El pluriempleo de los 'dummies' de Toyota: usados para diseñar camas, cascos o raquetas

Para lograr su ambicioso objetivo de reducir a cero las muertes por accidentes de tráfico, Toyota ha invertido casi 25 años de trabajo, desde 1997, para desarrollar y optimizar el software de modelación humana virtual THUMS (Total Human Model for Safety), que para los responsables de seguridad del gigante japonés es el modelo virtual de simulación del cuerpo humano más avanzado del mundo. THUMS se concibió inicialmente como una prueba de colisión digital para vehículos, y por eso incluye los 206 huesos y todos los órganos, tejidos y tendones del cuerpo humano, con independencia de que el maniquí virtual de pruebas sea un hombre, una mujer o un niño, y al margen también de las distintas edades o complexiones simuladas. Además, cada 'dummy' virtual fue creado para poder adoptar las diferentes posturas utilizadas habitualmente en los test de choque, como sentado o caminando. Como consecuencia de ello, el sistema THUMS es uno de los más innovadores y detallados disponibles para simular y analizar lesiones provocadas por fuerzas externas en multitud de escenarios posibles, lo que despertó el interés de expertos de los más diversos campos de la industria y el I+D cuando Toyota decidió ofrecer THUMS de forma gratuita desde 2021 en una página web pública: https://www.toyota.co.jp/thums/

Desde entonces, más de 400 usuarios han descargado el software ideado por la firma nipona en todo el mundo, y entre las nuevas aplicaciones de THUMS destacan los más diversos estudios ergonómicos fuera del sector de la automoción, pues por ejemplo se ha llegado a utilizar en el diseño de camas para evitar o retrasar la aparición de llagas, en la concepción de zapatillas para impedir lesiones y en el diseño también de cascos de fútbol americano, de raquetas... Según Tjark Kreuzinger, director de Investigación en Seguridad y Asuntos Técnicos de I+D de Toyota Motor Europe (TME), "en comparación con los maniquíes físicos que se suelen utilizar en pruebas de colisión de vehículos, con THUMS se pueden analizar las lesiones asociadas a colisiones en mayor detalle, porque modela con gran precisión la forma y la respuesta del cuerpo humano teniendo en cuenta además el sexo, los grupos de edad y las tallas corporales, así como diferentes posturas”. "THUMS puede ayudar a mejorar la seguridad y el confort en un amplio abanico de aplicaciones; y por ello Toyota quiere generalizar su uso y llevarlo más allá del sector de la automoción, ofreciéndolo de forma gratuita”, añade Kreuzinger.

Y que Toyota comparta con terceros sus conocimientos no es ninguna novedad, pues en 2019, por ejemplo, distribuyó licencias libres de derechos de 23.740 de sus patentes relativas a tecnologías de electrificación de vehículos para ayudar a acelerar el desarrollo de la movilidad sostenible: 8.060 patentes relacionadas con sus vehículos eléctricos FCEV de pila de combustible o de hidrógeno (en realidad, 5.680 de ellas ya estaban disponibles desde enero de 2015), 2.590 patentes del ámbito de los motores eléctricos, 2.020 patentes relativas a PCU, 7.550 patentes sobre controles de sistemas, 1.320 patentes de transejes de motor y 2.200 patentes sobre cargadores.

Software en constante evolución

Diseñado para ayudar en la investigación y desarrollo de tecnologías de seguridad para automoción, y creado en colaboración con Toyota Central R&D Labs. Inc., THUMS fue pionero como software de modelado virtual del cuerpo humano cuando se lanzó en el 2000, tres años después del inicio de los trabajos. En aquel momento permitió simular y analizar las lesiones provocadas por los accidentes de tráfico sin necesidad de emplear ‘dummies’ reales, lo que aceleraba los procesos, permitía multiplicar los supuestos y servía para analizar repetidamente una serie de patrones de colisión, además de rebajar los costes derivados de las pruebas. Desde entonces, y hasta el lanzamiento en 2020 de la actual versión 'v6', ha seguido evolucionando para incorporar una serie de modelos de distintos sexos, edades y masas, incluyendo las estructuras esqueléticas, el cerebro, los órganos internos y los músculos. En comparación con los ‘dummies’ que se utilizan habitualmente en pruebas de choque, con THUMS se pueden analizar las lesiones asociadas a accidentes de circulación en mayor detalle, porque modela con gran precisión la forma y la respuesta del cuerpo humano.

Concretando su evolución, la versión 'v1' de 2000 incorporaba ya, por ejemplo, el modelado detallado de los huesos humanos, mientras que la 'v2', aplicada desde 2005, incorporaba también el modelado detallado de caras. En 2008 llega la versión 'v3' de THUMS, que introduce el modelado detallado del cerebro, y en 2010 la 'v4' añade también el modelado de los órganos internos, lo que se complementa en 2011 con una evolución que suma el modelado de mujeres pequeñas y hombres grandes, y en 2016 'v4' se optimiza con la inclusión de modelos infantiles y de todos los músculos del cuerpo. THUMS 'v5' aparece en 2015 con mejoras de todo tipo, dando paso a la actual versión 'v6', caracterizada por un modelado perfeccionado de músculos y órganos internos.

Actualmente, el software THUMS es utilizado en investigación de seguridad en automoción por más de un centenar de fabricantes de automóviles, proveedores, universidades e instituciones de investigación tanto en Japón como en otros países. Se emplea para investigar y desarrollar diferentes elementos de seguridad, como cinturones de seguridad, airbags y estructuras para automóviles que ayuden a reducir los riesgos de lesión en accidentes con peatones. Y las entidades que evalúan la seguridad de los automóviles también se están planteando el uso de THUMS para efectuar pruebas virtuales en un futuro.

Además, Toyota espera que la disponibilidad sin coste de THUMS, que tan buena acogida ha tenido en los primeros meses, no solo permita que un mayor número de personas lo empleen en sus investigaciones en seguridad, sino que también mejore la usabilidad del software, a medida que los propios usuarios introduzcan mejoras en el modelo y compartan los resultados con otros.