The first crash test dummy was the Sierra Sam created in 1949. This 95th percentile adult male crash test dummy was developed by Sierra Engineering Co. under a contract with the United States Air Force, to be used for evaluation of aircraft ejection seats on rocket sled tests. — Source FTSS

1997年，通用汽车公司的Hybrid III碰撞试验假人正式成为测试符合政府正面碰撞法规和安全气囊安全性的行业标准。通用汽车公司在1977年近20年前开发了这种测试设备，以提供一种生物模拟测量工具——行为与人类非常相似的碰撞测试假人。与早期设计的混合动力II一样，通用汽车与政府监管机构和汽车行业分享了这一尖端技术。这一工具的共享是以改进安全测试和减少全世界公路伤亡的名义进行的。1997年版的Hybrid III是经过一些修改的GM发明。这标志着汽车制造商在安全方面的开拓性旅程中又一个里程碑。Hybrid III是测试先进约束系统的最先进设备；通用汽车公司多年来一直在开发前碰撞安全气囊。它提供了与碰撞对人身伤害的影响相关的广泛可靠数据。

Hybrid III具有代表驾驶员和乘客坐在车内方式的姿势。所有碰撞试验假人在总重量、尺寸和比例上都忠实于他们模拟的人体模型。它们的头部被设计成在碰撞情况下像人的头部一样做出反应。它是对称的，前额的偏转程度与人在碰撞时的偏转程度相当。胸腔有一个钢制胸腔，可以模拟人体胸部在碰撞中的力学行为。橡胶颈部弯曲和伸展的生物理想，膝盖也被设计为响应冲击，类似于人类的膝盖。Hybrid III碰撞试验假人具有乙烯基蒙皮，并配备了复杂的电子工具，包括加速计、电位计和称重传感器。这些工具测量碰撞减速过程中不同身体部位所经历的加速度、挠度和力。

这种先进的设备正在不断改进，并建立在生物力学基础上，医学数据和输入，以及涉及人体尸体和动物的测试。生物力学是研究人体及其力学行为的学科。大学在一些非常可控的碰撞试验中使用活体志愿者进行早期生物力学研究。从历史上看，汽车行业曾使用志愿者测试人类来评估约束系统。

Hybrid III的开发作为发射台，推动了碰撞力及其对人体伤害影响的研究。所有早期的碰撞试验假人，甚至通用的混合动力I和II，都无法提供足够的洞察力，将试验数据转化为汽车和卡车的减少伤害设计。早期的碰撞试验假人非常粗糙，目的很简单——帮助工程师和研究人员验证约束或安全带的有效性。在通用汽车1968年开发混合动力I之前，假人制造商没有一致的方法来生产这些装置。人体各部分的基本重量和大小是基于人类学研究的，但每个单位的假人都不一致。拟人假人的科学还处于起步阶段，其生产质量也各不相同。

20世纪60年代与混合动力i的发展

在20世纪60年代，通用汽车公司的研究人员通过合并两个原始假人的最佳部分，创造了Hybrid I。1966年，奥尔德森研究实验室为通用和福特生产了VIP-50系列。国家标准局也使用了它。这是第一个专门为汽车工业制造的假人。一年后，Sierra Engineering推出了Sierra Stan，这是一款极具竞争力的车型。这两款车型都不让通用汽车的工程师满意，他们将两者的最佳特性结合在一起制作了自己的假人，因此被称为Hybrid I。通用汽车在内部使用了这种车型，但通过汽车工程师学会（SAE）的特别委员会会议与竞争对手分享了其设计。Hybrid I比它的前辈更耐用，产生了更多可重复的结果。

这些早期假人的使用是由美国空军为开发和改进飞行员约束和弹射系统而进行的测试引发的。从40年代末到50年代初，军方使用碰撞试验假人和碰撞雪橇来测试各种应用和人类对伤害的耐受性。以前他们使用的是人类志愿者，但不断提高的安全标准要求进行更高的速度测试，而且更高的速度对人类受试者不再安全。为了测试飞行员约束带，一个高速雪橇由火箭发动机推动，加速速度高达600英里/小时。1956年，约翰·保罗·斯塔普上校在第一届汽车制造商年度会议上分享了美国空军碰撞假人研究的成果。

后来，在1962年，通用汽车试验场推出了第一款汽车撞击雪橇（HY-GE雪橇）。它能够模拟全尺寸汽车产生的实际碰撞加速度波形。四年后，通用汽车公司的研究开发了一种通用方法，用于确定实验室试验期间测量拟人假人撞击力时产生的伤害危害程度。

飞机安全

具有讽刺意味的是，多年来，汽车行业在这方面的技术专长大大超过了飞机制造商。20世纪90年代中期，汽车制造商与飞机工业合作，使其跟上与人类耐受性和伤害相关的碰撞试验的进展。北约国家对汽车碰撞研究特别感兴趣，因为直升机碰撞和飞行员高速弹射都存在问题。据认为，汽车数据可能有助于使飞机更安全。

