假人传感器 国内首创！中国汽研发布中国体征人体数字模型

国内首创！中国汽研发布中国体征人体数字模型

7月9日，中国汽研介绍，中国汽研正式发布中国体征人体数字模型AC－HUMs 50th男性模型，这一模型为国内首创，也更符合中国人的体征。

针对国人乘车安全的“量身定制”

假人是汽车碰撞试验最主要的辅助设备。

以往的汽车安全测试基本采用欧美公司开发的物理假人。这些假人采用简单的机械结构来代表人体，与真实人体的响应存在差异。而基于欧美人体特征开发的假人更无法真实反映中国人群在事故中所受的伤害。

物理假人。中国汽研供图

据介绍，本次发布的中国体征50th男性人体模型由中国汽研联合国内顶尖高校及医疗院所开发完成。这一模型具备完整的人体解剖学结构，包含皮肤、肌肉、骨骼、器官等，且完全基于中国人体数据开发，能够代表中国人群。打破了欧美体征人体模型在该领域的垄断局面。

“这使得以后采用我们模型进行的汽车安全虚拟测评能够实现面向中国人的安全保护，让中国的安全测评保护中国人。”中国汽研事业部安全测评体系研究工程师张辉达介绍，此前，由于人体模型缺乏具体的可实现的应用场景，国内人体模型开发一直处在学术研究阶段。

张辉达说，我们使用这款人体模型来替代数字假人，使得C－IASI（中国保险汽车安全指数）能够真正面向中国道路交通场景进行测试评价。同样，车企利用新的仿真工具进行新车安全性能开发，进一步提升新车安全性能，特别是对中国人的安全保护。

一个假人模型售价可达数百万元

事实上，在汽车碰撞测试中，最“耗”的不是车，就是假人模型。

一个巨大的“摆锤”向一个假人胸部狠狠地击打过去，瞬间假人后仰……前不久，在重庆车检院的碰撞实验室内，正在进行的是正面碰撞对人体胸部的伤害测试。

“这个假人的价值在100万元左右。”重庆车检院相关负责人介绍，假人的骨架、关节等均按照人体仿生学设计，其身体的不同区域也都安装有传感器。它们代替真人，在一次次碰撞试验中感受各种力学特性，工作人员再通过其身上不同区域的传感器，对撞车事故中人体的伤害进行分析，以此对车型做进一步改进。

要获得更全面的安全性能数据，往往还要筹齐“男士”“女士”“儿童”，价值高的假人模型，价格500万元～1000万元。

一个假人模型为何卖那么贵？

因为，假人不仅拥有类真人的外形，同时还有复杂的肋骨、脊柱模拟肌肉甚至内脏等骨骼和器官，并且对材料的选择较为苛刻。假人的胸部、肩胛骨、桡骨选用的材料各不相同，零件繁多且制造精良，这些部位的研发费用就高达4万余美元。

假人一般会配备60—200个传感器。不同的假人模型还要模拟不同年龄、不同性别、不同身高体重的乘客，同时他们的体型、强度也都有所不同。

而目前，碰撞测试假人超七成来源于国外科技公司。

上游新闻记者 严薇 实习生 陈艺渲

1个假人卖1000万，相当于一套豪宅，美国漫天要价的底气在哪儿？

一千万可以拿来干嘛？

在一线城市买一套房子？

还是放在银行让钱生钱？

再或是浪漫一些选择去周游世界？

但如果告诉你，一千万只能买一个或者两个假人，相信很多朋友会很诧异，什么假人这么值钱？

拿来干嘛用的？

答案其实很简单，看了上面的图片可能有些朋友应该知道了，前面我们说的假人，就是画面中专门用于汽车碰撞测试的假人了。

如果想知道一辆汽车的安全性能到底怎么样，最简单粗暴的方式就是“撞”，通过碰撞，来评估汽车在各种极端环境下的主动及被动安全表现，从而判断汽车质量的好坏。

但仅仅以生活中血淋淋的碰撞事故案例为逆向反馈，是远远不够的，而是要频繁进行汽车碰撞测试，这不仅可以为车企提供安全参考，还能让行业安全标准不断得到规范。

只是，各种方式进行撞车试验了，那想必所有人都会关注到一个问题，乘客的安全性，要知道，一开始的汽车碰撞试验可是用的真人。

1930年，来自韦恩州立大学的劳伦斯·帕特里克教授，率先开始汽车碰撞对人体冲击进行实验，用真人不仅危险极大，而且数据也很难采集，随后，猩猩、狗甚至是尸体都开始坐上汽车，成为碰撞试验的实验品。

但受到社会各界人士的强烈谴责，测试成果也止步不前。

直到1949年，美国Sierra公司推出了世界第一个实验假人。

由此，坐在测试座位上的高价假人，开始发挥了自己的用处，随着研发的不断进步，假人也在不断升级。现在，不同重量、尺寸的假人，体内遍布了仿生结构和传感器，测试过程中能完美模仿，并测量人类身体不同部位在碰撞中受到的冲击程度，汽车碰撞测试的结果精准度已经到了相当高的水平。

说完了假人的优点，我们再回头看看它昂贵的价值。

在机器人逐渐普及的时代，汽车碰撞测试中的假人凭借什么可以卖得这么贵？

我们并不否认假人的制造成本高昂，研发时间周期长，但除此之外，还有一个无论如何都避不开的因素，美国的技术壁垒。

美国专门有一家生产用于汽车碰撞测试假人的Humanetics制造公司，深受汽车制造企业的喜爱，掌控着全球70%以上的假人市场，大多数有碰撞实验室的汽车制造商或者测试机构，都需要花高价从Humanetics购买假人。

