안전국(NHTSA)이 휴머네틱스(Humanetics)와 계약하여 최신 설계 업데이트를 하면서 2013년에 첫 번째 새로운 프로토타입이 제공되었습니다.[30]그 이후로 유럽의 신차 평가 프로그램은 운전석에 있는 하이브리드 III 중형 남성을 대체하여 테스트 프로토콜에 TOR을 도입한 최초의 기관이 되었습니다.[31]

TOR-5F 스몰 여성

THOR-50M & THOR-5F Crash Test Dummies
TOR-50M & TOR-5F 충돌 테스트 더미

작은 여성 버전의 TOR은 남성 버전의 기술을 기반으로 하지만 정면 충격 테스트에서 여성을 대표하기 위해 여성과 유사한 인체측정법을 더 많이 가지고 있습니다.[29]

여성 충돌 테스트 더미의 부족과 규제 테스트에서 새로운 기술의 이용 가능성을 이유로 성 평등 문제가 대두되면서 여성 TOR과 여성 테스트 더미의 부족이 새로운 관심을 받고 있습니다.[32]버지니아 대학교 응용생물역학 센터는 2019년 여성 자동차 탑승자의 부상 위험이 증가함을 언급하며 여성 충격 테스트 및 보호에 대한 새로운 조사를 시작했습니다.[33]

TOR 더미는 신체 전체에 걸쳐 150개 이상의 데이터 수집 채널을 수용할 수 있습니다.[34]

전사 부상 평가 마니킨(WiAMan)

미군 전사 부상 평가 마니킨(WiAMan)

WIAMan은 UBB(언더바디 블라스팅)에 노출된 병사들의 잠재적인 골격 손상을 평가하기 위해 설계된 블라스팅 테스트 더미입니다.미 육군과 DTS(Dividized Technical Systems)가 공동으로 설계한 이 프로젝트에는 의인화된 테스트 장치와 더미 내 데이터 획득 및 센서 솔루션이 포함됩니다.[35]2015년 2월 프로젝트가 시작된 이후, 두 세대에 걸친 WIAMan 시제품은 현장에서 일련의 실험실 테스트와 폭발 이벤트를 거쳤습니다.[36]

2018년 시제품이 공급됨에 따라 WIAMan은 차량과 관련된 차체 하부 폭발의 영향을 평가하고 지상 차량 시스템에서 병사들에게 미치는 위험을 평가합니다.WIAMan 프로젝트의 목표는 군용 차량과 개인 보호 장비의 디자인을 개선할 데이터를 획득하는 것입니다.WIAMan과 IED 폭발을 시뮬레이션하기 위해 만들어진 플랫폼은 지속적인 테스트를 거치고 있습니다.[35]

과거의 테스트 더미는 자동차 산업을 위한 것이었고 폭발에 대해 인간이 가질 수 있는 것과 같은 반응이 없었습니다.[37]육군의 과제는 정확한 결과를 얻기 위해 인체처럼 충분히 움직이는 충돌 시험 더미를 개발하는 것이었습니다.육군은 마네킹을 인간의 움직임과 일치시킬 수 있다는 것을 의미하는 "바이오피델릭"으로 만들기 위해 노력하고 있습니다.키 5피트 11인치, 몸무게 185파운드의 WIAMan은 보통 군인의 크기와 움직임에 기초를 두고 있습니다.[35]

존스 홉킨스 대학 응용물리학 연구소의 미군 연구소와 파트너들은 2017년에 생체 충실도 시험을 마쳤습니다.이 테스트의 목적은 사람의 반응 데이터를 기반으로 실사격 테스트 동안 차량의 탑승자에 대한 특정 상해 위험을 예측할 수 있는 더미를 개발하는 것이었습니다.[35]

