Čo je to bezpečnostný systém heliem MIPS, ako funguje a oplatí sa? Plnia vlasy tú istú úlohu?
Ak ste v poslednej dobe kupovali prilbu, pravdepodobne ste prišli do kontaktu s prilbou vybavenou systémom MIPS, ktorý spoznáte podľa žltej vložky a malého žltého loga na vonkajšej strane prilby.
Čo však je MIPS a prečo je teraz toľko prilieb vybavených touto technológiou?
Spravili sme rozhovor so spoločnosťou MIPS a nechali sme sa previesť jej sídlom v Štokholme vo Švédsku (prostredníctvom videa), aby sme pochopili, čo je MIPS, ako funguje, aká je história tejto technológie a či sa oplatí zaobstarať si prilbu s MIPS.
Čo je to MIPS?
MIPS je skratka výrazu Multi-directional Impact Protection (z angl.: viacsmerová ochrana proti nárazu) a ide o bezpečnostnú technológiu, ktorú používa viac ako 120 značiek. V roku 2020 bolo na trhu približne 729 prilieb s MIPS-om a predalo sa ich dokopy 7,3 milióna kusov.
MIPS sa používa v cyklistických prilbách, ale nájdeme ho aj v jazdeckých prilbách, stavebných prilbách alebo aj v motocyklových prilbách.
Samotný systém MIPS je vrstva s nízkym trením, ktorá sa nachádza medzi škrupinou z EPS a výstelkou prilby a umožňuje posuvný pohyb 10 až 15 mm vo všetkých smeroch. Cieľom je znížiť prenos rotačného pohybu na mozog.
Zatiaľ čo lineárne alebo priame nárazy môžu viesť k zlomeninám lebky a krvácaniu, podľa spoločnosti MIPS štúdie ukazujú, že rotačné nárazy môžu viesť k otrasu mozgu a vážnym traumatickým poraneniam mozgu.
Ako funguje systém MIPS?
Systém MIPS skrátka funguje tak, že pomocou pohyblivej vrstvy zabraňuje rotačným nárazom, aby sa preniesli na váš mozog. Ale ako už možno tušíte, je to trochu zložitejšie.
Systém MIPS vo svojej podstate napodobňuje našu vlastnú ochrannú štruktúru hlavy. Medzi lebkou a mozgom je vrstva mozgovomiechovej tekutiny, ktorá umožňuje mozgu kĺzať vo vnútri hlavy a chráni ho pred rotačnými silami spôsobenými šikmými nárazmi.
MIPS tvrdí, že zatiaľ čo väčšina prilieb je navrhnutá tak, aby chránili pred lineárnymi silami, ich systém zohľadňuje aj rotačné sily.
Vcelku to dáva zmysel, keď si spomeniete na akýkoľvek pád na bicykli alebo dokonca len obyčajný pád. Pravdepodobnosť, že by ste pri páde zvisle na zem boli vystavení len lineárnej (priamej) sile, je neuveriteľne malá – takmer vždy ide náraz pod určitým uhol.
Peter Halldin, technický riaditeľ spoločnosti MIPS, vysvetľuje, čo sa stane, keď spadnete pod uhlom a ako systém MIPS pôsobí proti rotačným silám, ktoré z tohto dôvodu vznikajú:
„Pri páde na zem máme horizontálnu rýchlosť vpred a náraz do zeme a počas tohto nárazu vzniká tangenciálna sila, ktorá vedie k rotácii prilby a hlavy.“
MIPS napodobňuje pád na ľade
„Systém MIPS v skutočnosti napodobňuje pád na ľade. Takže namiesto toho, aby sa hlava zachytila o zem a prešla rotáciou, je to skôr akoby sme sa kĺzali po ľade a pokračovali v smere, ktorým by sme mali ísť.“
Zavedením kĺzavej vrstvy do prilby majú hlava a mozog väčšiu šancu pokračovať počas nárazu v lineárnom smere, na rozdiel od toho, aby boli vystavené nebezpečným rotačným silám.
Treba tiež poznamenať, že časový úsek, v ktorom môže prilba skutočne niečo urobiť, aby pomohla zabrániť vážnemu poraneniu mozgu, je veľmi krátky.