高价也就罢了，面对相当旺盛的市场需求，进行采购最少得等半年时间，半年不做碰撞实验，哪家车企也受不了。

但你除了等，还是等，Humanetics霸气到这种程度，可以说在这个高端制造业的细分领域，美国企业垄断了全球，

那假人的核心技术难在哪里？

Humanetics公司靠什么卡全球车企的脖子呢？

中国又能不能打破这一垄断局面？

本期我们一一来回答这些问题

从上世纪五十年代Humanetics就开发了碰撞测试假人，开创创造了这个行业的先河，早期的假人技术为20世纪60年代，早期汽车碰撞测试假人的创造奠定了基础。

从那时起，技术进步促使碰撞测试假人的能力、质量和准确性不断提高。

同样在60年代，还是FTSS的Humanetics公司正式推出了试验假人HybridⅠ。

1966年，美国国会通过了《国家交通与机动车安全法案》，Humanetics公司开始在一片争议中对HybridⅠ进行升级，并成功研发出HybridⅡ系列假人，这一系列，成功征服了政府和汽车制造厂商，成为了那个时代汽车正面碰撞的标准测试设备。

1972年，研发团队开始了一项足以撼动行业的行动，他们准备研发一具更加拟人、数据采集更精准的假人设备，经过了长达五年的调查研究和反复实验后，HybridⅢ碰撞假人横空出世，并在1990年成为美国政府进行碰撞测试的唯一认可设备。

只是他们并没有止步于此，而是不断提升测试假人的生物仿真度，动态响应性能和测量的可重复性。随后，HybridⅢ的后继模型THOR研发成功了，比起只有43个数据通道的HybridⅢ，THOR假人将数据通道增加到了140多个，而且胸腔传感器中的每根肋骨，都具备采集碰撞时肋骨所受运动力学数据的能力。

2020年后，THOR逐步取代了HybridⅢ成为世界上最先进的假人设备，单价卖到了上千万人民币，天价假人的背后又是怎样的技术革新呢？

其实，从假人的发展史中不难看出，这看似简单的一具具假人中，实则暗藏着大量生理学、运动物理学和信息技术学的研发投入。

一具假人身上需要配备了三种仪器，一是加速传感器，能够测量特定方向的加速度，帮助科研人员判断人体在真实碰撞中受伤的可能性。

二是受力感应器，用于精准判断人体在碰撞中发生骨折等伤害的可能性。

三是运动感应器，能够测量假人在碰撞时胸腔的偏移程度。

这些感应器分布在假人全身数十甚至上百个部位，在车身与壁障发生碰撞后的2.5秒之内，车上乘坐的碰撞假人身上上百个数据通道同时响应，顷刻间完成了这次碰撞过程中，假人身体伤害全部信息的采集。

那能不能不用美国的假人？

答案是不行

欧美现每个汽车生产国，都强制性对车企生产的新车型进行碰撞安全性能测试，最终按星级评分公布于社会，而测试还需要完成正面100%重叠刚性壁障碰撞试验。

行驶速度在56km/h到57km/h，正面40%重叠可变形壁障碰撞试验；

行驶速度64km/h到65km/h，可变形壁障侧面碰撞试验；

行驶速度50km/h到51km/h，以及低速后碰撞颈部保护试验。

每一次碰撞测试时，车上都需要载有2至3个假人，用以判断致伤情况及汽车的安全性能。

这样算下来，撞坏了新车还只是零钱，损坏的假人才是真的在烧钱。

如今，汽车市场越来越火爆，无人驾驶技术已经成为了风口，就这个形势来看，全球市场对于假人的需求还在逐步增长，Humanetics公司就能依靠大量的传感器关键技术，构筑起公司的护城墙。

即便一年只卖几百个假人，也能斩获近10亿营收。

那中国能不能也去研发呢？

也不是不行，但问题是中国碰撞测试假人产业起步太晚，早已失去先机，虽然部分车企近年来已经悄悄追上了国外汽车工业的脚步，但步子不可能迈得太大，总有涉及不到的领域。

而且，碰撞测试假人市场的规模并不大，大部分市场又都被Humanetics公司掌控在手中，中国企业能瓜分的蛋糕寥寥，再加之碰撞测试假人的研发周期很是漫长，需要大量的研发投入，制作假人时为了实现接近真人，用到了人体工程学、统计学甚至解剖学等一系列学科。

还要综合考量各种身高、体重的条件，除此之外便是传感器，技术门槛可以说相当高。

因此，很少有中国企业愿意做碰撞测试假人生意，这使得我国在这一领域被垄断的问题，一直难以纾解。

看到这里，很多朋友可能也觉得很失望了，美国靠着技术假人可以漫天要价，凭着技术壁垒可以随时切断中国车企的发展之路，那我们真的就束手无策了吗？

当然不是

中国要做到的是不沮丧、不焦虑，看清楚差距在哪里，已经完成80分作业的中国，想要在全球范围内冲击90分，那中国高端制造业细分领域的空白就需要被填补，提高研发的投入，加大对科技的重视力度，每一分成绩的提高，都是中国从制造业大国向制造业强国，不断迈进的必走之路。

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