{"id":170765,"date":"2019-05-03T17:26:42","date_gmt":"2019-05-03T15:26:42","guid":{"rendered":"https:\/\/innovationorigins.com\/?p=170765"},"modified":"2019-05-03T17:26:42","modified_gmt":"2019-05-03T15:26:42","slug":"verkehrsunfaelle-untersuchung-von-muskelsteifigkeit-an-virtuellen-crashtest-dummys","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/de\/verkehrsunfaelle-untersuchung-von-muskelsteifigkeit-an-virtuellen-crashtest-dummys\/","title":{"rendered":"Verkehrsunf\u00e4lle: Untersuchung von Muskelsteifigkeit an virtuellen Crashtest-Dummys"},"content":{"rendered":"

Wer schon einmal einen Verkehrsunfall auf sich zukommen gesehen und schlie\u00dflich erlebt hat, wird es kennen: Auch wenn man \u2013 hoffentlich \u2013 unverletzt blieb, ist man am n\u00e4chsten Tag mit Muskelkater geplagt. Der Grund: Wir bereiten uns instinktiv auf den Unfall vor, um uns zu sch\u00fctzen. Der Mensch spannt n\u00e4mlich kurz vor dem Aufprall die Muskeln an, st\u00fctzt sich zum Beispiel am Lenkrad ab oder tritt vielleicht sogar das Bremspedal durch. Und letztendlich beeinflusst genau dieses Verhalten den Ausgang des Unfalls und die Art und Schwere der Verletzungen. Forschende des Fraunhofer-Instituts f\u00fcr Kurzzeitdynamik, Ernst-Mach-Institut, EMI<\/a> untersuchten nun erstmals die Insassensicherheit auf Basis der Muskelsteifigkeit anhand von virtuellen Crashtest-Dummys.<\/p>\n

Berechnung der Bewegung kurz vor Unfall<\/h3>\n

\nDie Muskulatur hat einen gro\u00dfen Einfluss darauf, wie ein Fahrzeuginsasse kurz vor einem Unfall reagiert und wie sich der K\u00f6rper w\u00e4hrend des Crashs verh\u00e4lt. Hier kann es zu gravierenden Abweichungen gegen\u00fcber steifen und kinematisch eingeschr\u00e4nkten Crashtest-Dummys kommen\u201c, erkl\u00e4rt Dr. Matthias Boljen, Wissenschaftler am EMI.\n<\/p><\/blockquote>\n

Da also die herk\u00f6mmlichen Dummys kein Reaktionsverm\u00f6gen besitzen, l\u00e4sst sich mit diesen das menschliche Verhalten kurz vor dem Unfall nicht abbilden. Deshalb verwendeten die Wissenschaftler des EMI ein THUMS(TM)<\/sup> v5.01-Modell (Total Human Modell for Safety). Dieses digitale Computermodell kann – anhand eines speziellen Berechnungsmodells zur Festigkeit und Verformung, der sogenannten FE-Simulation (Finite-Elemente-Simulation) -, die Bewegung der Insassen kurz vor einem Unfall nachvollziehen.<\/p>\n

Forschungsneuland<\/h3>\n

Die Wissenschaftler des EMI betraten mit ihrem Forschungsansatz zur Untersuchung der Insassensicherheit auf Basis der Muskelsteifigkeit Neuland. Denn die mit der Kontraktion einhergehende Muskelsteifigkeit und ihre Folgen ist bis dato noch nicht betrachtet worden. \u201eSt\u00fctzt sich ein Fahrer vor dem Aufprall auf dem Lenkrad ab, so verk\u00fcrzt sich dabei nicht nur der Muskel, sondern der Muskel wird durch die Kontraktion steifer. In bisherigen FE-Simulationen zu einzelnen Muskeln und Muskelgruppen gesamter Menschmodelle wurde die Kontraktion v\u00f6llig unber\u00fccksichtigt gelassen”, erl\u00e4utert Boljen.<\/p>\n