„Náraz je veľmi rýchly“ vysvetľuje Halldin. „Trvanie nárazu je približne 5 až 10 milisekúnd. Počas tohto veľmi krátkeho času je sila a zrýchlenie pôsobiace na hlavu veľmi vysoké. Je to, ako keby vám na hlave stálo naraz viac ako desať ľudí.“
Halldin hovorí, že systém MIPS umožňuje hlave pohybovať sa aj pri takejto hodnote tlaku, a zdôrazňuje, že prilba bez vrstvy s nízkym trením by sa na hlave už nemohla pohybovať.
Prečo je ochrana proti rotačnej sile taká dôležitá?
Tím MIPS používa dve paralely, ktoré pomáhajú vysvetliť, o čo ide a prečo je dôležité zabrániť prenosu rotačných síl do mozgu.
„Ľudský mozog je veľmi podobný vode, pokiaľ ide o mechanické vlastnosti,“ hovorí Halldin.
Podobne ako voda, ani mozog sa nedá stlačiť. Ak vystavíte nádobu s vodou alebo ľudskú hlavu lineárnej sile, Halldin hovorí, že v prípade strednej časti nádoby s vodou a mozgu uvidíte veľmi nízke hodnoty deformácie. Ak však zavediete rotačnú silu, uvidíte vyššie hodnoty deformácie v strede.
Marcus Seyffarth, vedúci vývoja produktov v spoločnosti MIPS, používa na vysvetlenie účinku týchto hodnôt deformácie paralelu s naťahovaním elastického pásu.
Čím viac natiahnete elastický pás, tým je menej pravdepodobné, že sa vráti do pôvodného tvaru a to isté možno povedať o rotačných silách v mozgu.
„Ak mozog prekoná malý rotačný pohyb, nič sa nestane. Ak je to trochu viac, môžete byť trochu otrasení, ale budete v poriadku. Ak však dostanete silný náraz, môže dôjsť k vážnemu traumatickému poškodeniu mozgu.“
Takto vážne traumatické poškodenie mozgu sa môže prejaviť rôznymi spôsobmi. Axóny alebo nervové vlákna v mozgu sa môžu prerušiť, čo spôsobí difúzne axonálne poškodenie (DAI) alebo sa môžu pretrhnúť cievy, čo vedie k subdurálnemu hematómu, kde krv sa zhromaždí medzi mozgom a lebkou. To môže viesť k rôznym príznakom od pocitu nevoľnosti až po ochrnutie jednej strany tela.
Kto vytvoril systém MIPS?
Počiatky systému MIPS siahajú do roku 1995, keď Halldin, v tom čase doktorand, skúmal biomechaniku poranení hlavy a krku.
„Pochopil som, že mozog sa môže posúvať vo vnútri lebky v mozgovomiechovom moku. Opýtal som sa teda svojho školiteľa Hansa von Holsta, mozgového chirurga, či by sa tento bezpečnostný systém nedal použiť v prilbe a on povedal, že ‚je to skvelý nápad‘. Tak sme začali pracovať na tejto myšlienke a zistili sme, že má pravdepodobne dobrý potenciál na zvýšenie bezpečnosti v prilbách.“
Dvojica začala skúmať typy nárazov, ktorým sú vystavené cyklistické a motocyklové prilby, ako aj aktuálne testovacie normy.
Vďaka tomu si uvedomili, že normy testujú len lineárne nárazy a nie rotačné sily a v roku 1996 prišli s myšlienkou MIPS-u. Prvá vedecká publikácia týkajúca sa systému MIPS bola uverejnená začiatkom roku 2000.
Halldin a von Holst potom v roku 2001 založili spoločnosť MIPS AB a v roku 2007 uviedli na trh prvú prilbu s MIPS-om, ktorá bola vlastne jazdeckou prilbou.
O niekoľko rokov neskôr spoločnosť uviedla na trh prvú prilbu s technológiou MIPS prostredníctvom iného výrobcu. Uvedomili si, že existuje väčší potenciál na zavedenie systému MIPS do prilieb, ak budú spolupracovať s inými výrobcami prilieb, ako keby mali vyrábať vlastné.
Ide o obchodný model podobný značkám Gore-Tex alebo Polartec, ktoré predávajú svoje výrobky rôznym odevným spoločnostiam.
