Amsterdam, 21 november 2011 - In het kader van een baanbrekend programma om autorijden voor jonge mensen veiliger te maken werkt Ford momenteel aan de ontwikkeling van een van de eerste digitale kinderpoppen voor gebruik bij virtuele botsproeven.

"Uit onderzoek naar de letseltrends weten we dat verkeersongelukken de voornaamste doodsoorzaak zijn bij mensen in de leeftijd van 4 tot 34," zegt dr. Stephen Rouhana, Senior Technical Leader for Safety, Ford Research and Advanced Engineering. "We willen beter begrijpen wat er zo anders is aan de letsels van in het bijzonder jonge inzittenden."

"De beveiligingssystemen die wij ontwikkelen om het aantal ernstige en dodelijke verwondingen terug te dringen zijn zeer effectief gebleken,” aldus Rouhana. “Maar er vallen nog steeds gewonden bij ongelukken. Hoe meer wij over het menselijk lichaam weten, hoe verder wij onze beveiligingssystemen kunnen verbeteren."

Het maken van een digitaal model is geen sinecure: Ford heeft maar liefst ruim 10 jaar aan het model van het menselijk lichaam gewerkt. Digitale modellen worden gebruikt voor onderzoek, niet voor het ontwikkelen van voertuigen. Ze komen niet in de plaats van testpoppen, waarmee het effect van de krachten op het menselijk lichaam wordt gemeten. Ze worden in plaats daarvan gebruikt om te achterhalen hoe letsels precies tot stand komen. Alleen op die manier kan de effectiviteit van beveiligingssystemen verder worden verhoogd.

Het digitale model bestaat uit verschillende onderdelen – hersenen, schedel, nek, ribbenkast, armen en benen, enzovoort – waarvoor uitvoerig onderzoek is verricht.

"Het maken van het model van een mens heeft veel weg van het bouwen van een model van een auto," zegt Rouhana. "Je begint met de afmetingen van het oppervlak van de verschillende onderdelen en hun inhoud – in dit geval het menselijk lichaam en de interne organen."

Aan de hand van deze gegevens, die afkomstig zijn van medische scans en uit anatomieboeken, bouwen de onderzoekers het model stukje bij beetje op en bootsen zo specifieke lichaamsgebieden na. Dat geldt ook voor de hersenen van het digitale model van een volwassene. Deze vormen een afzonderlijk onderdeel dat tot in detail het origineel weerspiegelt, met inbegrip van hersenstam, grijze massa en hersenvloeistof.

Vervolgens worden de onderdelen samengevoegd tot een virtueel lichaam, dat uitvoerig wordt gecontroleerd. Met behulp van een combinatie van wiskundige en analytische hulpmiddelen en aan medische en technische literatuur ontleende gegevens over de kenmerken van menselijk weefsel kunnen de onderzoekers vervolgens bepalen wat de gevolgen van een botsing – en de door beveiligingssystemen uitgeoefende druk – voor het menselijk lichaam zijn.

"Het lichaam van een kind is heel anders dan dat van een volwassene," zegt Rouhana. "Door het kinderlichaam digitaal na te bouwen kunnen we in de toekomst systemen ontwerpen die onze jonge inzittenden beter beschermen."

Voor zijn onderzoek op het gebied van het effect van botsingen op mensen heeft Rouhana de Award of Merit gekregen van de Association for the Advancement of Automotive Medicine. Deze prijs, de meest prestigieuze die een onderzoeker op dit gebied ten deel kan vallen, is vorige maand in Parijs aan hem uitgereikt.

Geschiedenis van de traditionele testpop
Al ruim zeventig jaar lang gebruikt Ford traditionele testpoppen om de bescherming van inzittenden te verbeteren.

De eerste testpop ter wereld werd in 1949 ontwikkeld voor de Amerikaanse luchtmacht. De pop, met de codenaam Sierra Sam, was bedoeld voor het testen van schietstoelen in straaljagers.

Medio jaren '50 begon de Amerikaanse afdeling voor onderzoek en ontwikkeling van Ford met het ontwikkelen van zijn eigen levensgetrouwe kunststof testpoppen: FERD 1 en FERD II. Deze hadden een stalen skelet en elektronische instrumenten in plaats van hersenen. De spieren werden nagebootst met harde kunststofonderdelen en voor de huid werd een zachtere soort kunststof gebruikt.

In 1971 presenteerde Ford 's werelds eerste gestandaardiseerde testpop voor de auto-industrie, de Hybrid I, later gevolgd door een gemoderniseerde versie, de Hybrid II. Het huidige model, de Hybrid III, heeft een ruggengraat bestaande uit metalen schijven, een beweegbare nek, een stalen ribbenkast, een huid van vinyl en knieën die bij botsingen precies zo reageren als menselijke knieën.

Daarnaast gebruikt Ford voor zijdelingse botsproeven speciale testpoppen. De WorldSID en EuroSID 2 bevatten meer dan 220 verschillende sensoren die de letsels en de krachten die bij botsingen vrijkomen registreren.

"De testpoppen van tegenwoordig zijn uiterst complexe apparaten," legt Jake Head, seniortechnicus carrosserie en veiligheid van Ford, uit. "Een Hybrid III kost zo'n 34.000 euro, maar met alle instrumenten kan dat oplopen tot meer dan 50.000 euro."

Bij zijn botsproeven gebruikt Ford testpoppen met de afmetingen van kinderen en volwassenen om ervoor te zorgen dat de veiligheids- en beveiligingssystemen geschikt zijn voor inzittenden van uiteenlopende maten en gewichten.

Daarnaast doet het bedrijf baanbrekend virtueel onderzoek. De technici van Ford in Duitsland en de Verenigde Staten hebben maar liefst 12.000 virtuele botsproeven met de huidige Ford Focus uitgevoerd om nieuwe technologieën te testen die zijn ontwikkeld om de inzittenden bij een botsing te beschermen. Deze virtuele simulaties zijn zo effectief dat men het aantal fysieke botsproeven aanzienlijk heeft kunnen beperken.