3 шлема следующего поколения, которые могут предотвратить сотрясения мозга в НФЛ
На протяжении десятилетий внешний вид футбольных шлемов практически не менялся. Однако технологии внутри них постоянно совершенствуются, чтобы сделать игру более безопасной для спортсменов. После того, как стала ясной связь между хронической травматической энцефалопатией (ХТЭ) и футбольными травмами головы, НФЛ обратила внимание на дизайн шлемов.
В 2019 году НФЛ запустила Helmet Challenge , в рамках которой гранты будут присуждаться новаторам, разработавшим шлемы, которые превосходят нынешние шлемы в защите игроков от травм головы. Первые прототипы были представлены в июле 2021 года, и лига провела несколько месяцев, подвергая их различным нарушениям в лаборатории, чтобы посмотреть, как они выдержат.
Только в 2021 году между предсезонкой и регулярным сезоном в НФЛ было 187 сотрясений мозга. Но три победителя Helmet Challenge надеются это изменить. Kollide, Impressio и Xenith получили гранты за свои инновационные шлемы, в которых сложные технологии сочетаются с элегантным дизайном и акцентом на удобстве игрока. Вот краткое изложение каждого:
Гиперперсонализированная защита головы от Kollide
Компания Kollide из Монреаля разработала свой прототип полностью с нуля, не имея опыта производства футбольных шлемов.
Kollide — это консорциум из четырех разных компаний, объединившихся перед конкурсом. «Купол» специализируется на 3D-печати. Numalogics работала над виртуальными испытаниями, изначально имитируя медицинские имплантаты в теле. ShapeShift предоставила программное обеспечение, которое настроило продукт так, чтобы он идеально подходил игрокам, с помощью 3D-сканирования. Tactix была компанией промышленного дизайна, которая ранее работала над спортивным инвентарем. Четыре компании работали вместе с исследователями Эриком Вагнаком и Иваном Пети из Высшей школы технологий.
«Объединив наши четыре компании, мы увидели, что есть потенциал для разработки структур, которые улучшат защиту спортсменов», — сказал Франк Ле Наво, координатор исследований Kollide, который присоединился к команде в составе Numalogics.
Ле Наво был профессиональным боксером до своей карьеры инженера-медика, поэтому он не понаслышке знал о важности защиты спортсменов от сотрясений мозга.
«Я знаю, что такое сотрясение мозга, — сказал Ле Наво. «Я не очень увлекаюсь футболом — я из Франции, у нас есть регби — но я действительно отношусь к защите спортсменов, и на личном уровне я согласился на проект».
Подход Коллиде заключался в том, чтобы рассматривать шлем как медицинское устройство. Подкладка шлема состоит из 95 подушечек , напечатанных на 3D-принтере в сетчатой структуре. Подушечки также имеют сетчатую внутреннюю часть, которая поглощает и перенаправляет энергию ударов. Каждая область шлема оптимизирована для наиболее вероятного типа удара, и Коллайд может использовать 3D-сканирование, чтобы подогнать подкладку под голову игрока.
При разработке шлема Коллайд провел симуляции, которые фактически протестировали различные конструкции. Испытания прошли быстро и избавили от необходимости создавать несколько прототипов, что позволило сократить расходы. Это сыграло важную роль во время COVID-19, когда команда занималась проблемами социального дистанцирования и задержек в цепочке поставок.
При тестировании шлема Коллиде встретился с игроками Канадской футбольной лиги, чтобы получить отзывы о его конструкции.
«Кутюр НФЛ весьма специфичен, — заметил Ле Наво. «Есть наследие. [Люди] знают, как должен выглядеть футболист, и склонны следовать этому стилю».
НФЛ присудила Коллиде 550 000 долларов, что является самой большой суммой из всех трех компаний, участвовавших в конкурсе.
Спасающие дыню молекулярные кристаллы Impressio
Impressio, стартап из Денвера, получил от НФЛ 454 000 долларов за свою работу по использованию жидкокристаллических эластомеров в шлемах для предотвращения сотрясений мозга.
Жидкокристаллические эластомеры образуют эластичный материал, который поглощает и рассеивает энергию. Эластомеры имитируют ткани в организме, такие как хрящи или мышцы. Первоначально компания Impressio сосредоточилась на медицинском применении эластомеров, применяя их внутрь тела для рассеивания ударов или ударов по суставам.
Крис Якаки, соучредитель компании, также является адъюнкт-профессором факультета машиностроения Университета Колорадо в Денвере и много лет работал с жидкокристаллическими эластомерами.
«У нас есть отличный рассеиватель ударов и ударов», — сказал Якацки в видео НФЛ . «Почему бы нам не попробовать использовать его для защиты головы?»
Внешняя оболочка шлема Impressio выглядит обычной, но внутри технология защищает игроков от сотрясений мозга. Внутренняя часть покрыта напечатанной на 3D-принтере решетчатой структурой, состоящей из колонн с жидкокристаллическими эластомерами внутри, так что в случае удара колонны изгибаются, а эластомеры поглощают энергию.
«У нас есть очень мягкий, очень удобный материал, который может прилегать к вашей голове», — сказал Якацки в интервью Denver Channel . «Но при ударе все эти маленькие молекулярные кристаллы будут вращаться, избавляясь от энергии и ослабляя те ускорения, которые испытывает владелец».
Стек безопасности Xenith переменной жесткости
Компания Xenith из Детройта, получившая 496 500 долларов в конкурсе Helmet Challenge, была единственной из трех компаний, ранее производивших футбольные шлемы. Xenith координировала разработку с RHEON Labs в Лондоне, BASF 3DP Solutions в Германии и Университетом Ватерлоо в Канаде.
У Xenith уже были давние отношения с НФЛ, и в раздевалках они спрашивали игроков, что они ценят в шлеме. Многие спортсмены заявили, что хотели бы улучшить свою физическую форму. Компания также изучила отзывы об их партнерских отношениях с университетами D1 и D2, а также футбольными командами старших классов.
«По сути, мы хотим сделать шлем, который можно было бы носить на поле на любом уровне игры», — сказал Рон Джадишке, главный инженер Xenith.
Шлем Xenith Shadow XR, который Xenith в настоящее время использует на поле боя, стал платформой для создания прототипа для Helmet Challenge.
Xenith подошла к шлему на системном уровне, объяснил Ядишке Digital Trends, «не рассматривая только один компонент, а создавая набор компонентов, которые делают его самым эффективным шлемом».
Шлем состоит из оболочки переменной жесткости, решетчатого вкладыша, напечатанного на 3D-принтере в сотрудничестве с BASF, геометрических структур управления энергией RHEON и вставок из пены Kinetix.
Технология RHEON, которая находится между комфортной подкладкой и оболочкой, является основным компонентом шлема, защищающим игроков от ударов. Материал сделан из реактивных полимеров, которые ведут себя по-разному в зависимости от типа удара — при низкой скорости он мягкий и гибкий. Для более высокоскоростных ударов материал укрепляется.
Xenith также работала над тем, чтобы сделать свои шлемы настраиваемыми, чтобы они подходили для головы любой формы и размера.
«Наша цель — создать максимально эффективный шлем, основанный на инновациях и исследованиях, на поле боя», — сказал Ядишке.