마네킹은 최대 156개의 데이터 획득 채널을 지원하며, 군인이 차량 폭발 시 경험할 수 있는 다양한 변수를 측정합니다.WIAMan에는 자체 내장 전원과 SLICE NANO 아키텍처를 기반으로 하는 세계 최소의 데이터 획득 시스템인 SLICE6가 포함되어 있어 더미에서 빠져나오는 거대한 센서 케이블을 제거할 수 있습니다.WIAMan 내에서 측정된 데이터는 힘, 모멘트, 가속도 및 각속도를 포함합니다.[38]DAC(DEVCOM Analysis Center)는 Manikin Data(매니킨 데이터 분석)이라는 소프트웨어 분석 도구를 통해 WIAMan 데이터를 처리합니다.2022년 2월 2일, 아만다는 미 육군 시험 평가 사령부로부터 실사격 시험 및 평가에 사용할 수 있는 인증을 받았습니다.[39]

여성 충돌 시험 더미

2023년 5월, 스웨덴 링쾨핑에 있는 스웨덴 국립 도로 교통 연구소에서 세계 최초의 여성 충돌 시험 더미가 충돌 시험에 사용되었습니다.이 모델은 충돌 통계가 여성의 신체가 남성보다 채찍질과 같은 다른 부상을 당할 가능성이 더 높다는 것을 보여준 후에 만들어졌습니다.여성 더미는 EU 프로젝트의 도움으로 개발되었습니다.[40]

시험절차

보정 중인 하이브리드 III

모든 하이브리드 III는 충돌 테스트 전에 보정 작업을 거칩니다.헤드를 제거한 다음 40cm(16인치)에서 떨어뜨려 헤드 계측기를 보정합니다.그런 다음 머리와 목을 다시 붙이고 움직임을 설정한 후 목이 제대로 휘었는지 확인하기 위해 갑자기 멈춥니다.하이브리드는 카무아 가죽 가죽을 착용하고 무릎은 금속 프로브로 쳐서 제대로 된 펑크가 났는지 확인합니다.마지막으로, 머리와 목은 몸에 부착되어 있는데, 몸은 시험대에 부착되어 있고 갈비뼈가 필요한 만큼 구부러지고 휘어지도록 무거운 진자에 의해 가슴을 격렬하게 가격합니다.

더미가 테스트 준비가 된 것으로 확인되면 나중에 슬로우 모션 필름을 검토할 때 연구자를 돕기 위해 머리 측면에 보정 마크를 고정합니다.그런 다음 더미를 시험 차량 내부에 배치하고 착석 위치로 설정한 다음 머리와 무릎에 표시합니다.머리부터 발목까지 하이브리드 III의 모든 부분에 있는 최대 58개의 데이터 채널은 일반적으로 100~150밀리초의 충돌 시 30,000~35,000개의 데이터 항목을 기록합니다.이러한 데이터는 더미의 상자에 있는 임시 데이터 저장소에 기록된 후 테스트가 완료되면 컴퓨터에 다운로드됩니다.

하이브리드는 표준화된 데이터 수집 장치이기 때문에 특정 하이브리드 유형의 모든 부분은 다른 부분과 상호 교환할 수 있습니다.하나의 더미를 여러 번 테스트할 수 있을 뿐만 아니라 부품이 고장나면 새 부품으로 교체할 수 있습니다.완전한 계측기 더미는 약 150,000 유로의 가치가 있습니다.[41]

위치설정 및 구속장치

10살짜리 하이브리드 III 더미가 정면 충돌 테스트 후 부스터 시트에 앉았습니다.

3세 연령대의 아이들은 위치 선정이 중요한 나이이기 때문에 치명적일 가능성이 더 높습니다.어떤 나라에서는, 이 나이에 아이들이 차의 뒤쪽에서 앞쪽으로 이동합니다.세 살짜리 아이들의 구속과 위치 결정에 대한 연구가 이루어졌습니다.구속을 받고 앞좌석에 앉으면 뒷좌석에 앉은 어린이보다 치사율이 낮지만 구속을 받지 않은 것으로 나타났습니다.[21]안전성 결과 아이들을 뒷좌석에 앉히고 구속해야 합니다.그것은 또한 좌석 위치보다 구속이 안전에 더 큰 영향을 미친다는 것을 암시합니다.[21]아이들에게 사용되는 허리띠는 아이들의 유연성 때문에 어른들만큼의 안전을 제공하지 못할 것입니다.성인용 안전벨트는 아이에게 득보다 실이 많을 수 있기 때문에 아이들은 대신 어린이 보호구역을 적절히 사용해야 합니다.이 시스템에는 부스터 시트와 아이의 나이, 몸무게, 키 등의 기준에 맞는 적절한 벨트가 포함되어 있습니다.[21]

