Niveau: Mittelstufe
Sean Kohles, Inhaber und Forschungsprofessor, Kohles Bioengineering
Auffahrunfälle von Kraftfahrzeugen wurden stark mit der zervikokranialen Biomechanik der Insassen in Verbindung gebracht, die zu Nackenverletzungen führen. Ein analytisch-mechanisches Modell der Kopf- und Nackenbewegung der Insassen wurde entwickelt, das das Zielfahrzeug Delta V bei Heckaufprallen zuordnet. Durch die Einbeziehung stochastischer mechanischer Eingangsgrößen wurde das Modell über den deterministischen Rahmen hinaus weiterentwickelt. Konkret wurde ein biomechanischer Algorithmus mit statistischer Software (JMP Pro 12) konstruiert. Bei diesem Ansatz wurden die Randomisierungsfunktionen (z. B. 1+RandomUniform(VehicleSpeed)*19) angewendet, die für jede stochastische Simulation gleichmäßig zufällige Fahrzeugschließgeschwindigkeiten erzeugten. Die zusätzliche Einbeziehung randomisierter Variablen wie Geschoss-/Zielfahrzeuggewichte, Restitutionskoeffizienten und Halsstreckungswinkel trug ebenfalls zum stochastischen Modell bei. Die zufällige Natur von 1.000 Abstürzen wurde simuliert. Ein eingebetteter Datenprofiler wurde erstellt und als Hypertext-Auszeichnungssprachendatei gespeichert, sodass isolierte Eingabevariablen individuell manipuliert werden konnten, um Variationen in der Simulation zu untersuchen. Das Modell wurde durch den direkten Vergleich mit 86 veröffentlichten Crashtests am Menschen validiert. Eine weitere Berechnung der aufgebrachten Trägheitskräfte der Insassen wurde in ein Verletzungswahrscheinlichkeitsmodell integriert, um die Verletzungsursache zu identifizieren. Die Nützlichkeit des Modells ermöglicht es einem Forscher, einige der grundlegenden eingegebenen Crashparameter anzupassen und den resultierenden Einfluss auf die Biomechanik von Verletzungen zu untersuchen.
