Но новое исследование, проведенное учеными из Университета штата Вашингтон, показало, что некоторые датчики для занятий спортом без шлема недостаточно быстры для измерения сильных ударов и не позволяют точно измерять то, что считается наиболее серьезным угловым попаданием. Они сообщают о своей работе в Интернете в журнале Procedure Engineering.
«Сотрясение мозга — действительно серьезная проблема, — сказал Ллойд Смит, профессор школы машиностроения и материаловедения колледжа Войланд и директор Лаборатории спортивных наук Университета штата Калифорния. — Нас беспокоит то, что происходит с мозгом, но мы нет сенсоров мозга, к которым мы могли бы подключиться. Самое близкое — увидеть, что происходит с черепом.
Вот что пытаются делать эти датчики.«Смысл в том, что вы должны быть осторожны с этими датчиками», — сказал он. «Они не могут работать для всех типов ударов».
Лаборатория является официальным центром тестирования бейсбольных бит для NCAA и одной из ведущих лабораторий в стране по изучению физики летучих мышей, мячей и, в последнее время, взаимодействия мячей и головы человека.Большинство датчиков удара головой были разработаны в течение последних пяти лет, и многие футбольные команды колледжа носят их игроки. Когда игрок получает сильный удар, датчик фиксирует это и предупреждает тренеров.
Исследователи также используют данные, которые они собирают с датчиков, чтобы лучше понять травмы головы, связанные со спортом. Они обнаружили, что датчики в шлеме точно измеряют попадания.
Реже используются беспроводные датчики без шлема, которые прикрепляются к повязкам на голову, каппам, липким пластырям или внутри наушников, которые игрок может носить во время занятий такими видами спорта, как футбол, женский лакросс или софтбол.В ходе исследования исследователи прикрепили датчик без шлема к манекену на голову. Используя пневматическую пушку, они стреляли по ней мячами для лакросса, футбольными мячами и мячами для софтбола с разной скоростью.
Исследователи оснастили манекен высокоточными проводными акселерометрами для сбора данных для сравнения с обратной связью от небольшого датчика с батарейным питанием.Исследователи зафиксировали 234 удара, направив мячи в подбородок и лоб манекена. Скорость мяча была аналогична скорости, наблюдаемой в игровых условиях, хотя мяч для софтбола проецировался на более медленную скорость, чем в соревнованиях с быстрым шагом, чтобы не повредить манекен.
Футбольный мяч был направлен только в лоб.Исследователи обнаружили, что датчики без шлема не могут точно измерять более сильные и быстрые удары, такие как удар сильно брошенного софтбола. Чтобы измерить удар мяча, устройства проводят множество измерений в быстрой последовательности. Датчики могли точно видеть удары более мягких и медленных мячей, но они не могли получать данные достаточно быстро, чтобы не отставать от более быстрых ударов.
Когда удар более сильный, датчик пропустил максимальное ускорение, которое могло бы вызвать сотрясение мозга.«Чем сложнее мяч, тем меньше корреляции мы обнаружили», — сказал Смит.Исследователи также обнаружили, что датчики хуже измеряют вращательное, чем линейное ускорение.
Более ранние исследования показали, что большинство травм головы во время занятий спортом возникает в результате удара, который поворачивает голову, а не в результате прямого удара.Исследователи использовали датчик с аппаратными характеристиками, характерными для большинства датчиков такого типа. Они работают с производителем сенсора и надеются провести больше исследований, которые могут привести к улучшениям.
Производитель не имел никакого отношения к дизайну исследования или интерпретации результатов.«Эти датчики во многих отношениях являются одним из элементов, делающих спорт более безопасным, — сказал Смит. — Я оптимистично настроен по поводу того, что люди относятся к этим травмам более серьезно, и я думаю, что это действительно обнадеживает, помогая нам лучше понять последствия и причины сотрясений мозга. . »