전문 더미

하이브리드 III는 정면 충돌의 영향을 연구하도록 설계되었으며, 측면 충돌, 후면 충돌 또는 전복과 같은 다른 유형의 충격의 영향을 평가하는 데는 덜 유용합니다.정면 충돌 후 가장 흔한 중상 사고는 측면 충격입니다.

WorldSID는 첨단 측면 충격 ATD로, EuroNCAP 측면 충격 테스트 모드에 사용됩니다.
  • SID(Side Impact Dummy) 계열의 테스트 더미는 측면 충돌 시 갈비뼈, 척추 및 내부 장기 효과를 측정하도록 설계되었습니다.또한 척추와 늑골의 감속과 흉강의 압박을 평가합니다.SID는 미국 정부의 시험 표준이며, EuroSID는 안전 표준 준수를 보장하기 위해 유럽에서 사용되며, SID II는 5백분위수 여성을 나타냅니다.BioSID는 SID와 EuroSID의 더 정교한 버전이지만,[citation needed] 규제 용량에서는 사용되지 않습니다.WorldSID는 국제표준화기구 산하에서 새로운 세대의 더미를 개발하는 프로젝트입니다.</ref>[42][43]
  • BioRID는 후방 충격의 영향을 평가하기 위해 설계된 더미입니다.그 주된 목적은 채찍질을 연구하고 효과적인 머리와 목 구속 장치를 개발하는 데 있어 디자이너를 돕는 것입니다.BioRID는 Hybrid보다 척추 구조가 더 정교합니다. 24개의 척추 시뮬레이터를 통해 BioRID는 훨씬 더 자연스러운 착석 자세를 취할 수 있으며, 후방 추돌 사고에서 목의 움직임과 구성을 보여줍니다.
12개월 된 CRAVI 더미가 어린이 안전 보호석에 앉았습니다
  • CRAVI는 안전벨트 및 에어백을 포함한 어린이 안전장치의 효과를 평가하기 위해 사용되는 어린이 더미입니다.CRAVI에는 18개월, 12개월, 6개월 어린이를 대표하는 세 가지 모델이 있습니다.
  • FGOA는 비만하지 않은 탑승자에 비해 자동차 충돌 시 사망 위험이 더 높다고 여겨지는 비만 탑승자의 자동차 안전 문제를 연구하는 데 사용될 수 있는 1세대 비만 인체측정 시험 장치입니다.
TOR은 전방 충격을 평가하기 위한 정교한 장비를 제공합니다.
  • 토르는 현재 시장에서 가장 진보된 더미입니다.[20]Hybrid III의 후속 제품인 TOR은 척추와 골반이 더 인간과 비슷하며, 얼굴에는 여러 센서가 포함되어 있어 현재 다른 인체 모형으로는 얻을 수 없는 정확도로 얼굴 충격을 분석할 수 있습니다.TOR의 센서 범위 또한 하이브리드 III의 센서보다 양과 감도가 더 높습니다.토르의 원래 제조사인 GESAC Inc.는 2000년대 후반 자동차 산업의 침체 이후 생산을 중단했습니다.TOR는 추가로 개발 중이었고, 다른 두 회사는 유사한 더미를 만들고 있었습니다. NHTSA의 이 정부 지원 프로젝트의 최종 목표는 단일 TOR 더미 개발이었지만 TOR 더미 개발은 중단되었습니다.휴머네틱스와 덴톤이 구매한 FTSSATD는 TOR LX와 TOR FLX를 계속 생산했습니다.[citation needed]
  • 동물 모델은 충돌 상황에서 개 하네스와 상자의 안전성을 시험하는 데 사용되었습니다.[44]

규정

미국 규정 및 글로벌 기술 규정의 목적과 안전 및 착석 설계에서의 명확한 의사소통을 위해 인체모형은 H-포인트와 같은 특정 지정된 기준점을 운반합니다.[45] 이는 예를 들어 자동차 설계에서도 사용됩니다.

