头盔中的秘密

文/陈育和

杜马是一位美国弗吉尼亚州黑堡的弗吉尼亚理工大学的生物医学工程师。他专门研究有身体接触的体育运动，例如美式足球和冰球项目中的头部与头部相撞所造成的伤害。它在这两种运动员所佩戴的头盔中安装传感器，几年来他记录下了15万多次从7岁少儿到弗吉尼亚理工大学美式足球队队员，所遭受到的碰撞。这些数据帮助他了解哪一种情况最容易造成脑震荡以及其他一些伤害。

杜马杨利用数据设计出一种更为安全更有效的头盔，那么他为什么要研究头盔技术以及运动型脑震荡呢？原来是这样，有一次他接到本校体育部打来的一个电话，问他们的美式足球队队员应该购买什么头盔，没有公开的测量头盔的性能数据，只凭一双眼睛是无法办到的。因此，杜马在球队队员戴的头盔上装了传感器。

佩戴头盔的目的是为了减少头部碰撞时的重力加速度。每当头部遭到突然的碰撞，例如在竞技场上头与头的突然猛烈碰撞造成头部很快的重力加速度，就会发生脑震荡。正是由于这种加速度的出现，使得大脑伸展变形，从而产生脑震荡。由于现在的头盔采用了多种泡沫和护垫技术，因而减少了头部碰撞时的重力加速度，当然头盔越好，就越能降低运动员比赛中的头部受伤的危险。

杜马在运动员头盔的泡沫护垫上安装了6个加速度记速仪。加速度记速仪可以测量头部的运动，并捕捉每一次头部碰撞。并且记录下加速度是多少。然后，头盔上的无线发射器将实时信息传给在赛场边上的计算机，在那里，科研人员观看数据以便研究。这样，杜马等科研人员可以准确地了解到，运动员碰撞的次数和方向，以及有多大力量。尽管每个运动员各不相同，但是杜马知道80g到100g就能造成脑震荡。如果一个运动员在头部遭到猛烈撞击，那么那里的传感器就会给随队医生自动发出警报，看运动员是否需要休息。

杜马等科研人员将所有在赛场上接收到的有关头盔和头盔碰撞的信息带回实验室。他们对每种市场上的头盔进行120次测试，看它们承受重力加速度的程度。然后，科研人员将数据进行比较，并制定出每种头盔的等级。

一般来说，一颗星的头盔可以防护的作用远低于五星级的头盔。给头盔排列星级，可以刺激头盔制造商设计生产更好的头盔。现在这些科研成果已经应用于美式足球头盔，以后冰球和棒球及垒球的头盔也会相继应用该项科研成果。