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下雨天車輛打滑撞上路樹會發生什麼事?側方立柱碰撞測試

車輛中心ARTC_96
・2018/07/31 ・1512字 ・閱讀時間約 3 分鐘 ・SR值 731 ・高於十二年級
  • 文/陳新喆 │ 財團法人車輛研究測試中心 技術服務處

實車碰撞測試的各種測試項目,都是為了模擬使用者在道路行駛時,可能發生的碰撞情境。像是前方偏置碰撞模擬與對向車輛的碰撞,側方碰撞模擬轉彎時或通過十字路口受到側向來車的撞擊。本文將介紹側方立柱碰撞測試,此種測試主要是模擬道路因下雨或結冰路面濕滑時,車輛打滑失控使車輛側面撞擊到路樹/路燈或電線桿。

有別於一般的側方碰撞使用可潰縮碰撞壁,側方立柱碰撞則使用剛性圓柱(像是電線桿)來執行,如下圖所示。兩者相較之下,側方立柱碰撞因與車輛撞擊接觸的剛性圓柱是堅硬的鋼材且接觸面積小,對於車體的局部剛性要求就更為嚴苛,才能避免車體有過多的侵入量,進而造成車內人員嚴重的傷害。另外車輛設計上也應提供額外的緩衝功能,像是側氣簾防止撞擊過程中頭部直接撞到柱子,或是座椅側氣囊避免車門直接擠壓軀幹。

ARTC 實車碰撞實驗室執行側方立柱碰撞。 圖/ARTC 提供

測試移動平台是如何設計的?

為了模擬「讓車子打滑去撞柱子」之情境,經國際上車輛安全領域的專家評估過後,認為較佳的方法就是讓測試車一開始就橫的走,然後再去撞擊柱子。

那要怎麼讓測試車橫的走呢?必須先準備一個夠大的移動平台,把受測試車放在上面,再拖行移動平台,使測試車撞擊立柱。另外,為了正確模擬車輛橫向打滑的現象,需要避免移動平台的能量透過測試車輪胎傳遞至測試車上,因此必須盡可能降低測試車與移動平台間的摩擦力,使車輛撞擊時能出現相對滑動的現象。

那被測試車撞擊的立柱呢?在國際上,普遍採用直徑 10 英寸的圓柱。圓柱會透過支架,才安裝於碰撞壁上;這樣的設計使得圓柱與碰撞壁有足夠的距離,讓車輛撞擊圓柱時,不至於會撞到碰撞壁造成二次撞擊。而圓柱與支架亦須懸空,與地面間留有一段空間,使移動平台不會撞到,但又不能太高,圓柱下緣需比測試車底盤略低一些,如下圖所示,如此一來才能確保整個車身都能撞擊到圓形立柱。

立柱下緣需與測試車底盤相對應關係。 圖/ARTC 提供

擺放在車內的人偶,各國法規或新車評鑑制度則有不同的做法,在歐洲新車評鑑 Euro NCAP、聯合國 UN/ECE 及全球技術法規 GTR 是採用 WorldSID 50% 人偶,在美國新車評鑑 U.S. NCAP、美規 FMVSS 則是採用 EuroSID-II 人偶或 SID-IIs 5% 女性人偶來執行測試,來模擬女性駕駛時的保護性;目前車輛研究測試中心(ARTC)實車碰撞實驗室具備 EuroSID-II 人偶及 SID-IIs 5% 女性人偶可提供測試時使用。

最後是測試速度撞擊角度,早期的 Euro NCAP及FMVSS 201 皆採用車身縱向與移動平台前進方向垂直的方式進行,如下圖左側所示,以 29 km/h 的速度進行碰撞,且圓柱中心與人偶頭部重心在同一條直線上。而較新的法規如 ECE R135、FMVSS 214 或新版的 Euro NCAP,則採車身縱向與移動平台前進方向呈 75 度夾角,如下圖右側所示,以 32 km/h 的速度進行碰撞,同樣的圓柱中心與人偶頭部重心在同一條直線上。

側方立柱碰撞夾角示意圖。 圖/ARTC 提供

「車輛研究測試中心」(ARTC) 有鑑於國際碰撞測試之動向,實車碰撞實驗室已於 2016 年完成側方立柱碰撞測試的建置(如下表所示),並已順利完成多次的測試。

這些碰撞測試主要可用以協助進行未來氣囊開發調校車體結構改良相關的驗證,進而增進車輛的安全性與可靠度。

ARTC 側方立柱碰撞測試能量。 圖/ARTC 提供

本文出自財團法人車輛研究測試中心原文於此,如需轉載,歡迎與車輛中心聯繫。

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車輛中心ARTC_96
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財團法人車輛研究測試中心 (ARTC),江湖俗稱車測中心,但更希望大家能稱呼我們為「車輛中心」,因為我們不只做測試,我們也做創新研發;我們是由一群對車輛有著專業知識與熱情的工程師所組成,期望透過泛科學這個平台與大家分享各種車輛知識,讓大家更懂車。


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揭開人體的基因密碼!——「基因定序」是實現精準醫療的關鍵工具

科技魅癮_96
・2021/11/16 ・1998字 ・閱讀時間約 4 分鐘

為什麼有些人吃不胖,有些人沒抽菸卻得肺癌,有些人只是吃個感冒藥就全身皮膚紅腫發癢?這一切都跟我們的基因有關!無論是想探究生命的起源、物種間的差異,乃至於罹患疾病、用藥的風險,都必須從了解基因密碼著手,而揭開基因密碼的關鍵工具就是「基因定序」技術。