대중문화

  • 1986년, 미국 교통부의 한 부서인 전미 고속도로 교통안전국(NHTSA)은 잡지와 텔레비전에 일련의 공공 서비스 발표를 시작했는데, 이는 빈스(잭 번스 목소리)(토니 리츠노 목소리)와 래리(로렌소 뮤직 목소리)라는 이름의 두 명의 말하는 충돌 인형을 포함했습니다.톰 해리슨(Tom Harrison, 후에 휘트니 리드벡(Whitney Rydbeck)이 그들의 슬랩스틱 익살스러움을 통해 안전벨트 안전 실천법을 모델링하며 "You Can Learn a Dummy"라는 슬로건을 내건 바 있습니다.1999년 캠페인이 폐지될 때까지 안전벨트 사용률을 21%에서 67%[46]로 높인 것으로 인정받았습니다[by whom?].그 이후로 충돌 더미 캐릭터는 안전벨트 안전 캠페인, 특히 어린이를 대상으로 한 캠페인에서 계속 사용되고 있습니다.
  • 1990년대 초, 타이코 토이즈는 NHTSA 텔레비전 광고의 등장인물들을 바탕으로 The Incredible Crash Dummies라고 불리는 액션 피규어 라인을 만들었습니다.그것들은 복부에 있는 버튼 하나에 닿으면 산산조각이 나도록 되어 있었습니다.벽에 부딪혀 부서질 수 있는 차량도 제작됐습니다.더미와 차량은 쉽게 다시 조립할 수 있었습니다.그들은 30분짜리 TV 스페셜 <인크레더블 크래쉬 더미의 모험>을 촉발시켰습니다.당시로서는 독특한 이 만화는 전적으로 3D 컴퓨터 애니메이션 기법을 사용하여 제작되었습니다.닌텐도 엔터테인먼트 시스템, 슈퍼 닌텐도 엔터테인먼트 시스템, 게임보이 그리고 다른 게임기들을 위한 만화책 시리즈와 비디오 게임이 제작되었습니다.
  • 2004년, FOX 네트워크를 위해 일련의 "크래쉬 더미" 애니메이션 단편이 의뢰되었습니다.Mattel사의 Hot Wheels 브랜드의 관련 장난감들이 제작되었습니다.
  • 텔레비전 시리즈인 MythBusters는 위험한 실험을 위해 하이브리드 II 모델 충돌 테스트 더미인 "Buster"를 사용했습니다.또한 실험이 충분히 안전한 경우 호스트 자체를 실험 대상으로 사용하는 것 외에도 다양한 시뮬레이션 도구를 사용했습니다.
  • 디스커버리 키즈 어린이 교육 시리즈인 크래시 테스트 대니에서, 타이틀 캐릭터는 살아있는 크래시 테스트 더미로 벤 랭글리가 연기하는데, 벤 랭글리는 과학의 이름으로 찌그러지고, 폭파되고, 분해됩니다.
  • 2020년, 배우 아미르 칸은 인도의 타이어 제조업체인 CEAT Tyres의 광고 시리즈에서 충돌 테스트 더미 역할을 맡았습니다.[47]