政府管制与发展混合动力2

当国会通过1966年《国家交通和机动车安全法》时，汽车的设计和制造成为一个受管制的行业。此后不久，政府和一些制造商就碰撞假人等测试设备的可信度展开了辩论。

国家公路安全局坚持使用奥尔德森的VIP-50假人验证约束系统。他们需要每小时30英里的速度，在坚硬的墙壁上进行迎面障碍测试。反对者声称，从制造角度来看，使用该碰撞试验假人进行试验所获得的研究结果是不可重复的，并且没有在工程术语中定义。研究人员不能依赖于测试单元的一致性能。联邦法院同意这些批评。通用汽车没有参加法律抗议。相反，GM改进了Hybrid I碰撞试验假人，以应对SAE委员会会议上出现的问题。通用汽车公司开发了定义碰撞试验假人的图纸，并创建了校准试验，以在受控实验室环境中标准化其性能。1972年，通用汽车公司将图纸和校准交给了假人制造商和政府。新的GM Hybrid II碰撞试验假人满足了法院、政府和制造商的要求，并成为正面碰撞试验的标准，以符合美国汽车约束系统法规。通用汽车的理念一直是与竞争对手分享碰撞试验虚拟创新，并在此过程中不赚取任何利润。

混合iii：模仿人类行为

1972年，当通用汽车与业界共享Hybrid II时，通用汽车研究院的专家们开始了一项开创性的工作。他们的任务是开发一种碰撞试验假人，能够更准确地反映车辆碰撞时人体的生物力学特性。这将被称为混合III。为什么这是必要的？通用汽车已经进行了远远超过政府要求和其他国内制造商标准的测试。从一开始，通用汽车就开发了每一款碰撞假人，以满足测试测量和增强安全设计的特殊需要。工程师们需要一种测试设备，使他们能够在他们为提高通用汽车的安全性而开发的独特实验中进行测量。Hybrid III研究小组的目标是开发第三代仿人碰撞试验假人，其响应比Hybrid II碰撞试验假人更接近生物力学数据。费用不是问题。

研究人员研究了人们坐在汽车里的方式以及他们的姿势与眼睛位置的关系。他们试验并改变了制作假人的材料，并考虑添加内部元素，如胸腔。材料的刚度反映了生物力学数据。使用精确的数控机械制造改进的假人。

1973年，通用汽车公司与世界顶尖专家举行了第一次国际研讨会，讨论人类影响反应特征。以前每一次这样的聚会都集中在伤病上。但现在，通用汽车想调查人们在车祸中的反应方式。基于这一认识，通用汽车公司开发了一种碰撞假人，其行为更接近人类。该工具提供了更有意义的实验室数据，使设计变更能够真正帮助预防伤害。通用汽车在开发测试技术以帮助制造商制造更安全的汽车和卡车方面一直处于领先地位。在整个开发过程中，通用汽车公司还与SAE委员会进行了沟通，以收集假人和汽车制造商的输入。在混合动力III研究开始仅仅一年后，通用汽车就与政府签订了一份更精致的假人合同。1973年，通用汽车公司创建了GM 502，它借鉴了研究小组所了解到的早期信息。它包括一些姿势的改进，一个新的头部，和更好的关节特征。1977年，通用汽车公司将Hybrid III投入商用，包括通用汽车公司研发的所有新设计功能。

1983年，通用汽车向美国国家公路交通安全管理局（NHTSA）提出申请，要求允许使用混合动力III作为政府合规性的替代试验装置。通用汽车还向行业提供了安全测试期间可接受假人性能的目标。这些目标（伤害评估参考值）对于将Hybrid III数据转化为安全改进至关重要。然后在1990年，通用汽车公司要求混合III型假人成为满足政府要求的唯一可接受的试验装置。一年后，国际标准化组织（ISO）通过了一项一致决议，承认Hybrid III的优越性。Hybrid III现在是国际正面碰撞试验的标准。

多年来，Hybrid III和其他假人经历了许多改进和变化。例如，通用汽车公司开发了一种可变形嵌件，该嵌件在通用汽车公司开发测试中常规使用，以指示腰带从骨盆到腹部的任何移动。此外，SAE还汇集了汽车公司、零件供应商、假人制造商和美国政府机构的人才，共同努力提高试验假人的能力。最近的1966年SAE项目与NHTSA联合，增强了踝关节和髋关节。然而，假人制造商对于更改或增强标准装置非常保守。通常，汽车制造商必须首先表明需要进行特定的设计评估，以提高安全性。然后，根据行业协议，可以添加新的测量能力。SAE作为一个技术交流中心来管理和最小化这些变更。

这些拟人测试设备的准确度有多高？充其量，它们可以预测现场可能发生的情况，因为没有两个真实的人在大小、体重或比例上是相同的。然而，测试需要一个标准，现代假人已经被证明是有效的预测者。碰撞试验假人始终证明，标准的三点式安全带系统是非常有效的约束系统，并且与真实碰撞相比，数据保持良好。安全带将驾驶员车祸死亡人数减少了42%。增加安全气囊可将保护提高到约47%。

