碰撞假人谁发明的（的女性碰撞假人）

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其实，女性身体不是男性身体的缩小版。

每一辆汽车在出厂之前，通常要经过一系列碰撞测试，来验证设计的安全性。其中一些测试，需要有碰撞假人的参与，来模拟乘车人在各种事故中遭受的冲击有多严重，数据达标方可出厂。

在如今的人们眼中，这些步骤早已是理所当然的存在。但在19世纪后期和20世纪早期，车厂在设计汽车时，很少将安全系数放在很高的优先级。直到上世纪30-40年代，车祸死亡人数不断飙升，更多的人开始注意到汽车的安全系数，碰撞测试也应运而生。

起初，有些车厂只是让没有人乘坐的车撞向坚硬的障碍物。后来，人类尸体和动物也都参与过不少汽车碰撞实验，不过从1950年代起，碰撞测试假人慢慢成为了科学家更青睐的选择。

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比如，加州大学交通与交通工程研究所的科学家在测试安全带的作用时，会严格控制每次碰撞测试的条件，让实验车辆按照他们预设的轨道行进，载着假人司机到达指定的碰撞位置，与此同时车载的设备会记录下重要的数据供科学家分析。

就是在这样的实验中，研究者发现在特定碰撞发生时，假人司机系与不系安全带，会在很大程度上决定它被甩出车外的可能性。最终，各国陆续制定了相关法规，要求当地的所有汽车都必须配备安全带。

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当然，这并不意味着碰撞假人的服役生涯来到终点。随着时间推移，碰撞假人对人体结构的模拟越来越精细，它们携带的传感器也在一次一次碰撞中，不断显示出乘车人与车身发生的相互作用。多年以来，车辆对乘车人的保护程度有了很大的进展，我们今天乘坐的汽车已经比碰撞假人刚刚出现时的汽车安全了许多。

不过，直到如今各国法规要求在汽车碰撞测试中使用的假人，常常只有平均成年男性（50th percentile adult female）假人，而没有纳入代表平均成年女性的假人。鉴于男女身体结构有明显差异，现有的车辆对女性乘车人的保护总是受到怀疑。

2022年，世界上第一个代表平均女性的碰撞测试假人在瑞典诞生了。

性别差异有多大

2013年，NHTSA发布的一项研究显示，遭遇车祸时，女性的死亡风险与同龄男性相比，平均高出17%左右。

假如抛开生与死的二分法，简明损伤定级标准（abbreviated injury scale, AIS）将人体各部位受损的程度分成了轻度（AIS 1）、中度（AIS 2）、较重（AIS 3）、重度（AIS 4）、危重（AIS 5）和极重（AIS 6）六个等级。2019年，弗吉尼亚大学的研究者发现，在两车迎面相撞的车祸中，女性受到较重以上（AIS 3 ）损伤的概率，比男性高73%。

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除此之外，还有一些看似不太严重的车祸，却也可能给人体带来永久损伤。例如，在两车追尾的时候，来自后方的撞击，常常会让受害者的脖子快速地前后移动——就像挥动鞭子一样，所以这类动作造成的颈部损伤又叫挥鞭伤（whiplash injury）。

据估计，美国一年新增的挥鞭伤病例约有300万，是最常被理赔的一种人身伤害。在挥鞭伤的患者里，不少人受伤几个月甚至多年以后，颈部的疼痛依然没有消散。而根据过往的一些研究，女性在追尾事故中遭受挥鞭伤的可能性大约是男性的两倍。

这些伤害发生的概率和不同型号的汽车有关，和不同的座位有关，也和座椅设计有关。从1970年代至今，模仿人体结构制成的假人们，携带着各种传感器，历经无数次碰撞实验，正是为了检验汽车设计的安全性，降低司机和乘客受伤的风险。

不过，在安全性测试中服役的假人，多是以男性身体为样本设计的。例如，美国NHTSA使用的碰撞测试假人Hybrid III在1976年诞生，在身高、体重和身材比例等等方面，模拟的是第50个百分位的成年男性。Hybrid III站直的时候有5英尺9英寸（相当于175厘米）高，也就是说当时美国的成年男子大概有一半比它矮，一半比它高。

虽然，2003年NHTSA让一个女性假人（Hybrid III 5F）也加入了正面碰撞测试，但这个假人并没有模拟成年女性的平均身材，它更像第5个百分位的成年女性：身高仅4英尺11英寸（或150厘米），大致相当于12岁左右的孩童，美国成年女子中只有约5%比它矮。

Hybrid III假人一家，后排右为身高150厘米的女性假人（图片来源：Wikimedia Commons）

不同的身高，的确会改变乘车人对碰撞的反应。但除了身高之外，还有别的因素会削弱这个女性假人的说服力。毕竟，它是由男性假人Hybrid III等比例缩小得来，不曾按照女性身体各个部位的比例进行调整，也没有考虑到女性的骨密度和肌肉强度与男性不同、关节更加容易受伤等等。

在很长一段时间里，这个假人不光被用来模拟成年女性，有时也“兼职”模拟车祸中的儿童。而直到现在，作为世界上的权威碰撞测试机构之一，NHTSA仍然没有引入更能代表普通女性身体的假人。许多国家的法规也没有强制车厂在安全测试当中，用到以女性身体建模的假人。

