MIPS究竟为何物?详解MIPS头盔保护系统

如今越来越多的骑行头盔使用MIPS保护系统,比如Bontrager、Giro、Scott等,带有MIPS保护系统的头盔往往价格比普通版要贵上两百块。但是很多车友表示MIPS到底是个啥东西?有什么作用吗?
 
MIPS其实是一个非常不起眼的多方位冲击保护系统,位于自行车头盔内的泡沫与内衬之间的薄层,在受冻冲击时以减少碰撞时的旋转力。该技术是在90年代中期首次设计的,这是一个学术研究变成一个商业产品的例子,芝士就是力量。
汉斯·冯·霍尔斯特(Hans von Holst)是一名神经外科医生,他在开始制定MIPS概念时受到初步预防创伤性脑损伤的思想的推动。
医学学术研究怎么跟自行车产品搭上关系的?发明MIPS的人是两个瑞典的科学家。发明人之一,汉斯·霍斯特(Hans von Holst)是斯德哥尔摩卡罗林斯卡大学医院的神经外科医师,在看到多例佩戴头盔后仍出现脑损伤的外科手术病历后,与KTH皇家理工学院技术与健康学院的工程师Peter Halldin开始合作研发脑部保护系统。
MIPS概念的最终实现取决于多学科的方法。 Peter Halldin作为工程师的经验对于设计模仿大脑硬脑膜的产品至关重要。
MIPS概念的最终实现取决于多学科的结合。Peter Halldin作为工程师的经验对于设计模仿大脑硬脑膜的产品至关重要。这些实验是与Nigel Mills实验室合作进行的,Nigel Mills拥有测试MIPS概念有效性所需的设备。警察头盔是低摩擦层的首次应用,结果公布于2001年。
 
研究人员解决了倾斜冲击的问题,并测量了头部旋转力。通过在头部和头盔之间定位低摩擦层,它们能够将旋转力降低高达50%,能降低50%脑震荡几率。von Holst和Halldin于2002年申请了MIPS概念的专利,专利于2003年正式生效。
MIPS保护系统的价格比较昂贵,在早些年在市场上碰了不少壁,直到后来,Scott成为第一个与MIPS合作的自行车头盔品牌,因为一些用户愿意为了提高一点安全性而付出更多的价格,所以MIPS往往被应用在比较高端的头盔上。所有的MIPS都是中国制造,因为大部分头盔也是由中国制造,有头盔厂商向MIPS公司下订单后,MIPS公司生产专为其头盔款式修改的mips,而后再把单独的MIPS运往厂商完成最终生产。目前头盔上使用的MIPS都是第二代的版本。
在今年举办的MIPS研讨会上,有幸遇到了Peter Halldin教授为我们亲自讲解,是不是感觉比上面照片上的苍老了点?因为照片是早些年拍的,还加上了PS美化。
以现在欧美的头盔质检标准(欧盟标准、美国标准、中国标准等有细微差别),是以CEN TC158-WG11实验为基准,头盔在5-10m/s的速度下自由落体垂直撞击,头盔不损坏,有效保护颅骨为标准。
但是实际案例中,头部垂直撞击地面的例子是比较少的,在自行车骑行过程中,大部分是侧面撞击,所以我们把实验标准定为6.5m/s,以45°角与公路进行撞击。
在5m/s的情况下,径向与倾斜冲击的压力分布图
MIPS是如何发挥作用的?该GIF可以清楚的演示斜面撞击下MIPS发挥的缓解冲击作用,进而起到保护颅内脑部组织的效果。
在瑞典皇家理工学院的实验室进行的脑部冲击有限元分析显示的颅内脑部压力图,可以明显看出带有MIPS保护系统的头盔,脑内收到的冲击比较少,脑震荡的几率也被大幅度减低。
M.I.P.S是在内外层之间填充一种低阻尼的材料,让头盔的外壳可以相对内层移动,与大脑在脑脊液内漂浮同样道理,头部就像“漂浮”在头盔内,从而限制冲击直接传递至大脑。
MIPS公司也在致力于把斜面撞击测试发展成新的国际标准,因为在这个测试下,带有MIPS保护系统的头盔明显比传统头盔有优势。目前也有其他公司设计出了与mips保护系统理念类似,减轻斜面撞击力度的保护系统,条条大路通罗马。然后我们到厂内参观了各种头盔撞击测试,很遗憾由于涉及到几家大公司还未发布的新产品,所以测试过程无法拍摄视频,秉着互相信任的准则让我们拍摄了部分图片,但是规定不准公开,就很抱歉不能给大家看了。
图片摄于广东某地,这个就是测试机器,可以进行斜面撞击测试,修改一下也可以进行正面撞击测试。正规品牌的头盔都是有通过正面撞击测试的,至于山寨品嘛,正规测试机构是不会接受山寨产品的测试的。目前使用MIPS的骑行头盔品牌:ABUS、BELL、Oakley、LAZER、Bontrager、Specialized、GIRO、POC、Scott、Easton、ESSEN、661、FOX、LIMAR、SMITH、zerorh+等,以上非全部,具体品牌可到MIPS官网查询,里面不乏很多耳熟能详的大品牌。MIPS在自行车,滑雪,马术,摩托车,摩托车越野赛,汽车,冰球,足球和军用头盔上都取得了成功的应用。
对于骑行头盔来说,一些车友的疑问是会不会重和热?实际上,MIPS层随着头盔外形改变形状并打了非常多的镂空设计,一般的公路头盔增重15-25g不等。并不是说没有mips的头盔就起不到保护作用,只要通过了标准质量检测的头盔都能够起到保护头盔的作用。有兴趣的同学可以私信跟笔者索要MIPS保护系统对于脑部保护的相关论文和报告,没有相关领域知识的可能会烧脑。
 
部分图片来自MIPS官方以及摄于MIPS中国研讨会
责任编辑、图片版权:岛野肠粉

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