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World File Search System头盔
设计专门为球员设计的美式橄榄球头盔以保护大脑
摘要 ：本研究的目的是利用高性能计算 (HPC)、有限元 (FE) 模拟和实验研究机械作用与脑损伤之间的关系，以设计特定于球员的美式足球头盔。我们根据 MRI 扫描数据创建了一个高分辨率 FE 头部网格，其中包含分段的头皮、颅骨、脑脊液 (CSF) 和大脑。我们对大脑使用多尺度内部状态变量 (ISV) 模型，该模型将根据实验数据进行校准并能够预测脑损伤。从单调（0.1/秒；Instron）到中等（200/秒；霍普金森杆）的不同应变率实验用于表征一系列传统和膨胀聚氨酯泡沫。这些泡沫用于 FE 模拟研究，以选择最佳的分层模式，以最大限度地吸收能量并最大限度地减少机械作用和脑损伤。最佳功能梯度设计被融入到原型美式橄榄球头盔中，并在自由大学 (LU) 工程研究与教育中心 (CERE) 新开发的头盔性能实验室 (HPL) 进行测试。LU 的 HPL 设备齐全，可进行国家橄榄球联盟 (NFL) 和国家运动器材标准委员会 (NOCSAE) 标准测试。我们的原型通过了所有 NOCSAE 标准，与 2020 年表现最好的两款头盔相比，性能提高了 15%。可以使用一组不同的边界条件重复此过程，以设计用于其他运动（包括曲棍球、长曲棍球和马术）的防护运动头盔
航战座舱显控交互研究进展与人机协同发展趋势 - 包装工程
按钮布局的一致性，机载显控系统的人机工效研究也 逐渐得到了相关领域的重视。为了解决仪表板日益拥 挤的问题，工程师在第 2 代机电伺服仪表的基础上对 飞行仪表进行综合，也对指示相关信息的仪表进行综 合，减少仪表数量；同时将无线电导航和其他经过计 算机加工的指引信息综合进相关的显示器中，形成第 3 代飞机仪表，即综合指引仪表。综合指引仪表不但 可以显示飞机综合的实时状态信息，同时还通过指引 信息告诉飞行员如何正确操纵飞机，以达到预定飞行 状态或目的地 [5] 。第 3 代头盔显示系统首次采用虚拟 成像技术，可直接将虚拟画面投射到驾驶员的面罩 上，配合计算机图像和数据处理运算技术，具备了实 时呈现画面的能力。 以人工智能、大数据为代表的信息技术在军事领 域广泛应用，现代战争形态演变不断突破，向着机械 化、信息化、智能化的方向发展。进入 21 世纪，触 屏及语音交互的方式取代了烦琐复杂的硬件按钮操 作，更为清晰的数字化屏幕也为信息显示提供了更大 的发展空间。第 4 代新型战斗机的机载设备通过更 大、更清晰的数字化屏幕呈现出更加多样的信息内 容。这一时期的人机交互主要通过数字屏幕进行信息 输出，通过语音、触摸屏和简洁的按键等多通道进行 信息输入。未来飞行员头盔的发展趋势是研制功能强 大、集综合性防护于一体的头盔系统，全息投影技术 也会逐渐发展成熟并应用于头盔显示器中 [6] 。历代战 机座舱显控界面见图 1 。 对战机座舱显控系统的发展，各领域的研究人员 针对人因工效、人机交互、座舱显示技术、人机协同 等方面进行了一系列研究。总结 20 世纪 80 年代至今具 有代表性的人物及研究成果，其研究成果引用量较高， 为座舱显控发展提供了理论依据或技术支撑，见表 1 。 军事技术的发展促使战场环境复杂性的大幅提 升，如 F–35 的大屏幕显示器将远不能满足飞行员获 取信息数据流的显示需求，而未来战斗机为了隐身， 会减小座舱空间，进而缩小座舱显示面积 [25] 。座舱内 的系统控制器将尽可能简化，除了保留一些控制飞行 的基本操作杆和少数与安全相关的控制器，其余的操
飞机座舱数字信息界面交互设计与情境意识研究综述