„Boli sme malá spoločnosť. Dostať svoj výrobok do prilieb rôznych segmentov si vyžaduje dosť veľa úsilia,“ povedal Halldin.
„V roku 2010 sme cítili, že máme väčšiu možnosť zachrániť viac životov, ak sa staneme „doplňujúcou“ značkou. Vďaka tomu sme sa dokázali integrovať do oveľa, oveľa väčšieho počtu prilieb, ako keby sme boli len samotnou značkou prilieb.“
V súčasnosti spoločnosť MIPS spolupracuje s výrobcami prilieb na tom, aby technológiu MIPS zakomponovali do svojich prilieb od samého začiatku procesu navrhovania a tiež spolupracuje so značkami, aby im poskytla poradenstvo v iných aspektoch návrhu prilieb.
Ovplyvňuje MIPS veľkosť prilby?
Keď sa technológia MIPS začala prvýkrát zavádzať do prilieb, išlo o dodatočnú montáž technológie do prilieb, ktoré už boli dostupné na trhu.
Znamenalo to, že to malo vplyv na veľkosť prilby, pretože MIPS pridával 0,5 až 0,8 mm širokú vrstvu, ktorá zmenšovala dostupný priestor na hlavu.
To sa však už väčšinou nestáva, pretože MIPS teraz spolupracuje so značkami už vo fáze vývoja ich prilieb a integruje bezpečnostnú technológiu od samého začiatku.
Značky teda teraz môžu zohľadniť priestor, ktorý MIPS zaberá, aby prilby presnejšie zodpovedali danej veľkosti.
Naozaj MIPS funguje?
Otázka, či systém MIPS skutočne funguje, je komplikovaná, keďže rôzne výskumné inštitúcie a samotný MIPS uvádzajú rôzne tvrdenia o účinnosti bezpečnostného systému.
Vlastné testy MIPS-u
Spoločnosť MIPS venuje veľa času testovaniu svojej technológie vo vlastnom laboratóriu. V skutočnosti je testovanie základom činnosti spoločnosti MIPS už od jej vzniku. V čase, keď sme robili rozhovor so spoločnosťou MIPS, práve sa blížila hranica 48 600 dokončených testov.
Vlastné testovanie spoločnosti MIPS ukazuje, že prilba vybavená systémom MIPS vedie k výraznému zníženiu namáhania v porovnaní s rovnakou prilbou bez systému MIPS.
Systém MIPS meria účinky spôsobené nárazom pomocou hláv figurín, ktoré majú rovnakú kinematiku ako ľudská hlava a sú vybavené šiestimi akcelerometrami.
Figuríny sa používajú pri rôznych testoch vrátane pádu hlavy rýchlosťou 6,2 m/s na šikmý povrch.
Testy sa zaznamenávajú vysokorýchlostnými kamerami, aby sa zabezpečila zhodnosť všetkých testov a aby sa mohli analyzovať neočakávané výsledky.
Údaje zaznamenané akcelerometrami sa potom vkladajú do modelu konečných prvkov hlavy a mozgu, ktorý dokáže nasimulovať, čo by sa stalo pri náraze.
„Pri každom náraze uložíme 1 875 dátových bodov z každého akcelerometra. Takže do modelu končených prvkov vkladáme veľké množstvo údajov a krok za krokom simulujeme milisekundy, ako keby skutočný človek prešiel takýmto nárazom,“ povedal Seyffarth.
Seyffarth tvrdí, že každá prilba so žltým logom MIPS dostupná na trhu bola testovaná a prešla normami, ktoré musí spĺňať.
„Vždy, keď schvaľujeme prilbu do výroby, dodržiavame interný protokol, v ktorom požadujeme minimálne 10% zníženie namáhania v každom mieste nárazu, v každej prilbe a v každej veľkosti.“
„Ale to je len minimum. Zaznamenávame všetko od 10,1 percenta až po 75-percentné zníženie namáhania. Povedal by som, že najbežnejšie je niekde v oblasti 25- až 30-percentného zníženia namáhania.“
Môžete namietať, že zníženie o 10% je málo. Ale ak si predstavíte krivku poškodenia mozgu, ktorá začína veľmi strmou časťou a potom pokračuje vodorovne, asi začnete chápať, že práve tých prvých 10% je kritických a ako hovorí Seyffarth, môže byť rozdielom medzi tým, či zajtra budete jazdiť alebo nie.
