Logo Instytutu Inżynierii Materiałowej i Biomedycznej

Aktualności katedry

Naukowo z KIB

publiakcja_ratajczak_2.jpg
Przedstawiamy kolejny artykuł naukowy, wydany w 2026 roku, autorstwa dr inż. Monika Ratajczak (współautorzy: Dariusz Leśnik, Rafał Kubacki, Claudia Sbriglio, Mariusz Ptak), opublikowany w czasopiśmie Applied Sciences w wydaniu specjalnym „Physiology and Biomechanical Monitoring in Sport”.

Całość publikacji TUTAJ


Kilka zdań o pracy od autorów:

Wyobraź sobie cios w boksie: szybki ruch ręki, ułamek sekundy kontaktu i nagłe szarpnięcie głowy. Właśnie takie krótkie, gwałtowne „kopnięcia” w biomechanikę są największym problemem — bo to nie samo uderzenie boli najbardziej, tylko to, jak szybko głowa przyspiesza i hamuje, a mózg „przemieszcza się” względem czaszki. I tu pojawia się pytanie, które brzmi banalnie, ale wcale takie nie jest: czy kaski i rękawice naprawdę chronią tak dobrze, jak nam się wydaje?
Autorzy tego badania postanowili nie opierać się na intuicji. Zamiast tego zbudowali własne stanowisko testowe i sprawdzili sprawę „na liczbach”. Do manekina treningowego (Primus) dołożyli miniaturowe czujniki przyspieszeń i włączyli kamerę szybką, żeby zobaczyć, co dzieje się z głową w chwili uderzenia. Następnie zaczęli porównywać warianty: różne masy rękawic (od „bez rękawicy” po 16 oz) i trzy wersje ochrony głowy — bez kasku, w kasku rugby i w kasku bokserskim.

I tu robi się ciekawie: intuicyjnie wielu z nas powiedziałoby, że „im więcej ochrony, tym lepiej”. Tymczasem wyniki pokazały, że klasyczny kask bokserski wcale nie gwarantuje mniejszych przeciążeń. W niektórych testach sytuacja była wręcz odwrotna — przeciążenia rosły. Dlaczego? Bo kask to nie tylko pianka, ale też dodatkowa masa. A większa masa to większy moment bezwładności — głowa staje się „cięższa do ruszenia”, ale gdy już zacznie się poruszać, potrafi zachować się mniej przewidywalnie i czasem… gorzej dla organizmu.
Zaskoczeniem na plus okazał się kask rugby. Ten typ ochrony, wykonany z lżejszej pianki EVA o innej strukturze, lepiej „gasił” energię przy słabszych uderzeniach. Innymi słowy: nie zawsze potrzebujesz grubszej i cięższej ochrony — czasem lepiej działa lżejszy materiał, który sprawniej rozprasza energię w danym zakresie uderzeń.

Badacze zauważyli też coś jeszcze: masa rękawic nie działa identycznie u wszystkich. U dwóch wytrenowanych dorosłych ochotników (kobiety i mężczyzny) wpływ ciężaru rękawic na przyspieszenia wyglądał inaczej. Najprawdopodobniej wchodzi tu w grę prędkość uderzenia i to, jak każdy zawodnik generuje siłę — czyli „sprzęt” spotyka się z „człowiekiem” i efekt końcowy zależy od ich połączenia.
To badanie ma charakter pilotażowy, dlatego jego wyniki nie pozwalają jeszcze powiedzieć: „ten kask zawsze chroni lepiej” — za to wyraźnie pokazują, gdzie intuicja bywa myląca i które czynniki naprawdę mają znaczenie.

Wniosek? Ochrona w boksie to nie tylko „załóż kask i po sprawie”. Liczy się materiał, kształt, grubość i — kluczowo — masa. Dobry projekt musi znaleźć kompromis: pochłaniać energię, ale nie robić z głowy cięższego „wahadła”. A kolejne kroki? Autorzy sugerują połączenie eksperymentów z symulacjami komputerowymi (np. metodą elementów skończonych), żeby w przyszłości tworzyć lżejsze, lepiej dopasowane i skuteczniejsze systemy ochrony — takie, które realnie ograniczają zarówno ruch „do przodu” (przyspieszenia liniowe), jak i niebezpieczne rotacje głowy.

.

Logo programu Widza Edukacja Rozwój Biało-czerwona flaga i napis Rzeczpospolita Polska Logo Euopejskiego Funduszu Społecznego
Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego, Program Operacyjny Widza Edukacja Rozwój 2014-2020 "Nowoczesne nauczanie oraz praktyczna współpraca z przedsiębiorcami - program rozwoju Uniwersytetu Zielonogórskiego" POWR.03.05.0-00-00-Z014/18