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Uma visão geral do nosso trabalho com tecnologia de sistemas de sensores

Pesquisa e Desenvolvimento

4 de fevereiro de 2021

Vista interna do capacete com forro

Como utilizamos sensores na pesquisa sobre lesões cerebrais traumáticas

Já faz mais de um ano desde que apresentamos pela primeira vez nossa pesquisa sobre testes de impacto contuso em capacetes militares e a medição do movimento da cabeça para a prevenção de lesões cerebrais traumáticas (LCT). Embora muita coisa tenha acontecido no mundo desde então, mantivemos nosso compromisso de buscar melhorias na proteção da cabeça por meio de pesquisas de ponta.

A implementação de sistemas de sensores em testes de impacto é um componente essencial das nossas próximas etapas na luta contra a lesão cerebral traumática (LCT).

A implementação de sistemas de sensores em testes de impacto é um componente essencial das nossas próximas etapas na luta contra a lesão cerebral traumática (LCT).

Nosso trabalho com o programa PANTHER, por meio do Escritório de Pesquisa Naval ( ONR), continua com o objetivo de gerar novos insights em duas áreas-chave:

  1. Como ocorrem os traumatismos cranioencefálicos
  2. Desenvolver novas tecnologias para capacetes com o objetivo de prevenir esses acidentes

Na SHOT Show do ano passado, apresentamos um resumo de nossa pesquisa utilizando sistemas de sensores instalados em capacetes de combate para extrair dados de aceleração a partir de testes de impacto.

Imagem de um tablet e um capacete dentro de um estojo

Exposição sobre a pesquisa do sistema de sensores da Team Wendy na SHOT Show 2020.

A Universidade de Brown continua a implementar seu algoritmo para medir o movimento da cabeça em testes de impacto, utilizando capacetes “Team Wendy” equipados com seis sensores em coordenadas precisas. O objetivo é conseguir usar as medições de aceleração em alguns pontos da cabeça e processá-las por meio de um algoritmo que permita que os dados pontuais sejam traduzidos em uma imagem completa da cabeça, incluindo as tensões induzidas no tecido cerebral e o risco resultante de traumatismo cranioencefálico. Nossa equipe também está estudando as estruturas em treliça que usamos para envolver os sensores como uma nova alternativa às almofadas de espuma e aos sistemas de forro dos capacetes.

Além do PANTHER, um programa de sensores a ser lançado em breve, em colaboração com a Universidade Brown, chamado TIGER, auxiliará ainda mais a ONR ao explorar as tensões a que o corpo humano é submetido quando a bordo de uma embarcação veloz. Um conjunto de pelo menos quatro sensores é fixado a um acessório impresso em 3D, acoplado a um boné de beisebol comum, para monitorar as acelerações. As medições dos sensores são utilizadas para realizar cálculos que determinam quais forças devem ter sido exercidas sobre uma pessoa no momento do impacto e como essas forças são distribuídas no corpo humano.

Esboços de design

Um esboço da pulseira impressa em 3D com sensores integrados para o projeto TIGER.

Por exemplo, poderíamos analisar os dados de aceleração da cabeça e determinar as tensões e deformações que resultariam no tecido cerebral, ou realizar outras medições para deduzir quais forças atuariam sobre a coluna vertebral.

Ao explorar como podemos usar sistemas de sensores para coletar e avaliar dados, esperamos utilizar esses sensores para prever melhor as lesões cerebrais, à medida que a comunidade de pesquisa médica for estabelecendo limites de lesão mais detalhados e precisos. Esse método de análise por sensores também poderá, eventualmente, ser implementado em capacetes utilizados em campo.

O programa PANTHER teve início em 2017, e a ONR recentemente prorrogou o financiamento por mais três anos. A nova verba de US$ 5 milhões ajudará a equipe de pesquisa a estudar outras questões relacionadas, como traumatismo craniano induzido por explosão e a mitigação da aceleração rotacional da cabeça. O projeto TIGER deve ter início no começo deste ano como um estudo de dois anos.

Por Ron Szalkowski, Diretor de Desenvolvimento de Produtos e Colaboração em Pesquisa da