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Dec 24, 2023

이미지 크레디트 : Dreamstime

By E&T 편집진

게시일: 2023년 6월 9일 금요일

스탠포드 대학 과학자들이 머리에 가해지는 충격을 1/3로 줄일 수 있는 액체 충격 흡수 장치가 포함된 미식축구 선수용 헬멧을 개발했습니다.

미식축구와 같은 게임은 개인에게 장기적으로 치명적인 결과를 가져올 수 있는 부상 위험이 특히 높습니다.

이번 연구의 주요 저자이자 스탠포드 대학의 박사과정 학생인 Nicholas Cecchi는 다음과 같이 말했습니다: "뇌진탕과 반복적인 머리 충격은 접촉 스포츠에서 여전히 주요 문제이며 우리는 개선된 헬멧 기술이 뇌 위험을 줄이는 데 중요한 역할을 할 수 있다고 믿습니다. 부상."

팀은 21개의 액체 충격 흡수 장치가 통합된 미식축구 헬멧의 제조 전에 성능을 시뮬레이션하기 위해 엔지니어가 사용하는 유한 요소 모델을 구축했습니다.

이 헬멧은 NFL(National Football League)에서 사용하는 헬멧 성능 평가 프로토콜의 시뮬레이션에 대해 테스트되었으며 기존 헬멧 4개와 성능을 비교했습니다.

진단된 뇌진탕을 일으키지 않는 충격의 누적 효과가 건강에 심각한 영향을 미칠 수 있다는 증거가 늘어나면서 팀은 헬멧 평가에 더 낮은 속도 충격을 추가했습니다.

그들은 각 충격에 대한 머리 운동학을 측정하여 충격 시 헬멧 성능을 평가하는 데 사용되는 점수를 생성했습니다. 또한 데이터는 머리와 뇌 모델에 입력되어 뇌에 가해지는 부담을 측정했습니다.

결과는 액체 충격 흡수 장치가 장착된 헬멧이 충격의 심각도와 머리 충격으로 인한 뇌의 부담을 극적으로 줄여 잠재적으로 부상을 크게 줄일 수 있음을 보여주었습니다.

액체 충격 흡수 장치가 장착된 헬멧은 기존 헬멧 모델보다 더 나은 성능을 발휘했으며 테스트된 36가지 충격 조건 중 33가지에서 더미 머리 보호 성능이 가장 뛰어났습니다.

액체 헬멧은 또한 NFL의 연간 헬멧 안전 순위에 사용되는 척도인 '헬멧 성능 점수'가 가장 높았습니다. 여기에는 헬멧이 머리의 다양한 부위의 충격으로부터 얼마나 잘 보호되는지에 대한 가중치가 포함됩니다.

가장 가중치가 높은 위치는 헬멧의 '측면 상단' 부분입니다. 여기에 충격이 가해지면 뇌진탕이 발생할 가능성이 가장 높기 때문입니다. 액체 충격 흡수 장치가 장착된 헬멧은 헬멧의 다른 부분에 대한 보호 기능을 저하시키지 않으면서 모든 속도에서 이 부분의 충격을 39~50% 줄였습니다.

해당 저자인 Yuzhe Liu 박사는 "액체 기술은 저속 및 고속 모두에서 평균 30% 이상의 개선을 제공했습니다."라고 말했습니다. "모든 종류의 미식축구 경기에서 경험하는 뇌의 부하를 극적으로 줄일 수 있습니다."

팀은 안면 마스크와 턱끈에 개선 사항을 통합하는 등 선수를 더 잘 보호하기 위해 모델을 크게 개발할 계획입니다. 또한 이 모델을 실제 조건에서 테스트할 수 있는 물리적 헬멧으로 개발하고 향후 다른 스포츠에도 유사한 헬멧을 생산할 계획입니다.

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