高的问题，在全面进入 2D 数字屏幕界面阶段后，飞 机座舱只有少数的传统机械仪表被保留，大部分的飞 行信息数据都由计算机分析后再在主飞行显示器 （ PFD ）上显示出来，这种获取信息的方式大大增强 了飞行员驾驶的安全性。平视显示器（ HUD ）是飞机 座舱人机交互界面的另一种形式。 HUD 可以减少飞 行技术误差，在低能见度、复杂地形条件下向飞行员 提供正确的飞行指引信息。随着集成化和显示器技术 的不断进步， 20 世纪末至今，飞机座舱有着进一步 融合显示器、实现全数字化界面的趋势。例如，我国 自主研发生产的 ARJ21 支线客机、 C919 民航客机， 其座舱的人机界面设计均采用触控数字界面技术代 替了大部分的机械仪表按钮 [2] 。 20 世纪 70 年代，美军在主战机上装备了头盔显 示系统（ HMDs ），引发了空中战争领域的技术革命。 在虚拟成像技术成熟后，利用增强现实（ AR ）技术 可以直接将经过计算机运算处理过的数据和图象投 射到驾驶员头盔的面罩上。例如，美国 F-35 战斗机 的飞行员头盔使用了虚拟成像技术，将计算机模拟的 数字化信息数据与现实环境无缝融合，具有实时显示 和信息叠加功能，突破了空间和时间的限制。 20 世纪 90 年代，美国麦道飞机公司提出了“大 图像”智能化全景座舱设计理念，之后美国空军研 究实验室又提出了超级全景座舱显示（ SPCD ）的概 念，充分调用飞行员的视觉、听觉和触觉，利用头 盔显示器或其他大屏幕显示器、交互语音控制系统、 AR/VR/ MR 系统、手 / 眼 / 头跟踪电子组件、飞行员 状态监测系统等，把飞行员置身于多维度的显示与 控制环境中。此外，在空间三维信息外加上预测信 息的时间维度功能也是未来座舱显示器的发展趋势 [3] 。 2020 年，英国宇航系统公司发布了一款第六代 战斗机的概念座舱，去除了驾驶舱中所有的控制操 作仪器，完全依靠头盔以 AR 形式将操作界面显示 出来。由上述分析可知，未来基于 XR 环境下的虚拟 增强型人机界面将成为飞机座舱人机交互的全新途 径之一。 在学术界，有关飞机座舱人机交互界面的研究也 取得了较为丰硕的成果，其中代表性研究成果见表 1 。
用户手册
危险！此头盔的预期用途涉及极其危险的活动。不留意和遵循这些说明和任何警告可能会导致严重伤害甚至死亡。警告：请仔细阅读并理解这些说明。此头盔仅用于经认证的活动（请参阅标签）并严格遵守 AS/NZS 1801 警告：不当使用本头盔可能导致严重或致命的伤害。如果未正确遵循说明，头盔提供的保护级别可能会显著降低。每次使用前请检查头盔是否有任何明显损坏的迹象。如果怀疑头盔存在任何状况或受到重大撞击后，请勿使用头盔。警告：用户必须熟悉头盔的所有功能、性能和局限性，并从有能力和责任的人员处获得有关正确使用头盔的具体说明和/或培训。警告：头盔使用者应对自己的行为负全部责任，并承担自己决策的所有风险。如果发生导致受伤甚至死亡的事故，KASK SpA、其关联公司、子公司、进口商、分销商和经销商不承担任何责任，也不对因不当使用头盔而导致的任何伤害、死亡、损失或损坏负责。警告：使用前必须接受专门培训。请仔细阅读此通知，并保留有关正确使用和应用产品的所有说明和信息。存在多种类型的误用，我们无法一一列举甚至想象所有误用。如果您对这些说明有任何疑问或难以理解，请联系 KASK。高空活动非常危险，可能会导致严重伤害甚至死亡。您有责任接受适当的技术和保护方法方面的充分培训。您个人承担因任何方式错误使用我们的产品期间或之后可能发生的所有损害、伤害或死亡的所有风险和责任。如果您不能或没有能力承担此责任或风险，请勿使用此设备。使用：本产品只能由有能力和负责任的人员使用；或在有能力和负责任的人员的直接和目视监督下的人员使用。个人防护设备 (PPE) 只能在能量吸收系统（例如动态绳索、能量吸收器等）上使用。检查本产品是否与您设备的其他组件兼容，请参阅产品专用说明。为延长本产品的使用寿命，运输和使用时请小心。避免撞击或接触粗糙表面或锋利边缘。注意：您对自己的行为和决定负责。使用此头盔前，您必须：• 阅读并理解所有使用说明； • 接受有关正确使用的特定培训； • 熟悉其功能和局限性； • 理解并接受所涉及的风险。 不遵守任何这些警告可能会导致严重伤害或死亡。 如果因头盔使用不当而导致事故导致受伤甚至死亡，制造商和/或经销商不承担任何责任。 本头盔通过部分分散冲击或损坏其重要部件来吸收冲击力。 高空活动存在严重头部受伤的风险。 戴头盔可以大大降低这种风险，但不能完全消除。 本头盔应专门用于经认证的活动（见标签）。 