受啄木鸟启发而设计的头盔可防止足球运动员发生脑震荡

受啄木鸟启发而设计的头盔可防止足球运动员发生脑震荡
贝托·加西亚 (Berto Garcia),德克萨斯理工大学供图

高中橄榄球运动员的处境并不轻松。2013 年的一份报告指出,高中橄榄球运动员遭受脑震荡的几率是大学生球员的两倍,而且这些伤害往往没有被报告,主要是因为高中生更愿意打完整场比赛。

贝托·加西亚在高中踢足球时遭遇过脑震荡,医生告诉他不能再踢球了。作为一名电子专家,加西亚决定想出一个解决方案。

“当我开始这个项目时,我才 15 岁,还是一名高中二年级学生——我知道我需要什么材料,但还不知道如何建造它或对它进行编码,”加西亚说。

他开始研究那些每天头部受到撞击但不会受伤的动物,比如公羊和啄木鸟。他发现这些动物的颈部有稳定肌,有助于减少颈部扭伤。不幸的是,人类没有这些稳定肌,更糟糕的是,关于脑震荡及其与退役足球运动员的抑郁、自杀念头和神经退行性脑病的关系的研究仍在继续增加。

加西亚买了一个 Arduino 微控制器,并自学了如何编程。在弄清头盔所需的零件后,他在头盔内安装了定制的力传感器。在他的导师兼高中物理老师 Elias Perez 的帮助下,他计算出了传感器需要执行的重力方程。

加西亚还必须想出一个测试设备的解决方案。“目前,还没有为这样的系统建立测试方法,”加西亚说。“目前,安全测试期间,橄榄球头盔会被扔到地上。在父亲的帮助下,我们创造了自己的方法来测量稳定器的工作效果。”

两人架设了一门大炮,向头盔和肩垫发射炮弹。当炮弹击中时,他们可以测量稳定器对减少假想球员颈部运动的帮助程度(以英寸为单位)。从他们的测试中,加西亚注意到他的稳定器可以将颈部扭伤从 16 英寸的运动减少到 4 或 5 英寸。

虽然最初的意图是减少足球运动员脑震荡的次数和严重程度,但他也引起了军方的兴趣,甚至获得了海军的奖学金来继续他的工作。现在在德克萨斯理工大学的加西亚决定学习计算机工程。

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