——记湖南大学副教授颜凌波
自汽车诞生之日起，交通事故也就不可避免的随之而来。研究交通事故形式、改进汽车设计从而提高安全性已经成了一个重要而迫切的课题，但是真人不可能运用于实验之中。于是，碰撞测试假人就应运而生。碰撞测试假人作为车辆安全性能评价中评估人体伤害程度的重要测试装备，是安全标准的“砝码”。但由于核心技术一直被国外垄断，国内各企业对假人的应用长期处于“受制于人”的局面。而且当前我国所有假人产品均是基于欧美人体尺寸设计，无法准确预报中国人体乘员的损伤风险，我国也由于缺乏相应的实验假人和基础研究滞后一直没能制订更符合中国人体特征的测试和评价标准，汽车、高铁、民航、装甲车等载人运载装备安全防护技术的发展受到了非常大的制约。因此，开展碰撞测试假人等力学损伤仿生假人，尤其是符合中国人体体征的假人设计和开发研究能够不仅有助于打破国外技术垄断，自主掌握引领性核心技术，加速实现我国高水平科技自立自强，摆脱核心技术“受制于人”的局面，推动我国高端装备制造业发展。同时也有利于促进标准创新，把握我国技术标准的主导权，实现从“引进国外技术标准-跟跑”到“自主创新标准-领跑”的转变，从源头掌握我国汽车安全检测市场的主动权，打破国外企业对目前我国汽车安全检测关键装备市场的垄断。
湖南大学副教授颜凌波多年来致力于该领域的研究，他主要从事汽车、装甲车、民航客机等载人运载工具安全性和舒适性、损伤测试假人、人体损伤生物力学等研究。他带领团队成功开发混Ⅲ假人，列车碰撞假人、自动驾驶测试假人、钝性冲击测试假人等20余款假人，技术水平被汽车工程学会组织鉴定为国际先进水平，并在国内近百家左右单位实现应用，成功打破了国外垄断，创造了多项国内首个。同时，他还在教育事业上开展教书育人、为国家培养人才，在产学研融合创新上，为我国损伤测试假人技术和安全防护技术的发展做出了卓越贡献。
创新假人研发 打破技术垄断
2012年，颜凌波在湖南大学完成了博士学业留校任教，担任机械与运载工程学院任教师，并跟自己的博士导师曹立波教授一起开展了“汽车碰撞试验假人关键技术产业化项目”的研究，此后，就和汽车碰撞试验假人研究结下了不解之缘。
据颜凌波介绍，碰撞测试假人可直接用于评估碰撞冲击、爆炸冲击等高速冲击环境对人体的伤害程度，进而评价载人运载装备安全性能优劣，是支撑载人运载装备安全的核心技术。然而，假人产品及其核心技术长期以来被国外垄断，国内相关研究滞后导致所有假人及其易损件主要依赖进口，价格昂贵、供货周期冗长，一旦国外进行技术封锁，我国将面临无“人”可用的尴尬局面。
当时，我国碰撞测试假人工艺、材料等核心技术都是一穷二白，但这种困难没有阻止颜凌波前进的脚步，为了打破国外垄断、树立中国制造品牌，他针对性地开展汽车碰撞测试假人开发研究，并积极投身科研成果转化应用。他围绕面向不同领域的载人运载装备安全测试用假人，向开发中的设计基础理论、核心制造工艺、仿生模拟技术和测试评估方法等基础科学问题和关键技术难题开展系统研究，并且取得开创性的成果。
迄今为止，颜凌波负责主持国家重点研发计划项目、国家自然科学基金项目等13项，其中，在国家自然科学基金青年基金项目和面上项目的资助下，他针对翻滚条件下不同人体尺寸、不同身体区域的损伤机理和损伤准则不明确，现有混Ⅲ50百分位男性假人无法全面准确评估实际翻滚碰撞工况乘员的损伤，只能反映欧美50百分位人体的动态力学响应，无法准确预报中国50百分位人体的损伤风险等问题，开展了创新研究。他提出并建立了可有效快速建立中国人体有限元模型，详细分析中国人体乘员在翻滚中的颈部和胸部损伤机理，为翻滚碰撞中测试假人和乘员约束系统的设计提供了理论基础和设计目标;提出考虑颈部肌肉力作用的假人颈部模块和具备柔性变形特性和内脏器官损伤测量的假人胸部模块的设计，为全面提高翻滚碰撞乘员损伤评估的准确性和适用性提供了有效的评价手段。丰富了中国体征碰撞假人开发的理论基础，为建立符合中国人体特征的翻滚碰撞测试法规，实现具有技术先进性、标准适用性的中国假人系列总体开发目标提供了基础性支持，他所提出的胸部内脏器官的力学特性等效方法和损伤响应测试技术，为突破当前假人无法实现内脏器官损伤测量的应用局限提供了可行的解决方案。
