Инновации зачастую опираются на пожелания потребителей и заимствуют решения у живой природы.
Кто придумывает новые СИЗ
Clayco, солидная американская проектно-строительная и девелоперская компания, инициировала исследовательский проект для команды студентов, обучающихся в колледже искусств и дизайна Саванны (SCAD) в штате Джорджия США. Сотрудничество двух организаций не случайно, ранее студенты неоднократно участвовали в решениях архитектурных задач.
Цель нового проекта – разработка серии концептов модернизированной традиционной строительной каски.
Это позволяет Clayco подготовить смену оригинально мыслящих созидателей, умеющих работать в команде. Компания чувствует энергетику взглядов и предложений нового поколения и привлекает внимание к социальным аспектам.
Предпосылки новых идей
По словам Боба Кларка, генерального директора и президента Clayco, стандартный дизайн каски, используемой в горнодобывающей, обрабатывающей и строительной промышленности, не сильно изменился за последние 60 лет.
Студенческая команда SCADpro провела исследования и выяснила, что привычная современная каска защищает лишь около половины поверхности головы и не предоставляет защиты для висков, скул, щек, шеи, затылка. Кроме того, обращено внимание на отзывы некоторых рабочих, что их шлемы плохо подходят, плохо вентилируются, в них некомфортно, когда начинается усиленное потоотделение. Особое внимание было уделено опросу женщин, доля которых в строительной отрасли неуклонно возрастает. Рассмотрены и нарекания в адрес внешнего вида: нередко встречались неудовлетворенные отзывы о том, что каски выглядят непривлекательно.
Также была подробно изучена статистика производственного травматизма последних лет, и в ней оценивались не только травмы головы, но и взаимосвязи с травмами органов слуха и зрения.
«Дизайн каски будущего является одним из ключевых компонентов для создания безопасной рабочей среды», – говорит Боб Кларк. – «Новый дизайн должен стать легким, безопасным, современным, удобным и комфортным при изменении температурных условий. И, конечно, он должен надежнее защищать от риска получения травм или смерти».
Команда проекта
За помощью в формировании проектной группы, которая могла бы разработать новые решения давних проблем касок, Clayco обратилась к SCADpro.
В результате появилась интернациональная команда из двенадцати студентов младших, а также старших курсов и аспирантов в области биомеханики и управления графическим и промышленным дизайном. Это были Вайолет Пэн, Беренис Плесси, Чару Пардасани, Женевьева Хиллер, Коул Фунгароли, Иника Шетти, Каролина Павлова, Пэнхао Ли, Джейк Вайанд, Карунья Маллела, Форд Уильямс и Брианна Линк.
Участники имели возможность посещения строительных площадок, общения с рабочими, проведения оценок при работе на ветру, в дождь, в жаркую и холодную погоду.
«На этапе исследования команда SCADpro обнаружила, что 90% травм головы на месте происходят из-за того, что рабочие снимают каски, так как считают их неудобными или не эстетичными», – говорит Пол Рунко, менеджер Clayco по сотрудничеству с SCADpro. «Нам надо было создать каску, которую не захочется снимать, и для этого студенты предложили удовлетворить потребности пользователей с помощью модернизированной системы вентиляции, встроенных фонарей, дизайна, построенного в эстетике современных тенденций, и проиллюстрировали свои разработки прототипами».
Подготовительный этап
Часто бывает, что разработав что-то совершенно новое, компания тут же ограничивает доступ к данным, полученным в процессе. В этом смысле опыт совместного проекта Clayco и SCADpro очень необычен: информация нарочно представлена подробно, пошагово, с фиксацией и объяснением ключевых моментов, иллюстрацией эскизами.
Важен метод, подход, приемы. Мы посчитали это практику очень полезной, поэтому размещаем эти материалы в надежде заинтересовать российских изобретателей и конструкторов, всех неспокойных людей, способных направить свою энергию для эффективных изменений.
Была рассмотрена история защитных рабочих касок в США с момента первого патента до разнообразных моделей разных производителей наших дней.
Аналитики составили экономический прогноз спроса на защитные рабочие каски в мире на период до 2023 года. Ожидается, что мировой рынок по этому сегменту средств защиты к 2025 году достигнет объема продаж в $ 3,19 млрд.
Проранжированы факторы риска, приводящие к поражениям головы.
Собрана статистика по несчастным случаям, связанным с поражением головы.