本头盔已获准用于工业头部保护。 警告：本头盔无法始终保护用户免受伤害。 具体而言，请记住，没有头盔可以保护头部免受猛烈撞击产生的冲击。受到剧烈撞击后，即使没有发现损坏，也应更换头盔，因为头盔吸收进一步撞击的能力可能会受损。警告：保养不当可能会损坏头盔：请勿坐在头盔上、将其包得太紧、掉落头盔、让头盔接触锋利或尖锐的物体等。请勿将头盔暴露在高温下，例如，将其留在阳光直射的车内。说明：作为一项防护措施，在工作期间必须始终佩戴头盔。为了获得足够的防护，头盔尺寸要合适并且与头部正确贴合，以提供最佳舒适度和安全性。应调整头盔以适合使用者，例如，带子的位置应使其不遮住耳朵，带扣应远离颌骨，并应调整带子和带扣，使其舒适且牢固。正确扣紧并调整带子后，务必检查头盔是否过紧，也不要前后自由移动。检查头盔是否佩戴牢固并位于头部中央（见图 1）。头盔调整得越好（前后或左右移动越小），防护效果越好。HP PLUS 术语：1. 外壳；2. 头带（不可拆卸）；3. 尺寸调整系统；4. 下巴带；5. 侧向牵引器；6. 扣环；7. 灯夹；8. 听力保护适配器侧槽；9. 插入遮阳板适配器侧槽；10. 标记标签。调整：戴上头盔，通过转动后轮调整尺寸（顺时针调整尺寸，逆时针调整尺寸），或者只需（仅适用于配备的型号）拉动两个快速闭合元件即可获得所需的张力（图 2）。将尺寸调节系统放置在颈部区域（如图 3 所示），倾斜并调节高度。对于配备下巴带的版本，将一个带扣带插入另一个带扣带中，直至其卡入到位（图 4a）。拉动下颏带，检查带扣是否锁紧（图 5）。调整下颏带的长度，将头盔牢牢固定在头上。橡胶圈必须位于带子末端，以防止其悬垂。沿着带子滑动下颏带的横向卷收器，直至找到耳朵下方所需位置（图 6）。要从头上取下头盔，请同时按下带扣两侧的按钮打开下颏带（图 4b）。使用后滑块（仅适用于提供的版本）：可以使用后调节器防止横向卷收器处于不舒服的位置，例如干扰耳朵或在使用听力保护器时。备件：未经制造商授权，禁止更改、更换和/或拆卸头盔的原始部件。仅使用 KASK 原装备件。不得改装头盔以适应除下文所述以外的其他配件。如有必要，请直接联系您的零售商或制造商。 配件：请咨询您的零售商或制造商配件的实际可用性。遵循随附的用户手册。仅使用制造商批准的配件。 清洁：仅使用水、温和肥皂和柔软、干净的布清洁头盔（和配件），并在室温下风干。可以拆下内部衬垫，用冷水手洗或用洗衣机清洗（最高 30°C / 86° F）。切勿使用化学清洁产品或溶剂。 警告：某些化学产品（尤其是溶剂）会损坏头盔。请保护头盔免受化学物质的侵害。储存：不使用时，头盔应存放在 5°C 至 35°C (41°F 至 95°F) 的温度下，避免阳光直射并远离热源。KASK 建议将头盔存放在原包装中。 修改和维修：请勿使用不符合制造商规格的粘合剂、溶剂、贴纸或油漆。未经 KASK 授权，不得以任何方式修改头盔。未经授权的修改会降低产品的有效性并使其认证失效。禁止在 KASK 设施外进行维修。 运输：鉴于设备（头盔）的类型，无需特别的运输说明。运输期间，请勿将头盔包装得太紧。检查：使用头盔前，请检查头盔所有部件的完整性。在受到猛烈撞击后，即使损坏不明显，也应更换头盔，因为头盔可能已经无法再吸收冲击力并提供预期的保护。修订：除了每次使用前进行正常的目视检查外，合格人员还必须至少每年进行一次全面检查。必须在可从制造商网站 www.kask-safety.com 下载的控制表上注册控件。不要撕掉标签或标记，并检查其是否清晰易读。如果发现割伤、磨损或任何其他损坏，请在重新使用头盔之前联系制造商进行检查。寿命：头盔的使用寿命取决于各种损坏因素，包括温度突然变化、阳光照射、频繁使用。必须定期检查头盔，并且每次使用前都必须检查，以确定是否存在裂缝、脱落、变形、剥落等损坏，这些损坏表明头盔已损坏。即使没有明显损坏迹象，也必须更换受到严重撞击的头盔。本产品的最大保质期为自制造之日起 10 年。超过此期限，头盔必须丢弃，因为防护性能会因老化而降低。生产日期标注在头盔内侧。注意：在极端情况下，暴露于以下任何一种环境，头盔的使用寿命都可能缩短至一次使用：化学品、极端温度、锋利边缘、大幅跌落或重载等。