这是位于斯德哥尔摩以北几公里的塔比郊区的一座不起眼的建筑。这座朴素的建筑位于加油站和高中之间,是头盔安全领域的世界领先者。市场上的一个参考,但在瑞典境外几乎没有人知道。然而,如果您将自行车(或摩托车)头盔翻过来,您很有可能会注意到这种使该品牌成功的精细塑料结构的存在,或者证明其存在的圆形和黄色徽标。
Mips 是这位耳机界不可或缺的玩家的名字。一家还不到三十岁的公司,几次濒临破产,最后却把自己的指导思想强加给整个行业。一个简单的想法,就是用科学的方法来提高头盔的安全性,并更好地考虑跌倒造成的损害。
米普斯从哪里来?它的专利技术基于什么?这个长期被忽视的过程如何最终跻身最大的耳机品牌之列?为了找到答案,我们去见了 Mips 安全系统背后的工程师,参观了他们的实验室并观察了他们的测试方法。一位瑞典医生的痴迷是如何最终诞生出一小块声称可以拯救生命并说服主要市场参与者的塑料?
瑞典的成功故事
这个故事堪比好莱坞剧本,少了一些曲折。这是一位瑞典神经外科医生的经历,他厌倦了在手术台上观察脑部病变,决定研究头盔为何不能总能成功预防脑部病变的原因。当时是 1996 年,汉斯·冯·霍尔斯特 (Hans von Holst) 决定研究头盔的设计方式,并了解为什么头盔在发生撞击时效果不佳。在斯德哥尔摩的瑞典皇家理工学院 (KTH) 徘徊期间,他遇到了年轻的博士生 Peter Halldin,他们首先联手进行研究,几个月后创建了 Mips。
两位研究人员指出,在大多数跌倒和事故中,头部(或头盔)以一定角度撞击地面。然而,在事故研究和头盔认证过程中,测试是针对线性冲击进行的,也称为直线径向冲击,也就是说头先垂直。他们还指出,除了 AHS Holbourn 1943 年的一项研究外,缺乏有关旋转影响的科学文献。正是这篇关于大脑损伤的文章将作为他们工作的基础,并将确定 Mips 保护系统的原理。从技术的发展到 2020 年代初期的爆发,这两位科学家在几位工程师的帮助下,能够依靠 KTH 和其他地方不断增加的工作量,这让他们更加确定。
然而,Mips 并没有立即成功说服投资者或头盔制造商。在2017年腾飞之前,这家瑞典公司经历了黑暗岁月,两次濒临破产,第一次是在2007年尝试生产自己的头盔,第二次是在2013年被世界头盔领导者BRG拯救。 Mips 难以说服的原因之一是,其技术可能很难解释……因此也很难出售。
令人惊讶的新方法
从我们并不总是从自行车或摩托车上垂直落下的原则出发,我们必须找到一种方法,不是吸收冲击力,而是……“移动”它。目的:防止大脑在受到剧烈震动时撞击头骨。这就是 Mips 系统的设计方式,也是其名称的由来。这 ”多向冲击防护系统» 是一个模拟脑脊液(大脑沐浴在其中的液体)功能的过程,以更好地保护头盔佩戴者。
具体来说,这涉及在头盔内部集成一个薄塑料结构,在发生撞击时会引起轻微的移动。这相当于通过让头盔稍微移动 10 到 15 毫米来改变冲击波的方向(例如,骑自行车时摔倒时产生的 750 公斤压力),也就是说,其移动量与脑脊液移动的量级相同。允许用大脑。这种低摩擦塑料层能够吸收一些冲击力,从而减少头部的旋转力。 Mips 表示,由于能够更准确地了解跌倒造成的影响,因此可以为头盔佩戴者提供更好的保护。这家瑞典公司明确表示:其技术将减少脑震荡和脑损伤。
当然,为了更好地了解冲击的影响、倾斜跌落的影响以及要进行的运动类型,有必要进行多次测试,这已成为该公司的专有技术之一。
测试程序和方法
如今,Mips 已成为头盔保护系统制造领域的标杆,同时也是跌倒及其后果分析方面的专家。这种专业知识在该品牌的实验室中得到体现,该实验室位于斯德哥尔摩以北 15 公里处的工厂中心。一进门,柜台就映入眼帘。显示器上滚动显示一个数字。这是每年进行的测试数量。在我们走访时,柜台显示已完成的手续有 67,756 件。在这个相当独特的实验室中,十五名工程师在 Marcus Seyffarth 的指导下工作。