对车厂来说，若不影响自家产品的安全评级，可能就不会急迫地想要用上更科学的碰撞假人。但对一些研究者而言，知道了女性与男性身体在碰撞事故中的反应不同、女性在同等程度的车祸中伤亡风险更大，他们就有充足的动机去制造新的假人，用来评估女性身体在车祸中遭受的冲击。

第一个女性碰撞假人

2012年，瑞典国家道路交通研究所的科学家们，开发出了一种更贴近平均女性的碰撞假人虚拟模型，并取名EvaRID——Eva就是夏娃，代表“第一个女性”，而RID代表这是用于追尾测试的假人（rear impact dummy）模型。

EvaRID的身材，是按照成年女性的平均数据设计的，身高161.8厘米，体重62.3公斤。虽然是在男性假人BioRID II基础上修改出的女性模型，但并非等比例缩小，它的头部、上半身、骨盆、四肢等等部位的比例都经过调整，变得更符合普通女性的情况。

除此之外，科学家还根据前人研究中男女颈部肌肉力量的差异，将BioRID颈部和脊柱组件的刚度和阻尼性能降低到了70%，以便更好地模拟追尾事故给女性造成的挥鞭伤。这个模型发布之后，许多研究者都可以在电脑上模拟车祸中的普通女性（和普通男性）受到的伤害。

右为EvaRID女性虚拟模型，左为BioRID男性假人的虚拟模型（图片来源：TEDx）

当然，虚拟假人无法代替现实中的假人完成碰撞测试。后来，参与EvaRID模型开发的阿斯特丽德·林德（Astrid Linder）博士，和她的团队，开始制造“真正”的女性碰撞假人了。

去年10月，这支团队发表了世界上第一个能代表平均女性的碰撞测试假人，代号SET 50F。这个身高166厘米，体重62公斤的假人，同样是基于男性假人BioRID改造而来，按照女性的身体结构调整过，比如定制了更宽、更圆的骨盆，降低了关节的刚度等等。

除此之外，SET 50F和它的男性假人伙伴SET 50M，都拥有比从前的碰撞假人更加柔软的聚氨酯身体，能与灵活的脊柱相互作用，这样便可以更好地展现碰撞事故中人体与座椅的互动——SET正是座椅评估工具（Seat Evaluation Tool）的简称。

假人胸椎与腰椎的运动（图片来源：Goto 10 via YouTube）

这些假人的主要用途，依然是模拟（严重程度比较低的）追尾事故对受害者造成的损伤，时速在24公里以内。安装在头部、颈部、胸部和骨盆的四组传感器，都是陀螺仪与三轴加速度计结合的设备，让科学家可以同时读取运动数据和旋转数据。

假人制造完成之后，研究者利用它们进行了追尾碰撞实验。测试之中，最让科学家关心的还是颈部的挥鞭伤。林德博士说，他们需要观察的是头部与躯干的相对运动，如果坐在比较理想的座椅上，头部和躯干就更容易待在一条线上，不会有太多的相对运动。

遭遇低速后部碰撞时，假人与座椅的相互作用（图片来源：Goto 10 via YouTube）

而团队在对不同的座椅进行测试时，确实发现有些座椅比另一些座椅更安全，而且男性假人和女性假人对座椅的反应也有明显不同。

至于新的女性假人在碰撞中的表现是否与真人相似，科学家用15公里时速的后部撞击测试了女性假人和女性志愿者的反应，结果发现假人和志愿者的头部运动数据比较接近，而假人的颈部运动幅度比真人要小一些——这也是研究者们需要努力改善的部分。

左为头部运动，右为颈部运动。实线代表女性假人，虚线代表男性假人

这个研究项目是由欧盟委员会资助完成的。但研发出代表平均女性的碰撞假人，并不代表欧盟或任何其他地区的监管机构，会随之修改车辆安全测试的相关要求，在碰撞测试中纳入这样的女性模型。在此之前，人们还有很长一段路要走。

另外，即便女性碰撞假人加入了安全测试套餐，也未必能完全解决女性在车祸中更容易伤亡的问题。对此，另一家权威碰撞测试机构美国公路安全保险协会（IIHS）表示，交通事故是十分复杂的状况，人们受到的伤害与车型和碰撞类型都有关系，而碰撞假人也会有局限性，光靠性别、身高、体重之类的因素可能不足以精确模拟现实中的情况。

不过，第一个“真正”的女性碰撞假人的诞生，终究是重要的一步。而除了平均女性之外，代表不同年龄的儿童或其他人群的碰撞假人，也都有可能为乘车出行的人们创造更加安全的环境。

撰文：栗子 审校 | clefable

封面来源：Unsplash

原论文：

https://www.diva-portal.org/smash/record.jsf?dswid=-7725&pid=diva2:1709745

参考资料：

https://www.youtube.com/watch?v=18TJoq6yuKs&t

https://www.bbc.com/news/technology-62877930

https://www.npr.org/2022/11/01/1133375223/the-first-female-crash-test-dummy-has-only-now-arrived

https://www.smithsonianmag.com/smart-news/the-first-female-crash-dummy-has-arrived-180981072/

http://vti.diva-portal.org/smash/record.jsf?pid=diva2:1375542&dswid=-4288

https://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/15389588.2014.885647

https://magazine.northeast.aaa.com/daily/life/cars-trucks/auto-history/the-history-of-crash-test-dummies/

https://www.tandfonline.com/doi/pdf/10.1080/15389588.2019.1630825?needAccess=true

https://crashstats.nhtsa.dot.gov/Api/Public/ViewPublication/811766

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