Konstgjord hjärna och nacke ger fler svar

Under vägledning av Andrey Koptyug, docent vid Sports Tech Research Centre, har masterstudenten Ludovico Riello från Padua universitetet, vidareutvecklat en realistisk nacke för avancerad hjälmtestning. Den avancerade nacken är speciellt anpassad för att användas i laboratorietester och kan ersätta den stela hybrid-III hals som standardmässigt används i dagens krocktestdockor.

Standardtester och datamodeller säger inte allt

Mekaniska tester av säkerhetsutrustning enligt olika standarder och datamodellering har begränsningar. De säger inte vad som faktiskt händer inne i hjärnan. En utveckling är att använda sig av avancerade konstgjorda kroppsdelar med inbyggda sensorer. Det är här den realistiska modellen av hjärna och nacke kommer in.

20 sensorer med 64 mätpunkter ger fler svar

Den konstruerade hjärnan och nacken har tagits fram med hjälp av avancerade 3D-utskrifter baserade på CT röntgen. Den innehåller bland annat silikonolja som cerebrospinalvätska, silikongummi och 20 sensorer med totalt 64 mätpunkter.

- Datamodeller säger inget om vävnadens egenskaper och påverkan på hjärnans olika delar vid trauma mot huvudet. Genom att göra tester på konstruerade kroppsdelar med inbyggda sensorer parallellt och jämföra med datamodellen kan vi komplettera bilden. På så vis får vi ökad kunskap om huvudskador som har sitt ursprung i våld mot huvudet, säger Andrey Koptyug.

Kunskap som sen kan användas av hjälmtillverkare inom exempelvis sport och byggindustrin för att utveckla hjälmdesigner med förbättrade skyddsegenskaper.

Resultatrikt samarbete

Sports Tech Research Centre samarbetar med universitetet i Padua sen 2015, vilket bland annat lett till att studenter fått möjlighet att göra sin masteruppsats på forskningscentret i Östersund.

- Kvalitén på arbetet blir hög med bra studenter. Ludovicos insats fick också mycket gott betyg hemma i Italien, han fick 108 av 110 poäng för sin D-uppsats i maskinteknik, säger Andrey Koptyug,

Arbetet har gjorts inom forskningsprojektet Augmented Sports som genomförs med stöd av Europeiska Regionala Utvecklingsfonden, och där även Östersunds kommun finns med som finansiär.

Exempel på gemensamma publikationer

Exempel på gemensamma publikationer med masterstudenter från Padua universitetet:

Feasibility of using a novel instrumented human head surrogateto measure helmet, head and brain kinematics and intracranial pressureduring multidirectional impact tests. Nicola Petrone, Gianluca Candiotto, Edoardo Marzella, Federico Uriati, Giovanni Carraro, Mikael Bäckström, Andrey Koptyug. J Sci Med Sport. 2019; 22 Suppl 1:S78-S84. https://doi.org/10.1016/j.jsams.2019.05.015.
 

A Novel Multi-Axial Pressure Sensor Probe for Measuring Triaxial Stress States Inside Soft Materials. Giuseppe Zullo, Anna Leidy Silvestroni, Gianluca Candiotto, Andrey Koptyug and Nicola Petrone. Sensors 2021, 21, 3487. https://doi.org/10.3390/s21103487

Tidigare nyheter 

Konstruerad hjärna för ännu bättre säkerhet