他制定并开发了协议,使测试 Mips 系统在头盔中的贡献成为可能。本来,方法非常简单。它包括将加重的头盔扔到移动的地面上。为了模拟坠落和角度,使用由气缸加速的移动板创建地面。但程序很快发生了变化,以便更好地考虑坠落时的影响区域。在过去的二十年里,这个过程已经发生了演变:“我们测试了四种旋转类型的跌倒。假人头部不再只是简单地称重以模拟人类头骨的重量,它的两侧有 9 个加速度计和陀螺仪,为我们提供数据进行分析»,总工程师解释道。加重的头盔投射到倾斜的表面上,这使得可以最好地再现现实生活中的跌倒条件。
这也是实验室寻找并模拟真实事故机制的目标。例如,在骑车时摔倒时,Mips 能够测量到以每秒 6.0-6.5 米的速度和 45 度的角度最常发生撞击。结果,头盔以每秒 6.2 米的坠落速度、相似的角度进行了测试。冲击测量时间为 5 至 10 毫秒,即跌倒期间与地面接触持续时间超过 5 毫秒。当然,在测试摩托车、骑行或滑雪头盔时,数据是根据跌倒类型量身定制的。
为了更进一步,该公司多年来开发了一种新工具。这是一种基于 FEM(有限元法)的 3D 建模技术。也称为有限元法,它是一种数值分析技术,可让您求解偏微分方程。在这种情况下,该方法不仅可以可视化跌倒期间的冲击区域,还可以可视化头盔结构可能的变形、摩擦区域以及颅骨内部可能的影响。为了实现该工具的设计,Mips 不仅与瑞典皇家理工学院进行了长期合作,还与沃尔沃和萨博等当地汽车行业的工程师进行了长期合作。来自三个实体的 FEM 专家也使用相同的专业软件 LS-DYNA。
这种新方法对 Mips 的贡献是相当大的。它首先在公司内部创建了一个专门部门,即 VTL(虚拟测试实验室),由 Daniel Lanner 领导。 “我们的目标是在头盔冲击分析方面达到与汽车行业碰撞测试相同的水平。»,这位男士解释道,他也是该品牌除两位创始人之外的第一位员工。 “这种工作方法不仅可以让我们更好地分析冲击过程中的冲击力,还可以根据所使用的材料类型了解头盔内部发生的情况。“,他继续说道。
从现在开始,Mips实验室收集的所有数据都会发送到更高一层的VTL进行处理。此外,每个头盔都经过了带或不带 Mips 安全系统的测试,以验证移动塑料薄层的具体贡献。然后将数据与该品牌的 FEM 工具交叉引用,使其更具相关性。这一过程还允许 Mips 直接联系头盔制造商,向他们展示采用该系统的兴趣。
Mips 无处不在,替代品却无处可寻?
如果说瑞典保护系统的贡献的技术和科学论证需要时间才能说服业界,那么情况已不再如此。如今,Mips 与 150 多个品牌合作,生产 1,000 多种头盔型号。 Mips 解决方案为多位环法自行车赛车手、职业曲棍球运动员、公认的滑雪板运动员以及更广泛的自行车手提供装备。几个月来,该公司还一直在为专业头盔、建筑行业或危险干预活动(例如消防员)开发解决方案。 2017年以来,公司的生存问题不再出现。瑞典的小拇指已经让位给了一家财务业绩稳健的中小企业,该企业在斯德哥尔摩拥有 75 名员工,在中国拥有约 30 名员工,靠近头盔生产基地。
那么,Mips 的未来前景如何?冒险的下一部分可能是什么?对于这个问题,该公司首席执行官马克斯·斯特兰德维茨 (Max Strandwitz) 毫不眨眼地回答道:“n我们希望出现在尽可能多的耳机中。今天有比赛吗?这不是替代系统的系统,没有替代系统,而是不使用我们系统的头盔的系统。我们的目标是让这些利益相关者相信与我们合作的好处”。 Mips 拥有市场上相当独特的工艺以及超过 35 个系列的专利来保护它,因此实际上似乎失去了竞争优势。然而,尽管瑞典的安全解决方案被越来越多地采用(Mips技术装备在市场上主要品牌的头盔上(Specialized、Abus、Giant、Mavic、Wedze、Giro、Black Diamond等),A公司似乎仍然注定要过去,需要说服才能存在,而现在,需要说服才能繁荣。