Eine intelligentere Alternative zu Crashtest-Dummys

EU-finanzierte Forscher haben benutzerfreundliche Tools für die Positionierung und Personalisierung fortschrittlicher Menschenkörpermodelle, die bei der Entwicklung von sichereren Fahrzeugen zum Einsatz kommen.

Verkehr und Mobilität

Jedes Mal, wenn Sie sich hinter das Lenkrad setzen oder auch als Passagier den Sicherheitsgurt anlegen, sind Sie von passiven Sicherheitsmechanismen umgeben. Ob Sicherheitsgurt, Airbag oder die Gestaltung des Fahrgastbereiches, passive Sicherheit bezieht sich auf alle Gestaltungsmaßnahmen, die Fahrzeuginsassen vor Verletzungen schützen sollen. Diese Mechanismen bieten zwar bereits einen erheblichen Schutz, indem sie die Energie eines Aufpralls ableiten, wie sich aber die Unterschiedlichkeit des menschlichen Körpers auf ihre Wirksamkeit auswirken, ist schwer zu messen. Obwohl ein Airbag zum Beispiel das Leben eines gesunden Erwachsenen retten kann, könnte er bei einem Kind oder einer älteren Person schwere Schäden verursachen. Während traditionelle Prüfmechanismen den Einsatz von Crashtest-Dummys und die Ausrichtung an Mittelwerten begünstigen, versagt dieses Verfahren, wenn es darum geht, einige der häufigsten menschlichen Variabilitäten zu berücksichtigen. Um Todesfälle zu verringern, müssen auch Passagiere wie Kinder und ältere Menschen bei der Gestaltung von Fahrzeugsicherheitssystemen berücksichtigt werden. Eine mögliche Lösung ist die Verwendung von fortschrittlichen Menschenkörpermodellen (HBM), die die Bevölkerungsvariabilität besser abbilden und genauere Prognosen von Verletzungen als Crashtest-Dummys liefern könnten. Leider werden HBM in der industriellen Forschung und Entwicklung (FuE) zu wenig eingesetzt. Ein Grund dafür ist, dass die Modelle in der Regel nur in einer Haltung zur Verfügung stehen, sodass es schwierig ist, sie in tatsächlichen Fahrzeugumgebungen zu positionieren. Außerdem gibt es einen Mangel an einer Modell-'Familie', die alle Arten von Menschen repräsentiert. Um diese Mängel zu beheben, entwickelte das EU-finanzierte Projekt PIPER neue Tools für die Positionierung und Personalisierung fortschrittlicher HBM. Ein Modell für die Sicherheit "Das Hauptziel von PIPER war die Entwicklung benutzerfreundlicher Tools, um diese fortschrittlichen HBM zu positionieren und zu personalisieren", erklärt Projektkoordinator Philippe Beillas. "Indem sie die Erzeugung von bevölkerungs- und individuenspezifischen HBM und ihre Nutzung in Produktionsumgebungen erleichtern, werden die PIPER-Tools neue industrielle FuE-Anwendungen für die Gestaltung von Rückhaltesystemen ermöglichen." In enger Zusammenarbeit mit industriellen Anwendern entwickelte das Projekt einen Open Source-Softwarerahmen, um die Positionierung und Personalisierung von menschlichen Körpermodellen für die Sicherheit zu erleichtern. Der Rahmen umfasst modernste Echtzeit-Simulationstechniken für die Positionierung sowie innovative Morphing-Techniken, um die Modelle an verschiedene Körpermaße anzupassen. Es kann mit den führenden HBM verwendet und aufgrund seiner Modularität erweitert werden, um den einzigartigen Bedürfnissen einzelner Anwender gerecht zu werden. Das Projekt entwickelte auch Open Source-Kindermodelle, die Kinder zwischen anderthalb und sechs Jahren abbilden und die Reaktion eines Kindes bei einem Aufprall simulieren können. "Diese Modelle sind speziell entworfen worden, um die Interaktion zwischen Kindern und verbreiteten Kinderrückhaltesystemen bei Unfällen zu simulieren", sagt Beillas. Sicherere Straßen der Zukunft Zahlreiche wissenschaftliche und industrielle Anwender haben bereits Interesse an dem Softwarerahmen und den Kindermodellen zum Ausdruck gebracht und viele erwägen sogar, sie in ihre fortschrittlichen FuE-Prozesse zu integrieren. "Nach Abschluss des Projekts werden alle diese Werkzeuge kostenlos zur Verfügung stehen – ein Novum auf unserem Gebiet", sagt Beillas. "Dieser Punkt ist wichtig, da er sicherstellt, dass mehr industrielle Forschungs- und Entwicklungsmaßnahmen menschliche Körpermodelle zur Bewertung von passiven Sicherheitsmechanismen verwenden werden – was schließlich dann die Verkehrssicherheit verbessern wird." Die Software und die Tools werden ab Ende April 2017 unter www.piper-project.org online zur Verfügung stehen.

Schlüsselbegriffe

PIPER, Verkehrssicherheit, Menschenkörpermodelle, HBM, industrielle FuE, Crashtest-Dummys

Position and Personalize Advanced Human Body Models for Injury Prediction

Eine intelligentere Alternative zu Crashtest-Dummys

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