适应安全气囊

七十年代末的安全气囊测试产生了另一种需求。根据对粗糙假人的测试，通用汽车工程师知道儿童和较小的乘员可能容易受到安全气囊攻击性的影响。安全气囊必须以非常高的速度充气，以在碰撞中保护乘客——实际上不到一眨眼的时间。1977年，通用汽车公司开发了儿童安全气囊假人。研究人员利用从小动物研究中收集的数据校准了假人。西南研究所进行了这项测试，以确定受试者可以安全承受哪些影响。后来，通用汽车公司通过SAE共享了数据和设计。

通用汽车公司还需要一个测试装置来模拟一个小型女性，用于测试驾驶员安全气囊。1987年，通用汽车公司将Hybrid III技术转让给代表第5百分位女性的假人。同样是在20世纪80年代末，疾病控制中心发布了一份合同，让一系列混合III型假人帮助测试被动约束。俄亥俄州立大学赢得了合同，并寻求通用汽车的帮助。在与SAE委员会的合作下，GM为混合III假人家族的发展做出了贡献，该家族包括一名95%的男性、一名小女性、一名6岁的儿童假人和一名新的3岁儿童假人。每种都有混合III技术。

1996年，通用汽车、克莱斯勒和福特开始担心安全气囊充气导致的伤害，并通过美国汽车制造商协会（AAMA）向政府请愿，要求解决安全气囊展开过程中乘员位置不当的问题。其目标是实施ISO认可的试验程序——使用小型女性假人进行驾驶员侧试验，使用6岁和3岁的假人，以及婴儿假人进行乘客侧试验。SAE委员会后来与领先的测试设备制造商之一First Technology Safety Systems开发了一系列婴儿假人。6个月大、12个月大和18个月大的假人现在可用于测试安全气囊与儿童约束装置的相互作用。被称为CRABI或儿童约束安全气囊交互假人，当放置在配备安全气囊的前排乘客座椅上时，它们能够测试后向婴儿约束装置。各种假人尺寸和类型（小、平均和非常大）允许GM实施广泛的试验和碰撞类型矩阵。大多数测试和评估都不是强制性的，但通用汽车公司通常会进行法律不要求的测试。在20世纪70年代，侧面碰撞研究需要另一种版本的试验装置。NHTSA与密歇根大学的研发中心合作开发了一种特殊的侧面碰撞假人，即SID。欧洲人于是创造了更为复杂的EuroSID。随后，通用汽车公司的研究人员通过SAE为开发一种称为BioSID的更类似生物的装置做出了重大贡献，该装置目前用于开发测试。

20世纪90年代，美国汽车工业致力于制造一种特殊的小型乘员假人，用于测试侧面碰撞安全气囊。通用汽车、克莱斯勒和福特通过USCAR联合开发SID-2s，USCAR是一个为在不同行业和政府部门之间共享技术而成立的财团。假人模仿小型女性或青少年，帮助测量他们对侧面碰撞安全气囊充气的耐受性。美国制造商正在与国际社会合作，建立这种较小的侧面碰撞装置，作为成人假人的起始基础，用于侧面碰撞性能测量的国际标准。他们正在鼓励接受国际安全标准，并就协调方法和测试达成共识。随着越来越多的汽车销往全球市场，汽车行业高度致力于统一标准、测试和方法。

汽车安全检测的未来

未来是什么？通用汽车的数学模型提供了有价值的数据。数学测试也允许在较短的时间内进行更多的迭代。通用汽车从机械式安全气囊传感器向电子式安全气囊传感器的转变创造了一个激动人心的机会。现在和未来的安全气囊系统都有电子“飞行记录器”作为其碰撞传感器的一部分。计算机内存将从碰撞事件中捕获现场数据，并存储以前从未有过的碰撞信息。有了这些真实世界的数据，研究人员将能够验证实验室结果，修改假人、计算机模拟和其他测试。

退休的通用汽车安全和生物力学专家哈罗德·巴德·默茨（Harold“Bud”Mertz）说：“高速公路变成了测试实验室，每一次撞车都成为了解如何保护人们的途径。”。“最终，可能会包括用于汽车周围碰撞的碰撞记录仪。”

通用汽车公司的研究人员不断完善碰撞试验的各个方面，以提高安全性。例如，由于约束系统有助于消除越来越多的灾难性上半身损伤，安全工程师们注意到了致残、小腿创伤。通用汽车公司的研究人员开始为假人设计更好的小腿反应。他们还为颈部添加了“皮肤”，以防止气囊在测试过程中干扰颈椎。

有朝一日，屏幕上的计算机“假人”可能会被虚拟人取代，虚拟人拥有心脏、肺和所有其他重要器官。但在不久的将来，这些电子场景不太可能取代真实场景。在未来的许多年里，碰撞假人将继续为通用汽车公司的研究人员和其他人员提供关于乘员碰撞保护的卓越洞察力和智能。

特别感谢克劳迪奥·保利尼