Już 400 podmiotów skorzystało z cyfrowych manekinów THUMS do wirtualnych testów zderzeniowych. Toyota udostępniła je za darmo

• Wirtualne manekiny THUMS Toyoty służą do badania wpływu sił zewnętrznych na ciało człowieka i jego poszczególne narządy
• Dzięki technologii THUMS można testować bezpieczeństwo samochodów w wielu różnych scenariuszach wypadków drogowych
• W tym roku Toyota bezpłatnie udostępniła to oprogramowanie wszystkim zainteresowanym użytkownikom
• Do tej pory pobrało je 400 podmiotów, nie tylko do zastosowań w motoryzacji

THUMS (Total Human Model for Safety) to cyfrowe modele ciała człowieka, które Toyota opracowała do wirtualnych testów zderzeniowych. Prace nad tym oprogramowaniem Toyota rozpoczęła w 1997 roku. Dziś THUMS to najbardziej zaawansowane na świecie wirtualne modele ludzkiego ciała, które umożliwiają cyfrowe symulacje wypadków drogowych oraz analizowanie rodzaju i stopnia obrażeń odnoszonych przez kierowcę i pasażerów. Technologia ta pozwala dokładnie zbadać wpływ różnego rodzaju kolizji na poszczególne narządy i układy wewnętrzne, z uwzględnieniem stopnia napięcia mięśni.

THUMS – zastosowania nie tylko w motoryzacji
Na początku tego roku Toyota bezpłatnie udostępniła THUMS na specjalnej stronie, z której mogą korzystać producenci samochodów, organizacje, naukowcy i inni użytkownicy. Do tej pory oprogramowanie pobrało 400 podmiotów. Okazało się przy tym, że wirtualne manekiny THUMS zostały użyte m.in. również przez firmy i organizacje spoza branży motoryzacyjnej, do badań nad ergonomią innego rodzaju produktów. Na przykład do opracowywania sprzętu sportowego zapobiegającego kontuzjom, takiego jak rakiety, buty czy kaski do futbolu amerykańskiego. THUMS okazały się także bardzo przydatne przy projektowaniu łóżek zapobiegających odleżynom.

Obecna, 6. generacja THUMS obejmuje całą serię modeli ludzkiego ciała w różnym wieku (dzieci, dorośli i osoby starsze), różnej płci i o różnej sylwetce. Uwzględniono w nich wszystkie kości, organy wewnętrzne, tkanki i ścięgna występujące w ludzkim ciele. Trójwymiarowe modele odzwierciedlają sztywność, budowę i strukturę poszczególnych narządów, w tym szkieletu, mózgu, organów wewnętrznych i mięśni. Manekiny można umieścić w symulacji zarówno w roli kierowcy lub pasażera, jak i pieszego. THUMS jest jednym z najbardziej zaawansowanych systemów do symulacji i analizy uszkodzeń ciała spowodowanych przez oddziaływanie zewnętrzne, w którym można testować nieskończoną liczbę scenariuszy.

Oprogramowanie THUMS pozwala przewidzieć zachowanie ciała kierowcy i pasażerów podczas różnego rodzaju kolizji, w zależności od tego, czy mięśnie były napięte, czy rozluźnione, oraz od ułożenia sylwetki tuż przed zderzeniem. Uwzględnia przy tym modelowanie napięcia mięśni spowodowanego świadomością zbliżającej się kolizji.

„W porównaniu do fizycznych manekinów używanych w testach zderzeniowych, THUMS dostarczają znacznie bardziej szczegółowych informacji o uszkodzeniach ciała spowodowanych wypadkiem. Precyzyjnie odzwierciedlają kształt i wytrzymałość ludzkiego ciała, z uwzględnieniem płci, wieku, masy i różnych pozycji” – powiedział Tjark Kreuzinger, starszy manager ds. badań nad bezpieczeństwem Toyota Motor Europe. – „THUMS można służyć w wielu różnych branżach do poprawy bezpieczeństwa i komfortu produktów. Z tego powodu Toyota chce nadal popularyzować tę technologię, również poza motoryzacją. Dlatego zdecydowaliśmy się dać do niej swobodny, bezpłatny dostęp”.

W porównaniu z fizycznymi manekinami do testów zderzeniowych używanych w motoryzacji, THUMS umożliwiają analizowanie urazów powodowanych kolizjami na o wiele wyższym poziomie szczegółowości, gdyż dokładnie odzwierciedlają kształty i odporność ludzkiego ciała oraz jego poszczególnych narządów. Co więcej, wykonywanie symulacji kolizji na komputerze pozwala przeprowadzić analizy całej serii wielu różnych scenariuszy wypadków drogowych, by uzyskać kompletne dane, przy jednoczesnym skróceniu czasu badania bezpieczeństwa samochodu oraz ograniczeniu kosztów.

Toyota i inni producenci samochodów oraz niezależne organizacje badające bezpieczeństwo na drodze wykorzystują to oprogramowanie do badań rozwojowych różnych elementów zapewniających bezpieczeństwo na drodze – od konstrukcji auta pod względem bezpieczeństwa pieszych i pasażerów, po pasy bezpieczeństwa i poduszki powietrzne.

THUMS – ponad 20 lat wirtualnych testów zderzeniowych
Toyota rozpoczęła prace nad wirtualnymi manekinami THUMS w 1997 roku. Pierwsza wersja systemu powstała w 2000 roku i obejmowała cyfrowy model ciała człowieka oraz ogólnie zarysowane organy wewnętrzne. Druga wersja z 2005 roku to szczegółowy model twarzy, zaś trzecia generacja z 2008 roku obejmowała model mózgu.

THUMS 4, wprowadzony do użytku w 2010 roku, integrował funkcje poprzednich generacji i obejmował szczegółowe modele organów wewnętrznych oraz całego ciała. W ciągu następnego roku zespół opracował cyfrowe modele kilku różnych sylwetek, a w 2016 roku system 4. generacji został rozbudowany o sylwetki dzieci w wieku 10, 6 i 3 lat.

W 2015 roku zadebiutował system THUMS 5, czyli kompleksowy model mięśni, który umożliwił badanie wpływu ułożenia ciała oraz napięcia mięśni na urazy powstające podczas wypadku. Model ten stanowi odrębną całość w stosunku do THUMS 4, a integrację obu systemów przyniósł dopiero nowy THUMS 6. generacji.

Od samego początku modele THUMS mają komercyjne zastosowanie. Począwszy od 2000 roku są one wykorzystywane przez dziesiątki firm. Korzystają z nich zarówno producenci samochodów, jak i części – nawet tych pozornie niemających wiele wspólnego z bezpieczeństwem pasażerów, a także uniwersytety i ośrodki badawcze w Japonii i poza nią. Program THUMS pozwolił nie tylko radykalnie poprawić bezpieczeństwo zderzeniowe samochodów, ale także opracowywać lepsze fotele i skuteczniejsze pasy. Technologia THUMS obejmuje także wirtualne manekiny do badań nad bezpieczeństwem samochodów wyczynowych, wykorzystywane w 4-letnim programie realizowanym przez Toyotę we współpracy z Global Institute for Motor Sport Safety FIA.

Dzielenie się za darmo wiedzą i technologiami z zewnętrznymi partnerami nie jest dla Toyoty niczym nowym. W 2019 roku firma bezpłatnie udostępniła licencje na prawie 24 000 patentów związanych z technologiami zelektryfikowanych napędów. W ten sposób Toyota chce przyspieszyć rozwój bezemisyjnego, zrównoważonego transportu.

Technologie THUMS są dostępne bezpłatnie na stronie https://www.toyota.co.jp/thums/.