Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Vivoäquivalenter Dummy zur Bestimmung der körperlichen Belastungen beim Fahren und beim Crash.

10.04.2002


Dummyaufbau im Halsbereich


Dummyaufbau im Körperbereich


Der Erfolg bei einem Rennen hängt nicht nur vom Fahrzeug sondern auch von der Fitness des Fahrers ab. Um für ihn ein geeignetes Trainingsprogramm entwickeln zu können, müssen die Belastungen am Fahrer ermittelt werden. Dazu ist ein spezieller Dummy entwickelt worden, der mit vielen Sensoren und Aktoren ausgestattet ist und eine anatomische und funktionsgerechte Nachbildung im Halsbereich aufweist.

Der Anstoß zu dem an der Fachhochschule Kaiserslautern am Standort Zweibrücken entwickelten Dummy kam eigentlich aus der Medizin, denn es galt zu klären, wie es zu den sehr unterschiedlichen Auswirkungen eines Auffahrunfalls beim Menschen kommt. Besonders interessant ist dabei die Feststellung, dass ein gleichintensiver Aufprall mit einem Boxauto nie zu den schmerzhaften und eigentlich nicht nachweisbaren HWS-Schleudertraumas führt.
Die üblicherweise bei Crashs eingesetzten Dummies geben hier keine Auskunft, da sie das Bewegungsverhalten des Kopfes nicht realistisch genug widerspiegeln und auch keine Muskelinnervation zulassen.
Damit Ärzte gezielter ihren Patienten helfen können, Fahrzeug- und Sitzkonstrukteure mehr Kenntnisse über besonders kritische Frequenzen, Relativbewegungen etc. erhalten und sich Fahrer -insbesondere Rennfahrer- durch ein spezifisches Training auf solche Belastungen optimal vorbereiten können, ist ein Dummy entwickelt worden, der gegenüber herkömmlichen Testpuppen in seiner sog. "Vivoäquivalenz" erheblich besser ausgelegt und bezüglich seiner Position und muskelanspannungsbezogenen Resistenz variabel gestaltet ist.
Die verbesserte Vivoäquivalenz wird dadurch erreicht, dass nicht wie üblich der nachgebildete Halswirbelsäulenbereich aus Gummi-Aluminium-Verbundteilen besteht, welche über ein zentral geführtes Drahtkabel mir der nötigen Vorspannung beaufschlagt werden, sondern aus repräsentativen Wirbelkörpern. Deren Geometrie ist aus einem Spektrum entsprechend großer weiblicher und männlicher Realperson ermittelt und mittels geeigneter Maßnahmen optimiert und symmetrisiert worden. In Zukunft werden die Bandscheiben, die nuclei pulposi, so wie die maßgebenden Bänder und der Weichteilmantel aus künstlichen Materialien nachgebildet, die das typische anisotrope nichtlineare elastische Verhalten wie beim Menschen aufweisen.
Die muskelspannungsbezogene Resistenz des Dummies wird dadurch realisiert, dass die künstliche Muskulatur durch regel- bzw. steuerbare Feder-Dämpfersystemen nachgebildet ist, so dass unterschiedliche statische und dynamische Muskelinnervationen (z.B. stark angespannt, angespannt und schlafend) so wie differente Kopf -und Körperpositionen einstellbar sind. Entsprechende mikrotechnische Kraft- Druck- und Positionssensoren, die teilweise speziell für den Dummy an der Hochschule entwickelt und aufgebaut worden sind, ermöglichen gut reproduzierbare Versuchsanordnungen und eine automatisierte Nachkalibration.
Ein erster Einsatz des Dummies hat auf der Rennstrecke Vallelunga stattgefunden. Die AM-Holzer Rennsport GmbH hat sich entschieden, nicht nur ihre Fahrzeuge in Topform zu bringen, sondern auch die Piloten bei ihren Fitness-Vorbereitung optimal zu unterstützen. Das von Frau Prof. Prof. Dr. Reuter von der Fachhochschule Kaiserslautern (Fachbereich Betriebswirtschaft am Standort Zweibrücken) ins Leben gerufenen und organisierte Projekt mit dem passenden Namen ’ERSTER’, zeichnet sich durch eine sehr angenehme und fruchtbare Zusammenarbeit zwischen Experten aus den Bereichen Technik (Prof. Prof. Dr. Gäng, Fachhochschule Kaiserslautern, Facbereich Informatik und Mikrosystemtechnik), Medizin (Prof. Dr. Münch, Unfallchirurg) und Sport (Prof. Dr. Felder, Olympia Stützpunkt, Uni Saarbrücken) aus. Bei den Testfahrten wurden die Herren Rennfahrer Michael Bartels und Timo Scheider so wie auch der Opel-Motorsportchef, Herr Strycek, mit 32 Sensoren ausgestattet, um die Belastungsdaten an den Fahrern zeitsynchron zu den am vivoäquivalenten Dummy und am Rennfahrzeug gemessenen Werten aufzuzeichnen. Die Auswertung der riesigen Datenmenge (es wurden rund 60 000 Messwerte pro Sekunde aufgezeichnet), dauert noch an.
Nicht zuletzt muss erwähnt werden, dass die Realisierung des inzwischen zum Patent angemeldeten Dummies nur durch das riesige Engagement der beteiligten Mitarbeiter und Studenten (insbesondere der Herren E.Engelmann, A.Jentsch, Ch.Rothdiener sowie die Herrn Ph.Jost, R.Klein, D.Müller und H.Welsch), so wie durch die freundliche Vorfinanzierung durch die Fachhochschule Kaiserslautern und die Unterstützung der Firmen Analog Divice; BIOVISION; Olympia Stützpunkt Saarbrücken; VALEO; ZSE-Instruments, Bietigheim; Porsche, Weissach; IBMT Fraunhofer Institut, St.Ingbert; Sinn&Lefer ZW; Winterberg Kliniken; Saarbrücken, Universität Mainz zu Stande gekommen ist.
Der vivoäquivalente Dummy wird natürlich permanent weiterentwickelt und soll insbesondere zur Verbesserung virtueller Dummies beitragen.

