Stojantiesiems

Traumos biomechanikos profesorius iš Šveicarijos atskleidė, kaip gali atrodyti ateities automobiliai

Spalio 16, 2018

Šveicarijos federalinio technologijos instituto (ETH Zurich) profesorius dr. Kai-Uwe Schmittas šiais metais Vilniaus Gedimino technikos universitete (VGTU) viešėjo ir paskaitas apie traumos biomechaniką skaitė jau ketvirtą kartą. Traumos biomechanika yra mokslinių tyrimų sritis, kuri nagrinėja įvairių sužeidimų biomechaniką, t. y. kokie mechanizmai ir priežastys lemia vienokią ar kitokią traumą. 

Pokalbyje apie transporto priemonių saugumo naujoves profesorius iš Šveicarijos atskleidė, kaip laikui bėgant keitėsi keliuose patiriamos traumos, kokios pagrindinės saugaus transporto problemos sprendžiamos šiuo metu ir kaip gali atrodyti ateities automobiliai.

Prieš 3 metus viešėdamas VGTU sakėte, kad net pačios moderniausios technologijos nepadės apsisaugoti nuo nelaimių ir traumų naudojantis transportu, jei patys nesisaugosime. Ar per tą laiką kas nors pasikeitė? 

Galima pastebėti, kad žmonės dabar yra daug labiau linkę rūpintis savo saugumu. Jiems svarbu žinoti, kad jų gyvybe ir sveikata yra pasirūpinta, dėl to naudodamiesi transporto priemonėmis jie linkę skirti daugiau dėmesio saugumui užtikrinti. Taip yra tiek kalbant apie automobilių vairuotojus, keleivius, tiek apie kitų transporto priemonių naudotojus, todėl net ir rinkdamiesi alternatyvas jie dažniau linkę dėvėti šalmus, apsaugas, šviesą atspindinčius rūbus. 

Viešėdamas Lietuvoje taip pat pastebėjau, kad žmonės čia aktyviai nešioja atšvaitus. Tai nėra įprasta praktika Šveicarijoje, nors ir stengiamasi šį įprotį išugdyti. Turime ne vieną kampaniją, skirtą pėsčiųjų matomumui kelyje gerinti, kurios skatina nešiotis atšvaitus ir dėvėti šviesą atsispindinčius rūbus, bet dar negalime pasigirti puikiais rezultatais. O vaikštant Lietuvos gatvėmis atrodo, kad visi dėvi ar turi su savimi ką nors atspindinčio šviesą. Tai maži dalykai, bet tikrai veikia. 

Kaip per šį laiką pasikeitė transporto priemonių saugumo sistemos?

Galima išskirti vis labiau taikomą aktyvų saugumą (angl. active safety), kai transporto priemonė kameromis ir jutikliais pati stebi aplinką, reaguoja į situacijas ir įspėja vairuotoją, padėdama išvengti pavojingų situacijų. 

Svarbu išskirti ir faktą, kad daugelio šalių statistika rodo, jog automobilių avarijų, pasibaigiančių vairuotojų ar keleivių mirtimis, sparčiai mažėja. Dėl šios priežasties dėmesys vis labiau krypsta į pėsčiuosius, dviratininkus, motociklininkus, motorolerių vairuotojus, elektrinių transporto priemonių naudotojus – tuos, kuriuos galima vadinti lengviau pažeidžiamais eismo dalyviais. Todėl jiems dabar kuriami naujoviški šalmai, apsaugos, pavyzdžiui, rinkoje jau galima rasti motociklininkams pritaikytus švarkus su juose įtaisytomis oro pagalvėmis. 

Gal pastebite, kad kaip nors pasikeitė patiriamų traumų pobūdis? 

Laikui bėgant patiriamos traumos labai keitėsi. Į gatves išriedėjus pirmiesiems automobiliams, sužeidimai avarijų metu dažniausiai būdavo mirtini – vairuotojai ir keleiviai patirdavo sunkias galvos ir krūtinės traumas. O štai šiuo metu mes dirbame, pavyzdžiui, analizuodami kojų traumas. Tai nėra gyvybei pavojingas sužeidimas, bet jis labai prisideda prie gyvenimo kokybės užtikrinimo. Šis pavyzdys rodo, kad dabar dėmesys skiriamas kitokio pobūdžio traumoms. Kai dabar automobiliuose visos kitos saugos sistemos yra taip stipriai pažengusios, kad vairuotojai ir keleiviai avarijos atveju turi didelę tikimybę išgyventi, kuriamos net oro pagalvės, skirtos apsaugoti kojas. Tad pokytis laikui bėgant yra akivaizdus – anksčiau niekam nerūpėjo pėdos trauma, nes buvo svarbiau apskritai išgyventi. 