На основе интервью получена статистика пожеланий и нареканий рабочих, которая была сведена в просто воспринимаемую инфографику. Это отличный способ донести проблематику и быстро внедрить необходимый перечень мер реагирования на всех уровнях принятия решений.
Взаимодействуя с сотрудниками Clayco и общаясь с рабочими на крупномасштабной строительной площадке, коллектив исследователей получил понимание многих проблем и сгенерировал целый список идей, которые можно было тут же обсудить с рабочими.
Получена емкая обратная связь от конечных пользователей. Некоторые отзывы заставили крепко задуматься.
Была проведена работа по сравнению существующих на рынке защитных касок (закрытая информация).
Отдельное направление современных исследований – бионика и биомиметика – поиск для заимствования структур, элементов, взаимосвязей, созданных природой, и разработка подражающих технологий.
Так, например, рассматривалась структура костной ткани клюва тукана. Состоящая из мелких шестигранных пористых камер протеина и кератина внутри, она гладкая и прочная снаружи. Мембранное членение объема мелкими жесткими камерами экстремально снижает вес, но клюв при этом остается предельно прочным.
Обращено внимание и на анатомию и биомеханику дятла. Когда эта птица наносит удары по дереву, она задействует невероятную силу. Если эту же силу применить к черепу любой другой птицы, её мозг быстро превратится в кашу.
Как это устроено? Жесткий и эластичный клюв, подъязычная кость, которая является упругой структурой и поддерживает язык, губчатая костная структура, расположенная в черепе, и способ подавления вибрации за счет взаимодействия черепа и спинномозговой жидкости. Известно, что этот сложный комплекс уже рассматривался ранее при разработке амортизации в черных ящиках самолетов.
Банально и предсказуемо, но ассоциативные методы позволили еще раз рассмотреть строение роговых пластин панциря черепахи и выделить несколько решений для заимствования при проектировании прочного и жесткого купола каски.
Еще один «прототип» – экзотическая креветка-богомол.
Структура ее многослойного панциря состоит из органических хитиновых волокон, которые окружены кристаллическим фосфатом кальция, минералом, содержащимся и в человеческой кости. Прочность панциря обеспечивает особый структурный рисунок. Несколько новых методов 3D-печати могут повторить эту структуру.
На этапе синтеза после проведенных глубинных исследований дизайнерами было предложено несколько десятков рабочих версий в виде эскизов.
Из эскизов были отобраны наиболее рациональные и реализуемые. Было решено остановиться на трех независимых цепочках решений, произрастающих из алгоритма изначальной задачи.
Предпочтительные концепции были доведены до 3D-прототипов для оценки формы и возможности примерки.
Начав с эскизов, команда перешла к чертежам САПР и 3D-визуализации. После этого опытные модели были созданы формованием из пластика. Важно, что для кого-то этот опыт и навыки станут ведущей практикой, определяющей профессиональную самореализацию на всю жизнь.
Результаты исследований
Три финальных варианта касок наиболее точно отвечают поставленной задаче.
CAPTAIN – компактная конструкция с развитой системой вентиляции, новым типом портов сбоку для установки навесных опций: щитков, очков, наушников, кронштейна с фонарем.
Этот дизайн предполагает развитие каски как платформы, к которой возможна дальнейшая разработка ряда специализированных аксессуаров.
Такой дизайн обеспечивает дополнительную защиту височных костей, оберегая от удара сбоку. Кроме того, заметно удлинены поля над затылком.
POLLUX – модификация с удлиненными полями. Эта форма каски традиционно распространена в США, поэтому появление ее предсказуемо.
Купол из двух видов материала, развитая система вентиляции, которую можно регулировать или вообще перекрыть. В передней части – перезаряжаемый светодиодный фонарь. В затылочной части – ID карта (бэйдж). В качестве концептуальной особенности предложена фиксация съемных элементов на магнитах.
Вариант JUPITER представляет собой своеобразную конструкцию с иным набором акцентов. Удлиненный козырек, развитая система вентиляции, форм-фактор, максимально приближенный к бейсболке или жокейской каскетке.
Однако, новая система крепления дополнительных СИЗ обещает превратить JUPITER в серьезное комплексное средство защиты. Четыре индивидуальных порта позволяют добавить защитный лицевой щиток, наушники, коммуникационную гарнитуру, подбородочный ремень.
Реализовав этот исследовательский проект и получив несколько вариантов решений, Clayco собирается предпринять шаги для опытного производства этих моделей и тестирования их в полевых условиях.
(10 оценок, среднее: 5,00 из 5)
Загрузка...
