由于经济原因,活了30年只捏过一次脚,印象中疼得我差点中途叫停。捏脚的师傅很热情,每次我疼到扭曲都会告诉我例如“胃、肾”等可能存在问题,要多注意身体,我心中暗暗抱怨,就这力度除了假人谁被捏谁扭曲。让我不曾想到的是,这年头假人的“感觉”也是越来越细致,不光一样“有心有肺”,“肌肉”也已具备,今天我们来看看丰田用来进行碰撞安全测试改进版虚拟人体模型“THUMS Version 6”。

丰田THUMS假人模型

THUMS(Total Human Model for Safety)人体模型

丰田THUMS假人模型

丰田THUMS大家听说的可能比较少,但在众多碰撞试验中,相信大家对人体模型(俗称“假人”)都比较了解了,模型通过传感器感知各部位受到的力度,模拟预判“肉身”在该状态下受伤害的程度。因此,假人结构与人体越是相像,模拟出的数据就更加接近真实。

丰田THUMS假人模型
丰田THUMS假人模型

THMUS通过CT扫描数据形成与人体完全一致的形态,同时参考医学文献研究结果对各个部位精细化,升级模型的仿真程度,分析其在不同碰撞试验中,人体更为具体的受伤情况和原因,为研发人员精准的定位问题所在。

丰田THUMS假人模型
THUMS研发历程
时间(年) 发布主题 内容
1997 联合株式会社丰田中央研究所开始着手研发  
2000 THUMS Version 1发布 骨骼模型化
2005 THUMS Version 2发布 面部骨骼精确模型化
2008 THUMS Version 3发布 颅内构造精确模型化
2010 THUMS Version 4发布 脏器精确模型化
2011 Version 4追加多种体格模型 高个男性及小个女性
2015 THUMS Version 5发布 全身肌肉模型化
2016 Version 4追加儿童模型 3岁/6岁/10岁儿童
2019 THUMS Version 6发布 本次发布内容

THUMS的严谨程度能到什么地步呢?在THUMS Version 4的脏器精确模型化的升级中,除了会参考CT扫描数据,还会参考医学的人体切片,切片的厚度以微米计算,甚至还是多个样本,涉及不同身材、年龄、性别。也因此,THUMS覆盖了多种人体模型,例如2011年追加了高个男性以及小个女性,在2016年追加了3岁/6岁/10岁的儿童,以此获取不同乘客的拟态数据分析。

丰田THUMS假人模型
丰田THUMS假人模型
丰田THUMS假人模型

早在前几年THUMS就已经能够做到类似试验分析,就在今年(2019年)的2月8日,丰田与丰田中央研究所推出了“THUMS Version 6”,新款的仿真模型又有什么升级呢?THUMS Version 6由Version 4(脏器精确模型化)与Version 5(全身肌肉模型化)集合而成。在以往,模拟规避碰撞到碰撞发生期间的乘员行为以及进行伤害分析时,首先使用可模拟乘员姿势变化的THUMS Version 5分析碰撞前的肌肉状态,之后再切换为可精确分析碰撞时骨骼与内脏损伤状态的THUMS Version 4。

我们来想想下这个过程,驾驶员在受到撞击时其实并不是常规的驾驶姿态,由于事故惯性必然发生了姿态变化,THUMS Version 5由于具备肌肉模型化,可以模拟出受惯性影响人在撞击前的瞬间真实姿态,然后再将Version 4固定成该姿态去精确分析碰撞伤害,过程较为繁琐。本次开发的THUMS Version 6可同时高度精确解析碰撞前乘员姿势变化以及碰撞时产生的伤害,无需再进行THUMS的更换,数据会更加接近真实状态,也能够实现工作效率的提升。

丰田THUMS假人模型

丰田碰撞实验室的其它模型

THUMS模型是丰田研究院的试验设备,以往我们对该研究院也进行过走访式的介绍,走访中我们也看到了其它的人体模型,让我们从细节处看看它们的构造。

丰田THUMS假人模型
丰田THUMS假人模型

★ 编辑点评:

无论是丰田THUMS还是其它人体模型,其意义在于不用我们付出健康甚至是生命的代价去反思、寻找问题,而THUMS Version 6的推出,会让试验更为精准,也有助于提高效率。对于行业来说,倘若能让假人的拟真程度整体提升,行业的测试标准也会越来越高,从而迫使厂商在车辆、行人保护中增加研发、提升水平,作为消费者这是我们喜闻乐见的一件事。此外,对于丰田研究院来说人体模型也可能只是通往未来的一个过渡,理想状态或许是通过软件的全态模拟去分析碰撞,从而实现成本更低、效率更高的试验过程,但在此之前需要有大量数据作为支撑,THUMS可能就是获取大数据的一部分。