참고 항목

각주

  1. ^ Nick Kurczewski (2011-01-20). "Smart Crash Test Dummies – The Latest Car Safety Tech – RoadandTrack.com". Road & Track. Retrieved 2 June 2015.
  2. ^ "How Crash Testing Works". 2 March 2001.
  3. ^ "The Humble History of the Crash Test Dummy". 4 August 2019.
  4. ^ a b c Warren N., Hardy (2007). "A Study of the Response of the Human Cadaver Head to Impact". Stapp Car Crash. SAE Technical Paper Series. 51: 17–80. doi:10.4271/2007-22-0002. PMC 2474809. PMID 18278591.
  5. ^ Marquis, Erin (2018-10-31). "How Dead Bodies Save Lives Every Day on the Road". Jalopnik. Retrieved 2023-02-01.
  6. ^ a b Marshall, Tyler (25 November 1993). "Auto Safety Crash Testing Ignites Furor : Germany: The program uses human bodies. U.S. tests using cadavers at 3 universities are disclosed". Los Angeles Times. Retrieved 15 February 2016.
  7. ^ a b c "Animals Killed in Automotive Crash Tests". The New York Times. September 28, 1991. Retrieved 26 March 2016.
  8. ^ CORPORATION, TOYOTA MOTOR. "Toyota Updates its THUMS Virtual Crash Dummy Software Corporate Global Newsroom". Toyota Motor Corporation Official Global Website. Retrieved 2020-04-02.
  9. ^ "Home". GHBMC. Retrieved 2020-04-02.
  10. ^ "Mary Ward 1827–1869". Famous Offaly People. Offaly Historical & Archaeological Society. Archived from the original on September 27, 2007. Retrieved April 25, 2006.
  11. ^ "Road Traffic Injuries and Deaths—A Global Problem". 14 December 2020.
  12. ^ 킹, AI, 비아노, D.C., 미제레스, N., & States, J.D. (1995)부상 예방에 관한 시체 연구의 인도주의적 이점.Journal of Trauma-Injury Infection & Critical Care, 38(4) 564-569.https://journals.lww.com/jtrauma/toc/1995/04000 에서 검색했습니다.
  13. ^ a b Kent, Richard (2010). "Is There Really a "Cushion Effect"?: A Biomechanical Investigation of Crash Injury Mechanisms in the Obese". Obesity. 18 (4): 749–753. doi:10.1038/oby.2009.315. PMID 19798067. S2CID 20464616.
  14. ^ '지구상에서 가장 빠른 사람' 대령. John Paul Stapp, 89세로[dead link] 사망 (2000년 3월 1일).2006년 4월 18일 회수.
  15. ^ Roach, Mary (1999년 11월 19일)저는 2006년 3월 28일 웨이백 머신에 보관된 인간 충돌 테스트 더미였습니다.Salon.com .2007년 11월 29일 회수.
  16. ^ 나는 Wayback Machine (1999년 11월 19일)에서 2005년 11월 25일에 보관된 인간 충돌 테스트 더미였습니다.
  17. ^ Heneson, Nancy (1980). "Live Animals in Car Crash Studies". International Journal for the Study of Animal Problems: 214–217. Retrieved 26 March 2016.
  18. ^ a b c d Heneson, Nancy (1980). "Live Animals in Car Crash Studies". International Journal for the Study of Animal Problems: 214–217. Retrieved 26 March 2016.
  19. ^ Chung, Christine S.; Lehmann, Lisa Soleymani (August 2002). "Informed Consent and the Process of Cadaver Donation". Archives of Pathology & Laboratory Medicine. 126 (8): 964–968. doi:10.5858/2002-126-0964-ICATPO. PMID 12171497. Retrieved 24 April 2016.
  20. ^ a b "How Crash Test Dummies Evolved to Cost $1 Million - YouTube". YouTube.
  21. ^ a b c d e f Wencheng, Zhang (2008). "Incorporation of Biomechanical Child Cadaver Neck Behaviour in a Child Model and Injury Prediction in Vehicle Frontal Crash". Heritage Branch. Retrieved 18 April 2016. {{cite journal}}:저널 요구사항 인용 journal=(도움말)
  22. ^ "Collection – History – Roswell". Archived from the original on 29 May 2015. Retrieved 2 June 2015.