MIPS chce zdôrazniť, že môže reálne testovať, či je systém bezpečnejší len v laboratórnych podmienkach.
„Každá prilba je iná, každý pád je iný a každý človek je iný,“ vysvetľuje Seyffarth. „Takže keď testujeme prilby, testujeme ich v izolovanom prostredí, aby sme sa uistili, že náš systém funguje.
„Pri schvaľovaní prilby sa pozeráme na aktuálne čísla, ale konečné čísla sa môžu líšiť medzi rôznymi prilbami a značkami prilieb.“
„Vždy, keď schvaľujeme prilby, používame len údaje z toho istého dňa. V ideálnom prípade by sme chceli testovať len prilby vyrobené v rovnakej šarži, vyrobené za rovnakej vlhkosti a podobne, aby sme sa zbavili čo najviac vedľajších faktorov.“
Seyffarth hovorí, že porovnávanie prilieb nie je ako porovnávanie „jabĺk s jablkami“, a preto MIPS nikdy nebude tvrdiť, že jedna prilba je napríklad o 30% bezpečnejšia ako iná.
Externé testy MIPS
Čo však o bezpečnosti systému MIPS tvrdia iní?
Virginia Tech tech od roku 2019 otestovala viac ako 130 cyklistických prilieb vo všetkých kategóriách a prilby vybavené technológiou MIPS neustále dominujú v rebríčkoch, pričom v prvej desiatke najlepších prilieb v kategóriách cestných, horských a mestských prilieb sa MIPS určite nachádza.
K podobným záverom o systéme MIPS dospela aj švédska poisťovacia spoločnosť Folksam vo svojom teste prilieb v roku 2020. Celkovo osem prilieb dostalo od spoločnosti Folksam označenie „odporúčané“ a päť z nich bolo vybavených systémom MIPS. Uviedli, že týchto osem prilieb bolo o 18 až 76% lepších ako priemerná prilba.
Niektorí ale o účinnosti systému MIPS pochybujú.
Inštitút pre bezpečnosť cyklistických prilieb tvrdí, že ich testovanie „ukázalo, že MIPS skutočne znižuje rotačné zrýchlenie. Keď je však hlava obmedzená – ako napríklad pri krku – MIPS nefunguje dobre.“
Inštitút na tej istej stránke uverejnil Halldinovu odpoveď, v ktorej hovorí: „Máme k dispozícii viac ako 17 000 testov vykonaných vo Švédsku, ktoré ukazujú, že všetky prilby s MIPS sú výrazne lepšie ako prilby bez MIPS. Máme vedecké dôkazy o tom, že prilba s vrstvou s nízkym trením prinesie rozdiel v teste zahŕňajúcom tangenciálnu silu.“
Naozaj potrebujeme MIPS a oplatí sa?
Zvýšená bezpečnosť určite nie je zlý nápad a systém MIPS presvedčivo dokazuje, prečo je rozumné urobiť opatrenia kvôli ochrane pred rotačnými nárazmi.
Aj keď MIPS zvyšuje cenu prilby, nie je to až taký obrovský nárast ceny a existuje množstvo prilieb s MIPS za menej ako 100 eur.
Alternatívy MIPS-u
Existuje niekoľko alternatív k systému MIPS, ktoré chránia aj pred rotačnými nárazmi, pričom značky sa rozhodli pre vlastné riešenia ochrany pred rotačnými nárazmi, ako napríklad test rotačného nárazu WG11 spoločnosti Kask a technológia Spin spoločnosti POC (hoci spoločnosť POC prechádza na systém MIPS u všetkých svojich prilieb).
Viaceré prilby s týmito alternatívnymi systémami sa v testoch umiestňujú rovnako dobre ako iné prilby s MIPS a niekedy aj lepšie.
Jedným z alternatívnych systémov je technológia WaveCel od spoločnosti Bontrager, ktorá údajne znižuje rotačné sily o 74 % a je 48-krát účinnejšia pri prevencii otrasu mozgu v porovnaní s prilbami bez tohto systému.