此外，在颜凌波还带领团队开发了符合中国人体体型的汽车碰撞测试假人、火车碰撞测试专用假人、含内脏的创伤弹道测试用假人胸部模块等多个国内外首台套假人产品，并且不断进行爆炸冲击测试假人、舒适性假人等创新产品的研发。目前，颜凌波带领团队成功开发了10多款汽车碰撞测试假人，其中包括以中国50百分位人体尺寸为基础设计的碰撞测试假人、列车碰撞专用测试假人等多项国内首个假人产品，现已在国内外近100家企业获得应用，涉及汽车、航空航天、轨道交通、国防和警用装备、特种设备等多个领域应用，迄今累计创造经济效益超过1亿元，真正彻底打破了国外碰撞测试假人产品在我国的垄断状况。
与此同时，颜凌波还发明了多种整体假人及零部件性能检测方法及装置，获得了大量假人基础实验数据，填补了该领域国内外空白。在此基础上，他还制定了国内首个关于中国假人国家标准和安全带假人行业标准，对建立符合中国人体体征的汽车智能安全检测体系，把握我国技术标准的主导权，丰富理论基础、建立法规提供了重要的支撑。面向未来载人运载装备性能和测试能力提升的发展需求，颜凌波不断推陈出新，通过关键技术和产品的创新，实现我国仿生假人产业由“复制跟跑”向“创新领跑”的转变。
瞄准科技前沿 创新赢战未来
作为新时代的科研人员，颜凌波深知“人才作为第一资源，在科技的发展中起着关键作用”。为了培养未来的人才，他倾尽全力、因材施教，用耐心和细心，为国家培养栋梁之材。作为学院副教授，他现在承担了包括学类核心课程机械工程图学在内的本科生课程教学2门，参与教育部产学合作教改项目(国家级)1项。他还负责设计开发了爆炸冲击下特种车辆防护和乘员损伤力学虚拟仿真实验教学软件，将虚拟仿真教学与实际课堂讲授教学两种模式相结合，共建了虚拟仿真实验教学课程，获得了国家级一流本科课程。目前，颜凌波已经培养了众多优秀人才，他所培养的这些人才现在也取得了不俗的成绩，成为我国未来新生代的科研力量。
目前，随着汽车加速智能化，未来驾乘场景会发生深刻变革，如乘员舱休息场景、办公场景、会议场景等。这就使得座椅需具备多种布局，如后向乘坐、大角度躺姿乘坐等，产生了多种新自动驾驶测试场景，自动驾驶条件下的乘员保护安全法规也正逐步制定和发布。对此，颜凌波认为，未来碰撞假人在非标准坐姿下的乘员保护设计以及不同体态乘员的针对性保护方面将发挥越来越重要的作用。对此，他提出了适用于自动驾驶测试用的碰撞测试假人设计方案，并带领团队与吉利汽车共同开发设计可适用于自动驾驶测试用的碰撞测试假人，相信不久之后，就可以投入使用，这将有助于未来开展自动驾驶工况下的乘员损伤评价和研究。
近期，颜凌波还将在损伤生物力学数据库、各领域专用测试假人和座椅静态舒适性研究与测试假人等方面开展工作。据他介绍，损伤生物力学数据库将建立包含皮肤、肌肉、脂肪、内脏等生物组织器官的力学性能数据，为人体有限元模型的开发和实体假人仿生材料的研制提供关键数据支撑。而专用测试假人的开发则主要针对汽车、军工等领域内的不同测试工况研制相应的专用测试假人。最后，座椅静态舒适性研究则主要针对汽车、高铁、民航、家居用品等领域内的座椅静态舒适性开展研究，并研制专用的舒适性测试假人。这些研究将会进一步推动我国假人产品及相关测试技术的发展，从而推动我国高端装备制造业的发展。
“纸上得来终觉浅、绝知此事要躬行”，未来，颜凌波将继续矢志攻关，不畏艰难砺前行、不断突破创新。同时，他将立足国家需求，面向世界科技前沿、面向经济主战场、面向国家重大需求、面向人民生命健康，为测试假人刻上“中国制造”，真正树立中国品牌，并走出国门、走向世界。(文/张霞)
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