裂缝、脱落部件、扭曲、伪造和颜色变化是检验头盔老化状态的重要因素；无论如何，我们建议在使用 5 年后更换，因为随着时间的推移，头盔的防护性能会降低。何时报废您的设备：如果出现以下情况，我会立即报废任何设备：• 未能通过检查（使用前和使用过程中的检查以及定期的深入检查）；• 遭受过大幅跌落或重载；• 您不知道其完整的使用历史；• 已使用至少 10 年；• 您对其完整性存在任何疑问。销毁报废设备以防止进一步使用。产品过时：产品在使用寿命结束前被判定为过时并被淘汰的原因有很多。例如适用标准、法规或立法的变化；新技术的开发、与其他设备不兼容等。该产品的最大保质期为生产日期起 10 年。超过此期限，头盔必须丢弃，因为防护性能会因老化而降低。生产日期标注在头盔内侧。 注意：在极端情况下，暴露于以下任何一种环境，头盔的使用寿命可能会缩短至一次使用：化学品、极端温度、锋利边缘、大幅跌落或重载等。裂缝、脱落部件、扭曲、伪造和颜色变化是检验头盔老化状态的重要因素；无论如何，我们建议在使用 5 年后更换，因为随着时间的推移，头盔的防护性能会降低。 何时报废您的设备：如果出现以下情况，我会立即报废任何设备： • 未能通过检查（使用前和使用过程中的检查以及定期的深入检查）； • 遭受过大幅跌落或重载； • 您不知道其完整的使用历史； • 至少已使用 10 年； • 您对其完整性存有疑问。销毁报废设备以防止进一步使用。产品过时：产品在使用寿命结束前被判定为过时并报废的原因有很多。例如适用标准、法规或立法的变化；新技术的开发、与其他设备不兼容等。该产品的最大保质期为生产日期起 10 年。超过此期限，头盔必须丢弃，因为防护性能会因老化而降低。生产日期标注在头盔内侧。 注意：在极端情况下，暴露于以下任何一种环境，头盔的使用寿命可能会缩短至一次使用：化学品、极端温度、锋利边缘、大幅跌落或重载等。裂缝、脱落部件、扭曲、伪造和颜色变化是检验头盔老化状态的重要因素；无论如何，我们建议在使用 5 年后更换，因为随着时间的推移，头盔的防护性能会降低。 何时报废您的设备：如果出现以下情况，我会立即报废任何设备： • 未能通过检查（使用前和使用过程中的检查以及定期的深入检查）； • 遭受过大幅跌落或重载； • 您不知道其完整的使用历史； • 至少已使用 10 年； • 您对其完整性存有疑问。销毁报废设备以防止进一步使用。产品过时：产品在使用寿命结束前被判定为过时并报废的原因有很多。例如适用标准、法规或立法的变化；新技术的开发、与其他设备不兼容等。
给家长的脑震荡情况说明书
• 确保他们遵守教练的安全规则和运动规则。• 鼓励他们始终保持良好的体育精神。• 确保他们穿着适合自己活动的防护装备。防护装备应合适且保养良好。• 必须佩戴头盔，以降低严重脑损伤或颅骨骨折的风险。• 但是，头盔并非旨在防止脑震荡。没有“防脑震荡”的头盔。因此，即使戴了头盔，儿童和青少年也必须避免头部受到撞击。
给家长的脑震荡情况说明书
• 确保他们遵守教练的安全规则和运动规则。• 鼓励他们始终保持良好的体育精神。• 确保他们穿着适合自己活动的防护装备。防护装备应合适且保养良好。• 必须佩戴头盔，以降低严重脑损伤或颅骨骨折的风险。• 但是，头盔并非旨在防止脑震荡。没有“防脑震荡”的头盔。因此，即使戴了头盔，儿童和青少年也必须避免头部受到撞击。
针对燃煤电厂工人头盔式增强现实系统的人体工程学研究
12 名经验丰富的发电厂操作员参与了这项研究。测量了左右胸锁乳突肌、胸锁乳突肌、头半棘肌和上斜方肌的表面肌电图 (sEMG)，并使用小型摄像机记录了右眼的眨眼率。结果显示，三种条件下所有八块肌肉的第 50 和第 90 百分位 sEMG 通常没有显著差异。虽然眨眼率在实验条件下没有显著差异，但出现了一种趋势，即 HoloLens 的平均眨眼率低于 HMT-1 和 No AR（~ 4.5 次眨眼/分钟；减少 28%）。眨眼率较低是眼睛疲劳的风险因素，来自此实验的数据表明 HoloLens 可能会导致眼睛疲劳。必须对长时间持续使用 HoloLens 进行测试，以确定 HoloLens 是否会给电力公用事业现场工作人员带来眼疲劳风险。