\"\"
@Fraunhofer EMI<\/figcaption><\/figure>\n

So ist im Aufmacherbild dieses Artikels ein Offset-Crash im angespannten Muskelszustand von THUMS zu sehen. Dabei werden m\u00f6gliche Herausforderungen f\u00fcr die passive Sicherheit in einem vom Frontalcrash abweichenden Unfallszenario deutlich: Der L\u00e4ngsgurt rutscht ab.<\/p>\n

Auch das obige Bild simuliert einen Frontalcrash im angespannten Muskelzustand des Menschmodells THUMS. \u00dcber die aktive Muskelkontraktion h\u00e4lt sich THUMS am Lenkrad fest und st\u00fctzt sich beim Aufprall ab. Das entlastet den Brustkorb potenziell. Die farbigen Oktaeder machen die verschiedenen Anschnallpunkte des modellierten Sicherheitsgurtes sichtbar.<\/p>\n

Weiterentwicklung der Menschmodelle<\/h3>\n

Gemeinsam mit seinem Kollegen Niclas Trube definierte Boljen an dem THUMS-Modell vier verschiedene Steifigkeitszust\u00e4nde. Die beiden \u00fcberpr\u00fcften den Einfluss dieser \u00c4nderungen f\u00fcr einen simulierten, frontalen Crash. Das Ergebnis: Die Muskelsteifigkeit beeinflusst das Verhalten der Fahrzeuginsassen entscheidend. Je nach Steifigkeitsgrad sind unterschiedliche Verletzungen bei einem Unfall zu erwarten.<\/p>\n

\nDiese Erkenntnis k\u00f6nnte von gro\u00dfer Bedeutung f\u00fcr die Weiterentwicklung der Menschmodelle sein, insbesondere unter dem Aspekt des autonomen Fahrens. Fahrzeuginnenr\u00e4ume werden k\u00fcnftig neu gestaltet, daher m\u00fcssen auch bestehende Konzepte zu Gurten und Airbags \u00fcberdacht werden. Menschmodelle sind hier ein wertvolles Hilfsmittel\u201c, ist Trube \u00fcberzeugt.\n<\/p><\/blockquote>\n

Anforderungen an die Verkehrssicherheit<\/h3>\n

Denn die Menschmodelle lassen sich auch f\u00fcr den Schutz von Fu\u00dfg\u00e4ngern und Radfahrern nutzen. Dass hier Handlungsbedarf besteht, zeigen aktuelle Studien. Laut ADAC<\/a> ist die Zahl get\u00f6teter PKW-Insassen und Fu\u00dfg\u00e4nger zwar leicht gesunken, jedoch die Anzahl get\u00f6teter Radfahrer ist gestiegen. Dies mag an einer H\u00e4ufung \u00fcberraschend auftretender Gefahrensituationen durch E-Bikes liegen. Zudem werden E-Scooter, Tretroller mit Elektromotor, noch dieses Jahr auf \u00f6ffentlichen Stra\u00dfen erlaubt sein. Verkehrsexperten bef\u00fcrchten einen weiteren Anstieg von Unf\u00e4llen. Mit Menschmodellen k\u00f6nnen Unfallszenarien im Vorfeld untersucht werden. Je nach Kollisionsverhalten lassen sich H\u00e4ufigkeit und Intensit\u00e4t der auftretenden Belastungen testen. Hersteller von Protektoren, Helmen und anderen Schutzartikeln k\u00f6nnten von den Empfehlungen profitieren.<\/p>\n

Virtuelle Menschmodelle auch f\u00fcr Medizin interessant<\/h3>\n

Wie der menschliche K\u00f6rper auf mechanische Belastungen reagiert, ist aber nicht nur f\u00fcr den Verkehrssektor relevant, sondern auch f\u00fcr medizinische und ergonomische Fragestellungen. So ist es sicher relevatn, zu wissen wie sich Materialien aus Implantaten und Prothesen in Relation zu menschlichen Knochen verhalten, wenn sie beispielsweise durch einen Unfall schlagartig beansprucht werden? Oder auch wie sich\u00a0 die Vibrationen von Werkzeugen auf den Anwender auswirken. “Hier bieten sich Menschmodelle an, da wir mit ihnen realistische virtuelle Abbilder schaffen k\u00f6nnen, die sich experimentell so nicht realisieren lassen”, so Boljen.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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