مردی که با یک اختراع ساده جان میلیون‌ها انسان را نجات داد
نیلس بولین، مردی که با ترکیب تجربه مهندسی هوانوردی و شناخت بدن انسان، راهی ساده برای کاهش خطر مرگ و آسیب در تصادفات جاده‌ای پیدا کرد.
نیلس بولین، مهندس سوئدی و طراح کمربند ایمنی سه‌نقطه‌ای خودرو، یکی از تأثیرگذارترین چهره‌ها در تاریخ صنعت خودروسازی است؛ مهندسی که با ترکیب دانش هوانوردی و شناخت سازوکار بدن انسان، راهکاری ساده اما انقلابی برای کاهش تلفات تصادفات جاده‌ای ارائه کرد. اختراعی که در سال ۱۹۵۹ وارد خودروهای ولوو شد، به‌تدریج به یکی از مهم‌ترین استانداردهای ایمنی در جهان تبدیل شد و این شرکت نیز حق استفاده از آن را بدون دریافت امتیاز انحصاری در اختیار سایر خودروسازان قرار داد.
به گزارش فرارو به نقل از اتو نکست (AutoNext)، داستان زندگی نیلس ایوار بولین با یک تغییر مسیر حرفه‌ای جالب همراه است. او پیش از پیوستن به شرکت خودروسازی ولوو، در صنعت هواپیماسازی فعالیت می‌کرد و مسئولیت طراحی صندلی‌های پرتاب‌شونده و سامانه‌های نجات خلبانان را بر عهده داشت. اما در ادامه، مأموریتی متفاوت به او سپرده شد: طراحی سیستمی که بتواند هنگام تصادف، راننده و سرنشینان خودرو را در جای خود نگه دارد و از وارد شدن آسیب‌های جدی به بدن آن‌ها جلوگیری کند.
اگرچه نام بولین با اختراع کمربند ایمنی سه‌نقطه‌ای گره خورده است، تاریخ این فناوری پیچیده‌تر از آن چیزی است که معمولاً روایت می‌شود. پیش از طراحی او نیز نمونه‌هایی از کمربندهای ترکیبی شانه و لگن وجود داشتند. با این حال، نوآوری اصلی بولین در طراحی ساختاری ایمن‌تر، کاربردی‌تر و ساده‌تر برای استفاده روزمره بود؛ طرحی که توانست کمربند ایمنی را از یک وسیله نه‌چندان محبوب به یکی از ضروری‌ترین تجهیزات خودرو تبدیل کند.
از مهندسی مکانیک تا طراحی سامانه‌های نجات خلبانان
نیلس ایوار بولین در ۱۷ ژوئیه ۱۹۲۰ در شهر هرنوساند سوئد متولد شد. اطلاعات چندانی درباره دوران کودکی و زندگی شخصی او در منابع عمومی وجود ندارد، اما مسیر تحصیلی و حرفه‌ای‌اش نشان می‌دهد که از همان سال‌های جوانی به مهندسی و طراحی سازوکارهای مکانیکی علاقه‌مند بوده است.
او در سال ۱۹۳۹، در ۱۹ سالگی، تحصیلات خود را در رشته مهندسی مکانیک به پایان رساند. سه سال بعد، در سال ۱۹۴۲، به شرکت هواپیماسازی ساب (SAAB) پیوست و فعالیت خود را به‌عنوان طراح هواپیما آغاز کرد.
بولین به‌تدریج در زمینه توسعه صندلی‌های پرتاب‌شونده و سامانه‌های نجات خلبانان مسئولیت گرفت. صندلی پرتاب‌شونده یکی از پیچیده‌ترین تجهیزات ایمنی هواپیماهای نظامی است؛ سامانه‌ای که باید بتواند خلبان را در شرایطی با سرعت و شتاب بسیار بالا از کابین خارج کند، بدون آنکه نیروهای وارده به بدن او موجب آسیب‌های جدی شوند.
فعالیت در این حوزه، شناخت عمیقی از نحوه توزیع نیرو در بدن انسان و اهمیت مهار مناسب اندام‌ها در شرایط پرشتاب به بولین داد. تجربه‌ای که چند سال بعد، در طراحی یکی از مهم‌ترین تجهیزات ایمنی خودرو به کار آمد.
انتقال از ساب به ولوو؛ مأموریتی متفاوت برای یک مهندس
در سال ۱۹۵۸، بولین پیشنهاد همکاری با شرکت ولوو را پذیرفت و به گوتنبرگ سوئد رفت تا به‌عنوان نخستین مهندس ایمنی این شرکت فعالیت کند.