Daug kalbama apie autonominius automobilius. Ar jie saugesni vairuotojui, kitam eismo dalyviui?

Kol kas gana sunku daryti išvadas apie jų saugumą, nes turime dar mažai patirties su šiais automobiliais. Žvelgiant į autonominių automobilių vidų, galime pastebėti, kad kol kas jie vis dar atrodo labai panašūs į įprastus automobilius. Tačiau ateityje autonominių automobilių interjeras turėtų visiškai pasikeisti. Pavyzdžiui, jei nebelieka vairuotojo, gal galima apsukti jo sėdynę ir taip turėti 4 žmonių grupę, sėdinčią kartu? Nebelieka tikslo sėdėti vienam už kito, kaip kad įprasta šiandien. Tokiu atveju mums vėl teks iš naujo permąstyti saugumo sistemas. Kol kas net autonominėse mašinose žmonės sėdi taip pat, kaip įprastose, todėl turi veikiančius saugos diržus ir oro pagalves. Jei sėdynės pasisuks – oro pagalvės praras prasmę. 

Kalbant apie kitus eismo dalyvius, autonominių automobilių gamintojai dabar aktyviai pasitelkia kameras, jutiklius, kad būtų galima užfiksuoti viską, kas vyksta aplink automobilį, ir taip reaguoti į situacijas, pavyzdžiui, jei pėsčiasis kerta gatvę ar netoliese yra dviratininkas. Tad pagrindinis tikslas yra užtikrinti, kad autonominiai automobiliai būtų saugūs žmonėms: ir esantiems viduje, ir aplink. 

Kokios pagrindinės saugaus transporto problemos sprendžiamos šiuo metu? 

Kadangi vis labiau populiarėja elektrinės transporto priemonės – riedžiai, paspirtukai, dviračiai ar kt., dabar aktyviai atliekami tyrimai siekiant nustatyti, ar tokios priemonės gali būti naudojamos gatvėse ir kaip apsaugoti jais važiuojančius žmones. Pavyzdžiui, Šveicarijoje riedžiais važinėti viešose vietose yra uždrausta, nes nėra oficialiai įteisintų taisyklių, atskiros juostos elektrinėms transporto priemonėms. Kyla natūralus klausimas, kur jos turi važiuoti: šaligatviais ar dviračių takais? O gal gatvėje kartu su automobiliais? Gal jie turėtų gauti savo atskiras eismo juostas, bet kaip tada padalyti jau ir taip labai ribotą erdvę?

Šveicarijos parlamentas mano, kad riedžiai turėtų būti leidžiami, nes jie tausoja aplinką, skatina žmonių judėjimą. Šiuo metu atliekame daugybę tyrimų, bandymų. Didžiausias sunkumas, su kuriuo susiduriame, yra duomenų ir statistikos trūkumas, kadangi ši transporto priemonė dar labai nauja. Dėl to eksperimentus turi atlikti savanoriai, o mes vertiname, kaip tai sudėtinga, pavojinga, bandome nustatyti, ar reikalingi papildomi saugos elementai.

***
Dr. Kai-Uwe Schmittas VGTU Mechanikos fakulteto Biomechanikos inžinerijos katedros vedėjo doc. dr. Juliaus Griškevičiaus kvietimu Lietuvoje viešėjo jau keturis kartus. Jis yra Ciuricho universiteto ir Federalinio politechnikos instituto profesorius, Tarptautinės sužeidimų biomechanikos tarybos sekretorius (IRCOBI), Šveicarijos Vyriausybės federalinio kelių biuro konsultantas, Nelaimingų atsitikimų mechanikos darbo grupės (AGU Zurich) partneris, valdybos narys ir vyriausias tyrėjas, pasauliniu lygiu pripažintas mokslininkas, gavęs daugybę apdovanojimų už savo mokslinį darbą automobilių transporto saugumo srityje, dalyvavęs ir vadovavęs dešimtims įvairių mokslo projektų, kurie susiję su žmonių saugaus transportavimo įvairiomis transporto priemonėmis tyrimais ir problemų sprendimais taikant šiuolaikinius biomechanikos mokslo metodus.
 