Vynálezcovia systému WaveCel, Dr. Steve Madey a Dr. Michael Bottlang, sú autormi štúdie, podľa ktorej je systém WaveCel bezpečnejší ako systém MIPS.
„WaveCel je stlačiteľný celulárny materiál, ktorý je navrhnutý tak, aby bol účinnejší ako tradičné penové prilby pri ochrane hlavy pred zraneniami spôsobenými cyklistickými nehodami. Funguje to tak, že materiál prechádza trojstupňovou zmenou štruktúry, aby pomohol absorbovať rotačnú silu nárazu skôr, ako sa dostane k vašej hlave,“ tvrdí Sam Foos zo spoločnosti Bontrager.
Foos tiež hovorí, že prilby Bontrager vybavené technológiou WaveCel získali „najvyššie ocenenie“ od Virginia Tech.
Bontrager však nepoužíva len WaveCel, ale v niektorých svojich prilbách používa aj MIPS. Na otázku prečo, Foos odpovedal, že Bontrager „ponúka rad produktov, ktoré sú v súlade s potrebami jazdcov a kombinujú najlepší pomer výkonu, pohodlia, ceny a štýlu.“
Na to, ktorá technológia sa použije, teda vplývajú aj iné faktory než len bezpečnosť.
Sú bezpečnostné normy zastarané?
Jednou z najčastejších odpovedí na otázku, prečo prilba nemá bezpečnostné prvky, ktoré chránia používateľa pred rotačnými nárazmi je, že prilba už prekračuje požadované bezpečnostné normy.
Normy pre testovanie a bezpečnosť prilieb, ktoré v súčasnosti stanovuje Európsky výbor pre normalizáciu (CEN), nezahŕňajú parametre rotačnej sily. To znamená, že na schválenie prilby sa nemusí testovať jej ochrana proti šikmým uhlovým nárazom.
Halldin je súčasťou pracovnej skupiny, ktorej cieľom je zmeniť bezpečnostné normy tak, aby zahŕňali testovanie rotačných nárazov vo všetkých cyklistických prilbách.
„Navrhujeme – ako doplnok k súčasnej norme – šikmý náraz, pri ktorom púšťame voľne padajúcu hlavu figúry pod uhlom 5 stupňov k povrchu.“
Iné spoločnosti, ako napríklad Lazer, sa vyjadrili, že podporujú normy pre rotačné poranenia a okrem cyklistiky ich chce do svojich testov zahrnúť aj FIM (Fédération Internationale Motorcyclisme), ekvivalent UCI pre motocyklové preteky.
Halldin hovorí, že sa už pracuje na aktualizovaných normách, ktorých sa pravdepodobne dočkáme o niekoľko rokov.
Teoreticky by to mohlo znamenať, že niektoré prilby nevyhovujú bezpečnostným normám a bude potrebné ich prepracovať. Halldin však hovorí: „prilby by pravdepodobne mohli prejsť aj bez systému, ako je MIPS, keďže pôjde o zníženú úroveň. Myslím si však, že je dôležité, aby bezpečnostná norma aj tak zahŕňala rotáciu.“
Môžu vlasy plniť tú istú úlohu ako MIPS?
Ľudia majú často otázku, či systém MIPS nemôžu nahradiť vlasy resp. či vlasy nespravia pod helmou tú istú robotu ako MIPS.
Helmou bez MIPS-u môžete na hlave, a teda aj na vlasoch, jednoducho pohybovať, keď ju chytíte do rúk. Dokonca na to ani nepotrebujete veľa sily a ide to dosť jednoducho.
Ale teraz si predstavte, že vám na hlave stojí desať ľudí (čo je v skutočnosti sila vytvorená pri náraze) a skúste pohnúť s hlavou. Takto to veru nebude fungovať.
Prečo? Pretože tlak je príliš vysoký. Na to, aby sa vaša hlava „šmykla“ v helme, potrebujete omnoho menšie trenie a práve systém MIPS umožňuje pri náraze pohyb vašej hlavy v škrupine helmy.
Je teda veľmi dôležité pochopiť, že tlak počas nárazu je príliš vysoký na to, aby vlasom umožnil kĺzanie vašej hlavy v helme.
Vaše komentáre