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迄今最安全的橄榄球头盔Vicis Zero1

发布时间: 2018-03-26 13:49:47   来源: 本站原创   浏览次数:

职业橄榄球领域,

运动损伤真是一个让人痛心和担心的话题。

触目惊心的数字

一次“超级碗”(即美国职业橄榄球大联盟NFL的年度冠军赛)级别比赛的冲撞,就可以带来将近1吨的冲击力。那是个什么概念呢?可以告诉您这跟车祸现场没多大差别呀!

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科学家在2017年7月出版的《美国医学会杂志》上发布的最新研究结果显示,在曾参与不同级别橄榄球运动的202个男性大脑样本中,177人罹患慢性创伤性脑病(CTE),占总数的87%。

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多次撞击造成CTE

而在其中的NFL球员样本中这一数字跃升至99%,111名前NFL球员只有一人没有在过世后被诊断出CTE。

球员的安全获得更多关注

NFL的激烈冲撞和极高的脑震荡风险,一直是个让人不忍直面的话题;但是,这项运动又是那么让人着迷。

如何两全?

2016年9月,NFL拿出1亿美元用于和脑震荡有关的研究。其中6000万美元用于以改善头盔设计为主的技术发展,4000万美元指定专用于医学研究。

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头盔冲撞实验

伤痕累累的橄榄球员们迫切需要一个更好的头盔,既能减少激烈碰撞对他们的损伤,又不削弱比赛的对抗程度。

毕竟橄榄球赛骨子里的基因就是要超强对抗的,没有了对抗,还有什么看头?

一个好头盔的横空出世

2017年5月,NFL在Twitter上发了一张费城老鹰队训练时的照片,照片中温茨佩戴的一新式头盔成了人们关注的焦点。

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这个头盔名为Vicis Zero1。它在2017年NFL/NFLPA头盔实验室性能测试中排名第一, 被美国《时代》杂志评选为2017 年 25 款“最佳发明”之一。

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它被视为一项具有革命性意义的运动装备,NFL历史上最安全的头盔。全美橄榄球联盟的许多球员都戴上了这款头盔。

诞生在餐巾纸上的好主意

Vicis Zero1的发明人山姆•布劳德(Sam Browd)是一名儿科神经外科医生。2013年,山姆•布劳德开始思考,如果用柔性聚合物来制造头盔的外壳,是不是就可以像汽车保险杠那样,减少突然碰撞时的力量。

他把原型画在了餐巾纸上,然后带着它到华盛顿大学寻求合作和帮助,随后创立了Vicis公司。Vicis公司从创立伊始就将研发出一款能至少减少50%震荡损伤的头盔列为了首要任务。

Vicsis Zero1到底好在哪里?

要回答这个问题,我们先来扒一扒一直以来橄榄球运动员配备的头盔是啥样。

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从上图橄榄球头盔在材料和结构上的进化可以看出,现代的头盔更注重材质的稳定性、抗撞击、减少球员脑震荡的危险,且致力于最大可能的减少对脑部的冲击。

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ProTech材质头盔(左)及现代头盔基本构造(右)

那么,Vicis Zero1又采用了怎样的创新技术呢?

首先,从华盛顿大学于2013年11月5日提交美国临时申请、并于2014年11月5日提交的PCT国际申请(WO2015069500A2)中,我们看到Vicis Zero1的雏形。

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该文件公开了头盔的内层105和外层103之间包括多个能够响应头盔上的外部入射力而发生非线性变形的丝,以提高头盔的安全性。

接下来,技术华盛顿大学于2015年3月23日再次提交一份美国临时申请,并于2016年3月23日提交了PCT国际申请(WO2016154364A1)。

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其中展示了现在Vicis Zero1的最终设计图。

  • 最外层802具有一定弹性,类似汽车的保险杠;

  • 第二层803是头盔的核心,里面布满了数百个带有弹性的支柱(由之前专利申请中的“丝”改进而来)

  • 第三层804是带有防水涂层的记忆海绵;

  • 最接近头部上方一层805选用了硬塑料材质用来保护头骨。

该专利申请揭示了与以往NFL橄榄球运动头盔的最大不同,即在坚韧的外层之下,Vicis Zero1采用了“反射层”的设计(上述专利申请中的“弹性支柱”)。

发生撞击时,反射层中几十个柱子会弯曲、压缩和移动,由此增加缓冲时间,减少加速度,从而有助于吸收大部分的外来力量。

迄今最安全的橄榄球头盔Vicis Zero1

无论从哪个角度,“反射层”都可以起到缓冲的作用,这正是Vicis Zero1能够脱颖而出的最关键技术点。

这一设计能让运动员受到的冲击力度最多减少50%,将脑震荡的可能性降低40%。

除了特殊的内部结构之外,Vicis Zero1在制作头盔内部护件时,采用了量“头”定制的方法。

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设计师们运用特殊的标尺,对运动员头部进行不同维度的精确测量,以此定制并安装适合的头盔内部护件,例如,衬垫、下巴带等。

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将内部防护件按照头盔内的固定点进行固定后,设计师还要根据运动员的试戴效果来不断调整位置,最后安装面罩,一个匠心打造头盔才算定制完成。

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写在最后

独特的专利设计,定制化的打造及更高的安全性,使得Vicis Zero1成为市场上最受欢迎的头盔。

不得不承认的是,Vicis Zero1并不能减去所有的外力冲击,也不可能完全避免脑震荡,其防护能力仍需更多研究数据支撑,产品也需要进一步改进来确保运动员脑部足够安全。

让我们共同期待下一次高科技带来的头盔变革吧!

本文作者: 审协北京中心机械部  李娟

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