Galerija

Panašios naujienos

Nauja daktaro disertacija
Nauja daktaro disertacija
VILNIUS TECH didžiuojasi savo doktorantų disertacijomis, todėl VILNIUS TECH Biblioteka kviečia sekti skelbiamas naujas apgintas disertacijas. Šiandien pristatoma disertacija  „Pluoštais armuotų polimerų ekstruzijos sukeltų deformacijų analizė ir modeliavimas“ („Analysis and modeling of deformations induced by the extrusion of fiber-reinforced polymers“), kurią parengė doktorantas Mahmoud Samy Mahmoud Mohammed Farh. Disertacija rengta 2021–2026 metais Vilniaus Gedimino technikos universitete, vadovas – prof. dr. Viktor Gribniak. Disertacija ginama viešame Medžiagų inžinerijos mokslo krypties disertacijos gynimo tarybos posėdyje 2026 m. birželio 10 d. 14 val. Vilniaus Gedimino technikos universiteto Aula Doctoralis posėdžių salėje. Polimerų 3D spausdinimas sudaro galimybę pritaikyti gamybą sudėtingos geometrijos objektams. Vis dėlto jų konstrukcinį pritaikymą riboja spausdintos medžiagos anizotropinės mechaninės savybės, gamybos metu susidarantys mikrostruktūros defektai ir liekamieji įtempiai, sukeliantys matmenų netikslumus bei formos iškraipymus. Šioje disertacijoje tiriamos 3D spausdintos polilaktido (PLA) medžiagos: grynasis ir dalinai perdirbtas PLA, ištisine aramido gija ir trumpais plaušais armuoti kompozitai. Tyrimo tikslas – sukurti kombinuotą eksperimentinę ir skaitmeninę metodiką, leidžiančią įvertinti armavimo efektyvumą ir numatyti gamybos metu atsirandančias liekamąsias deformacijas. Tyrimo objektas apima spausdintų PLA kompozitų termomechanines ir viskoelastines savybes bei terminio virsmo parametrai. Tyrimų metodika apima tempimo ir lenkimo bandymus, termomechaninių savybių tyrimus, skenuojančiąją elektroninę mikroskopiją ir baigtinių elementų modeliavimą. Sukurta ištisine aramido armuoto polilaktido gija pritaikyta 3D spausdinimo technologijai padidino tempiamųjų bandinių laikomąją galią 67 %, tačiau armavimo efektyvumą ribojo gijos išdėstymo netiesiškumas, sukibimo defektai ir įtempimo trūkumas 3D spausdinimo metu. Trumpais plaušais armuoti polimero kompozitai pasižymėjo skirtingu plaušų poveikiu: anglies plaušai didino kompozito standumą, o medienos plaušai – kristalizavimo laipsnį, standumą ties stiklinimo temperatūra, tąsumą ir matmenų pastovumą. Lyginant su grynuoju PLA, medienos plaušai sumažino bandinio kraštų išlinkį 43 %, o anglies plaušai – 14 %. Sukurtas kombinuotas baigtinių elementų modelis, kuriame termomechaninio uždavinio sprendimas pažingsniui atkuria 3D spausdinimo, aušinimo ir pačio objekto atskyrimo nuo gamybos platformos etapus. Gauti liekamųjų įtempių ir deformacijų pasiskirstymo laukai eksportuojami į mechaninį modelį. ABAQUS modeliavimo aplinkoje grynojo PLA išlinkis apskaičiuotas su 8,2–10,6 % vidutine paklaida, o Digimat aplinkoje sudarytas modelis nustato trumpais plaušais armuotų kompozitų deformacijas su 14,3–17,9 % paklaida. Toks modeliavimas trumpais plaušais armuotiems kompozitams atliktas pirmą kartą. Disertaciją sudaro įvadas, trys pagrindiniai skyriai, bendrosios išvados ir literatūros sąrašas. Pirmajame skyriuje pateikta 3D spausdinimo armuoto polimero kompozitų literatūros apžvalga, aptariant medžiagų sandarą, armavimo ir modeliavimo būdus. Antrajame skyriuje aprašytos pasirinktos medžiagos, bandymo programa ir skaitinio modeliavimo principai. Trečiajame skyriuje pateikti bandymų ir modeliavimo rezultatai. Bendrosiose išvadose pateikti svarbiausi darbo rezultatai. Disertacijos tyrimo pagrindu paskelbtos keturios mokslinės publikacijos, iš kurių trys straipsniai – Web of Science žurnaluose su citavimo rodikliais, ir keturi pranešimai pristatyti mokslinėse konferencijose. Mokslo darbą galite rasti VILNIUS TECH Virtualiojoje bibliotekoje.
Plačiau