Prof. Dr. L.A. Gäng
Fachhochschule Kaiserslautern
FB I/MST
Amerikastr. 1
66482 Zweibrücken
Telefon:++49 (0) 6332 - 914 411
Telefax:++49 (0) 6332 - 914 405 
gaeng@mst.fh-kl.de

Dipl. Ing. Hubert Grimm | idw
Weitere Informationen:
http://www.zw.fh-kl.de

Weitere Berichte zu: Crash Dummies Dummy Sensor

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Interdisziplinäre Forschung:

nachricht Blick unter den Gletscher
12.06.2017 | Universität Bern

nachricht ROBOLAB generiert neue Forschungsansätze und Kooperationen
08.05.2017 | Hochschule Mainz

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Interdisziplinäre Forschung >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Vorbild Delfinhaut: Elastisches Material vermindert Reibungswiderstand bei Schiffen

Für eine elegante und ökonomische Fortbewegung im Wasser geben Delfine den Wissenschaftlern ein exzellentes Vorbild. Die flinken Säuger erzielen erstaunliche Schwimmleistungen, deren Ursachen einerseits in der Körperform und andererseits in den elastischen Eigenschaften ihrer Haut zu finden sind. Letzteres Phänomen ist bereits seit Mitte des vorigen Jahrhunderts bekannt, konnte aber bislang nicht erfolgreich auf technische Anwendungen übertragen werden. Experten des Fraunhofer IFAM und der HSVA GmbH haben nun gemeinsam mit zwei weiteren Forschungspartnern eine Oberflächenbeschichtung entwickelt, die ähnlich wie die Delfinhaut den Strömungswiderstand im Wasser messbar verringert.

Delfine haben eine glatte Haut mit einer darunter liegenden dicken, nachgiebigen Speckschicht. Diese speziellen Hauteigenschaften führen zu einer signifikanten...

Im Focus: Kaltes Wasser: Und es bewegt sich doch!

Bei minus 150 Grad Celsius flüssiges Wasser beobachten, das beherrschen Chemiker der Universität Innsbruck. Nun haben sie gemeinsam mit Forschern in Schweden und Deutschland experimentell nachgewiesen, dass zwei unterschiedliche Formen von Wasser existieren, die sich in Struktur und Dichte stark unterscheiden.

Die Wissenschaft sucht seit langem nach dem Grund, warum ausgerechnet Wasser das Molekül des Lebens ist. Mit ausgefeilten Techniken gelingt es Forschern am...

Im Focus: Hyperspektrale Bildgebung zur 100%-Inspektion von Oberflächen und Schichten

„Mehr sehen, als das Auge erlaubt“, das ist ein Anspruch, dem die Hyperspektrale Bildgebung (HSI) gerecht wird. Die neue Kameratechnologie ermöglicht, Licht nicht nur ortsaufgelöst, sondern simultan auch spektral aufgelöst aufzuzeichnen. Das bedeutet, dass zur Informationsgewinnung nicht nur herkömmlich drei spektrale Bänder (RGB), sondern bis zu eintausend genutzt werden.

Das Fraunhofer IWS Dresden entwickelt eine integrierte HSI-Lösung, die das Potenzial der HSI-Technologie in zuverlässige Hard- und Software überführt und für...

Im Focus: Can we see monkeys from space? Emerging technologies to map biodiversity

An international team of scientists has proposed a new multi-disciplinary approach in which an array of new technologies will allow us to map biodiversity and the risks that wildlife is facing at the scale of whole landscapes. The findings are published in Nature Ecology and Evolution. This international research is led by the Kunming Institute of Zoology from China, University of East Anglia, University of Leicester and the Leibniz Institute for Zoo and Wildlife Research.

Using a combination of satellite and ground data, the team proposes that it is now possible to map biodiversity with an accuracy that has not been previously...

Im Focus: Klima-Satellit: Mit robuster Lasertechnik Methan auf der Spur

Hitzewellen in der Arktis, längere Vegetationsperioden in Europa, schwere Überschwemmungen in Westafrika – mit Hilfe des deutsch-französischen Satelliten MERLIN wollen Wissenschaftler ab 2021 die Emissionen des Treibhausgases Methan auf der Erde erforschen. Möglich macht das ein neues robustes Lasersystem des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnologie ILT in Aachen, das eine bisher unerreichte Messgenauigkeit erzielt.

Methan entsteht unter anderem bei Fäulnisprozessen. Es ist 25-mal wirksamer als das klimaschädliche Kohlendioxid, kommt in der Erdatmosphäre aber lange nicht...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Internationale Fachkonferenz IEEE ICDCM - Lokale Gleichstromnetze bereichern die Energieversorgung

27.06.2017 | Veranstaltungen

Internationale Konferenz zu aktuellen Fragen der Stammzellforschung

27.06.2017 | Veranstaltungen

Fraunhofer FKIE ist Gastgeber für internationale Experten Digitaler Mensch-Modelle

27.06.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Revolutionäres Desinfektionsverfahren und Referenzmaterial für Genanalysen sind UNIQUE-Sieger

28.06.2017 | Förderungen Preise

Förderung BIOPRO GmbH mit 1,64 Millionen Euro

28.06.2017 | Förderungen Preise

Mainzer Physiker gewinnen neue Erkenntnisse über Nanosysteme mit kugelförmigen Einschränkungen

27.06.2017 | Biowissenschaften Chemie