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Un repaso a nuestro trabajo con la tecnología de sistemas de sensores

Investigación y desarrollo

4 de febrero de 2021

Vista interior del casco con el acolchado

Cómo utilizamos los sensores en la investigación sobre el traumatismo craneoencefálico

Ha pasado más de un año desde que presentamos por primera vez nuestra investigación sobre las pruebas de impacto contundente en cascos militares y la medición del movimiento de la cabeza para la prevención de lesiones cerebrales traumáticas (LCT). Aunque han pasado muchas cosas en el mundo desde entonces, hemos mantenido nuestro compromiso de seguir buscando mejoras en la protección de la cabeza a través de una investigación de vanguardia.

La incorporación de sistemas de sensores en los ensayos de impacto es un elemento clave de nuestros próximos pasos en la lucha contra el traumatismo craneoencefálico.

La incorporación de sistemas de sensores en los ensayos de impacto es un elemento clave de nuestros próximos pasos en la lucha contra el traumatismo craneoencefálico.

Nuestro trabajo con el programa PANTHER, a través de la Oficina de Investigación Naval ( ONR), continúa con el objetivo de aportar nuevos conocimientos en dos áreas clave:

  1. Cómo se producen los traumatismos craneoencefálicos
  2. Desarrollar nuevas tecnologías para los cascos con el fin de evitarlos

En la feria SHOT Show del año pasado, presentamos un avance de nuestra investigación sobre el uso de sistemas de sensores integrados en cascos de combate para obtener datos de aceleración a partir de pruebas de impacto.

Imagen de una tableta y un casco dentro de un estuche

Exposición sobre la investigación del sistema de sensores de Team Wendy en la feria SHOT Show 2020.

La Universidad de Brown sigue aplicando su algoritmo para medir el movimiento de la cabeza en pruebas de impacto utilizando cascos «Team Wendy» equipados con seis sensores situados en coordenadas precisas. El objetivo es poder utilizar las mediciones de aceleración en varios puntos de la cabeza e introducirlas en un algoritmo que permita traducir los datos puntuales en una imagen completa de la cabeza, incluyendo las tensiones inducidas en el tejido cerebral y el riesgo resultante de traumatismo craneoencefálico. Nuestro equipo también está estudiando las estructuras reticulares que utilizamos para recubrir los sensores como una nueva alternativa a las almohadillas de espuma y los sistemas de forro de los cascos.

Al margen del programa PANTHER, un futuro programa de sensores propuesto en colaboración con la Universidad de Brown, denominado TIGER, prestará un apoyo adicional a la ONR al estudiar las tensiones a las que se ve sometido el cuerpo humano cuando se viaja en una embarcación rápida. Se ha fijado un conjunto de al menos cuatro sensores a un accesorio impreso en 3D acoplado a una sencilla gorra de béisbol para monitorizar las aceleraciones. Las mediciones de los sensores se utilizan para realizar cálculos que determinen qué fuerzas deben de haber actuado sobre una persona en el momento del impacto y cómo se distribuyen dichas fuerzas dentro del cuerpo humano.

Bocetos de diseño

Esquema de la banda impresa en 3D con sensores integrados para el proyecto TIGER.

Por ejemplo, podríamos utilizar los datos sobre la aceleración de la cabeza para determinar las tensiones y deformaciones que se producirían en el tejido cerebral, o realizar otras mediciones para deducir qué fuerzas actuarían sobre la columna vertebral.

Al estudiar cómo podemos utilizar los sistemas de sensores para recopilar y evaluar datos, esperamos poder emplear estos sensores para predecir mejor las lesiones cerebrales a medida que la comunidad científica establezca umbrales de lesión más detallados y precisos. Este método de análisis mediante sensores también podría llegar a incorporarse en el futuro a los cascos que se utilizan sobre el terreno.

El programa PANTHER se puso en marcha en 2017, y la ONR ha ampliado recientemente su financiación por otros tres años. La nueva subvención, de 5 millones de dólares, ayudará al equipo de investigación a estudiar otras cuestiones relacionadas, como los traumatismos craneales provocados por explosiones y la reducción de la aceleración rotacional de la cabeza. Se prevé que el proyecto TIGER dé comienzo a principios de este año, con una duración de dos años.

Por Ron Szalkowski, director de Desarrollo de Productos y Colaboración en Investigación de