Таковы результаты исследования, проведенного профессором Ллойдом Смитом из Школы машиностроения и материаловедения и инженером-проектировщиком Дереком Невинсом, которое они представят на Азиатско-Тихоокеанском конгрессе по спортивным технологиям в конце этого месяца в Гонконге. Их работа была опубликована в журнале Procedure Engineering.
Группа Смита разработала уникальную модель мяча для софтбола, который с помощью электроники бросают в виртуальную голову, чтобы лучше понимать и предотвращать травмы.
Около четверти травм, которые происходят на поле для софтбола, происходят от игроков, получивших удары мячом, брошенных или отброшенных в них.
Наиболее уязвимы питчер, базовый бегун и третий игрок с низов. Когда они все же возникают, травмы почти всегда серьезные, часто включая переломы костей, — говорит Смит.
Во многих видах спорта мячи стандартизированы для обеспечения стабильности и производительности.
Но исследователи не поняли, как различные свойства и материалы мячей влияют на безопасность игроков. Они не смогли измерить, насколько и насколько болит мяч, когда мяч попадает в голову.
По словам Смита, хотя человеческие модели создавались годами, мяч — самая сложная часть.
По его словам, модели столкновений софтбола особенно сложны из-за низкого коэффициента восстановления или того, как энергия передается между мячом и тем, во что он попадает. В зависимости от упругости и жесткости мяч по-разному деформируется и рассеивает энергию.
Исследователи объединили разработанную ими модель шара с Thums или Total Human Model for Safety. Тумс сидит на экране компьютера — идеальная компьютеризированная скелетная модель головы, разработанная Toyota для краш-тестов.
У него радуга разноцветных глазниц, зубов и детальных деталей черепа, включая височную и теменную кость, лицевые мышцы и даже спинномозговую жидкость. Он выглядит так, как будто улыбается, хотя неясно, что он все еще улыбается, когда мяч проходит спереди и сбоку от его головы со скоростью от 60 до 120 миль в час. Его называют мужчиной 50-го процентиля или среднестатистическим парнем.
В своем исследовании с моделью софтбола исследователи определили, что два софтбола, которые обычно используются для одного и того же уровня любительской игры, имеют существенно разные свойства и приводят к большим различиям в потенциальной травме.
Два шара различались по жесткости на 30 процентов. Тестирование с виртуальной головой показало разницу в нагрузке на кости на 64% или в том, насколько сильно он был ранен.
«Для большинства условий удара костная нагрузка превышала предполагаемую прочность кости», — пишут исследователи.
Это означает, что их виртуальная голова оказалась с серьезным переломом черепа.
Исследователи надеются, что их работа с моделью мяча может быть расширена для лучшего понимания более тонких, но серьезных травм от столкновений, таких как сотрясение мозга, а также приведет к улучшению защитного снаряжения и профилактике травм в ряде видов спорта.