揭開基因密碼的關鍵工具就是「基因定序」技術。圖/科技魅癮提供

基因定序對人類生命健康的意義

在歷史上,DNA 解碼從 1953 年的華生(James Watson)與克里克(Francis Crick)兩位科學家確立 DNA 的雙螺旋結構,闡述 DNA 是以 4 個鹼基(A、T、C、G)的配對方式來傳遞遺傳訊息,並逐步發展出許多新的研究工具;1990 年,美國政府推動人類基因體計畫,接著英國、日本、法國、德國、中國、印度等陸續加入,到了 2003 年,人體基因體密碼全數解碼完成,不僅是人類探索生命的重大里程碑,也成為推動醫學、生命科學領域大躍進的關鍵。原本這項計畫預計在 2005 年才能完成,卻因為基因定序技術的突飛猛進,使得科學家得以提前完成這項壯舉。

提到基因定序技術的發展,早期科學家只能測量 DNA 跟 RNA 的結構單位,但無法排序;直到 1977 年,科學家桑格(Frederick Sanger)發明了第一代的基因定序技術,以生物化學的方式,讓 DNA 形成不同長度的片段,以判讀測量物的基因序列,成為日後定序技術的基礎。為了因應更快速、資料量更大的基因定序需求,出現了次世代定序技術(NGS),將 DNA 打成碎片,並擴增碎片到可偵測的濃度,再透過電腦大量讀取資料並拼裝序列。不僅更快速,且成本更低,讓科學家得以在短時間內讀取數百萬個鹼基對,解碼許多物種的基因序列、追蹤病毒的變化行蹤,也能用於疾病的檢測、預防及個人化醫療等等。

在疾病檢測方面,儘管目前 NGS 並不能找出全部遺傳性疾病的原因,但對於改善個體健康仍有積極的意義,例如:若透過基因檢測,得知將來罹患糖尿病機率比別人高,就可以透過健康諮詢,改變飲食習慣、生活型態等,降低發病機率。又如癌症基因檢測,可分為遺傳性的癌症檢測及癌症組織檢測:前者可偵測是否有單一基因的變異,導致罹癌風險增加;後者則針對是否有藥物易感性的基因變異,做為臨床用藥的參考,也是目前精準醫療的重要應用項目之一。再者,基因檢測後續的生物資訊分析,包含基因序列的註解、變異位點的篩選及人工智慧評估變異點與疾病之間的關聯性等,對臨床醫療工作都有極大的助益。

基因定序有助於精準醫療的實現。圖/科技魅癮提供

建立屬於臺灣華人的基因庫

每個人的基因背景都不同,而不同族群之間更存在著基因差異,使得歐美國家基因庫的資料,幾乎不能直接應用於亞洲人身上,這也是我國自 2012 年發起「臺灣人體生物資料庫」(Taiwan biobank),希望建立臺灣人乃至亞洲人的基因資料庫的主因。而 2018 年起,中央研究院與全臺各大醫院共同發起的「臺灣精準醫療計畫」(TPMI),希望建立臺灣華人專屬的基因數據庫,促進臺灣民眾常見疾病的研究,並開發專屬華人的基因型鑑定晶片,促進我國精準醫療及生醫產業的發展。

目前招募了 20 萬名臺灣人,這些民眾在入組時沒有被診斷為癌症患者,超過 99% 是來自中國不同省分的漢族移民人口,其中少數是臺灣原住民。這是東亞血統個體最大且可公開獲得的遺傳數據庫,其中,漢族的全部遺傳變異中,有 21.2% 的人攜帶遺傳疾病的隱性基因;3.1% 的人有癌症易感基因,比一般人罹癌風險更高;87.3% 的人有藥物過敏的基因標誌。這些訊息對臨床診斷與治療都相當具實用性,例如:若患者具有某些藥物不良反應的特殊基因型,醫生在開藥時就能使用替代藥物,避免病人服藥後產生嚴重的不良反應。

基因時代大挑戰:個資保護與遺傳諮詢

雖然高科技與大數據分析的應用在生醫領域相當熱門,但有醫師對於研究結果能否運用在臨床上,存在著道德倫理的考量,例如:研究用途的資料是否能放在病歷中?個人資料是否受到法規保護?而且技術上各醫院之間的資料如何串流?這些都需要資通訊科技(ICT)產業的協助,而醫師本身相關知識的訓練也需與時俱進。對醫院端而言,建議患者做基因檢測是因為出現症狀,希望找到原因,但是如何解釋以及病歷上如何註解,則是另一項重要議題。

從人性觀點來看,在技術更迭演進的同時,對於受測者及其家人的心理支持及社會資源是否相應產生?回到了解病因的初衷,在知道自己體內可能有遺傳疾病的基因變異時,家庭成員之間的情感衝擊如何解決、是否有對應的治療方式等,都是值得深思的議題,也是目前遺傳諮詢門診中會詳細解說的部分。科技的初衷是為了讓人類的生活變得更好,因此,基因檢測如何搭配專業的遺傳諮詢系統,以及法規如何在科學發展與個資保護之間取得平衡,將是下一個基因時代的挑戰。

更多內容,請見「科技魅癮」:https://charmingscitech.pse.is/3q66cw

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科技魅癮_96
15 篇文章 ・ 12 位粉絲
《科技魅癮》的前身為1973年初登場的《科學發展》月刊,每期都精選1個國際關注的科技議題,邀請1位國內資深學者擔任客座編輯,並訪談多位來自相關領域的科研菁英,探討該領域在臺灣及全球的研發現況及未來發展,盼可藉此增進國內研發能量。 擋不住的魅力,戒不了的讀癮,盡在《科技魅癮》