  23. ^ 시에라 엔지니어링 회사의 평가경량 헬멧
  24. ^ "NHTSA". 2019-03-13.
  25. ^ NHTSA 49 CFR 572.31 Subpart E—하이브리드 III 시험 더미
  26. ^ "New HLDI study: Texting laws don't reduce crashes". iihs.org. September 28, 2010. Retrieved 21 October 2010.
  27. ^ 멜로, 타라 바우커스 (2000년 12월 5일)여성 더미: 두뇌는 없지만, 진정한 생명의 은인은 2006년 2월 20일 웨이백 머신에 보관되어 있습니다.2006년 4월 18일 회수.
  28. ^ 컴퓨터 모델링을 위한 Hybrid II 및 Hybrid III 더미 넥 특성(1992년 2월)
  29. ^ a b "THOR NHTSA". www.nhtsa.gov. Retrieved 2022-05-18.
  30. ^ Parent, Dan (2013-09-30). NHTSA THOR Update (PDF) (Report). National Highway Traffic Safety Administration. Archived from the original (PDF) on 2022-07-23.
  31. ^ Been, B; Ellway, J (2020-11-24). THOR Specification and Certification (PDF) (Report). Vol. 1. Euro NCAP. Archived (PDF) from the original on 2022-03-03.
  32. ^ "Democratic lawmakers push U.S. Transportation Secretary for faster changes to crash test dummy standards". InvestigateTV. Retrieved 2022-05-18.
  33. ^ Forman, Jason; Poplin, Gerald S.; Shaw, C. Greg; McMurry, Timothy L.; Schmidt, Kristin; Ash, Joseph; Sunnevang, Cecilia (2019-08-18). "Automobile injury trends in the contemporary fleet: Belted occupants in frontal collisions". Traffic Injury Prevention. 20 (6): 607–612. doi:10.1080/15389588.2019.1630825. ISSN 1538-9588. PMID 31283362. S2CID 195844967.
  34. ^ "THOR-5F". humanetics.humaneticsgroup.com. Retrieved 2022-05-18.
  35. ^ a b c d Kalinyak, Rachael (2017-08-07). "Army creates crash test dummy to improve vehicle safety for soldiers". Army Times. Retrieved 2018-08-28.
  36. ^ Group, Techbriefs Media. "WIAMan – Tech Briefs :: Aerospace & Defense Technology". www.aerodefensetech.com. Retrieved 2018-08-28.
  37. ^ "WIAMan program celebrates milestone U.S. Army Research Laboratory". www.arl.army.mil. Retrieved 2018-08-28.
  38. ^ "Data Acquisition Systems & Sensors for Product Testing – Diversified Technical Systems, Inc". dtsweb.com. 5 February 2018. Retrieved 2018-08-28.
  39. ^ "Army Injury Assessment Tool Receives Stamp of Accreditation - Soldier Systems Daily".
  40. ^ Balcer Bednarska, Jaqueline; Brantemo, Axel (31 May 2023). "Svenska forskare visar upp världens första kvinnliga krockdocka" [Swedish scientists unveil the world's first crash test dummy]. www.svt.se. Sveriges Television. Retrieved 31 May 2023.
  41. ^ 테스트 수행 방법 Wayback Machine(2003년 3월 19일)에서 2011-05-07을 보관합니다.2006년 4월 18일 회수.
  42. ^ S. Moss. "SciTech Connect: Anthropometry for WorldSID, a World-Harmonized Midsize Male Side Impact Crash Dummy". YouTube. Archived from the original on 25 May 2020. Retrieved 2 June 2015.
  43. ^ "Data Acquisition System is Key to Engineering a Smarter Dummy". November 2014.
  44. ^ Donchey, Sarah (25 November 2015). "New crash tests help keep dogs safe in cars". Click 2 Houston. Retrieved 7 July 2016.
  45. ^ "NHTSA's Activities under the United Nations for Europe 1998 Global Agreement: Head Restraints, Docket NHTSA-2008-001600001". NHTSA.
  46. ^ Taylor, Heather. "How the Crash Test Dummies Revolutionized Seat Belt Safety". AW360. Advertising Week. Retrieved 24 April 2021.
  47. ^ "Aamir Khan: Ceat Tyres' new crash test dummy Team-BHP".

참고문헌

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