این تغییر شغلی از یک جهت جالب توجه بود؛ مهندسی که تا آن زمان روی راهکارهای خروج اضطراری خلبانان از هواپیما کار می‌کرد، حالا باید راهی پیدا می‌کرد تا هنگام تصادف، راننده و سرنشینان خودرو از صندلی خود به بیرون پرتاب نشوند.
البته از نظر علمی، این دو مأموریت چندان بی‌ارتباط نبودند. هر دو به یک مسئله اساسی مربوط می‌شدند: چگونه می‌توان بدن انسان را در برابر نیروهای شدید ناشی از شتاب و توقف ناگهانی محافظت کرد؟
بولین در ولوو مأموریت داشت کمربندی طراحی کند که علاوه بر تأمین ایمنی بیشتر، استفاده از آن نیز برای راننده و سرنشینان ساده باشد.
کمربندهای قدیمی چه مشکلی داشتند؟
پیش از طراحی بولین، انواع مختلفی از کمربندهای ایمنی در خودروها مورد استفاده قرار می‌گرفتند. بنابراین او مخترع نخستین کمربند ایمنی خودرو نبود. مشکل اصلی این بود که طرح‌های موجود نمی‌توانستند در شرایط تصادف، حفاظت مناسبی از تمام بخش‌های مهم بدن سرنشین فراهم کنند.
برخی کمربندها تنها دور ناحیه لگن بسته می‌شدند و برخی دیگر به شکل مورب از روی قفسه سینه عبور می‌کردند. کمربندهای دونقطه‌ای در تصادفات شدید ممکن بود اجازه حرکت بیش از حد بالاتنه را بدهند و فشار زیادی به شکم و اندام‌های داخلی وارد کنند.
از سوی دیگر، کمربندهای شانه‌ای جداگانه نیز با مشکل استفاده مواجه بودند. در بسیاری از موارد، سرنشینان از بستن آن‌ها خودداری می‌کردند یا آن‌ها را به‌درستی نمی‌بستند.
جالب آنکه پیش از طراحی بولین، راجر گریسولد و هیو دهاون در سال ۱۹۵۱ درخواست ثبت اختراع یک کمربند ترکیبی شانه و لگن را ارائه کرده بودند. این اختراع در سال ۱۹۵۵ با شماره ۲.۷۱۰. ۶۴۹ در آمریکا به ثبت رسید.
بنابراین ترکیب تسمه شانه‌ای و کمربند لگنی، پیش از طراحی ولوو نیز سابقه داشت. تفاوت اصلی در راهکاری بود که بولین برای اتصال، مهار و استفاده آسان از این تسمه‌ها ارائه کرد.
اختراعی که با یک دست بسته می‌شد
بولین حدود یک سال برای طراحی و آزمایش راهکار جدید خود زمان صرف کرد. نتیجه این تلاش، کمربندی بود که از دو بخش اصلی تشکیل می‌شد: یک تسمه که از روی لگن عبور می‌کرد و استخوان‌های لگن را مهار می‌کرد و یک تسمه مورب که از روی قفسه سینه و شانه می‌گذشت و مانع حرکت شدید بالاتنه می‌شد.
این دو تسمه در کنار صندلی و در نزدیکی لگن سرنشین به یک نقطه اتصال می‌رسیدند و با یک قفل مشترک بسته می‌شدند.
یکی از مهم‌ترین ویژگی‌های طراحی بولین، امکان بستن کمربند تنها با یک دست بود. این ویژگی در نگاه امروزی شاید کاملاً بدیهی به نظر برسد، اما در آن زمان اهمیت زیادی داشت.
بولین به این نکته توجه کرده بود که یک وسیله ایمنی هرقدر هم از نظر مهندسی پیشرفته باشد، اگر استفاده از آن دشوار باشد، ممکن است سرنشینان از بستن آن خودداری کنند. بنابراین سادگی استفاده، به‌اندازه کارایی فنی در طراحی او اهمیت داشت.
در این ساختار، نقطه اتصال کمربند در قسمت پایین و کنار صندلی قرار می‌گرفت و شکل تسمه‌ها به‌گونه‌ای بود که هنگام برخورد، نیروهای واردشده به بدن را به بخش‌های مقاوم‌تر، یعنی لگن و قفسه سینه، منتقل کند.
چرا این کمربند سه‌نقطه‌ای نام گرفت؟
نام کمربند سه‌نقطه‌ای از ساختار اتصال آن به خودرو گرفته شده است. این سیستم دارای سه نقطه مهار است: دو نقطه در قسمت پایینی و در دو طرف صندلی و یک نقطه در قسمت بالایی بدنه خودرو.
تسمه کمربند از روی لگن و قفسه سینه عبور می‌کند و در یک قفل مشترک به ساختار خودرو متصل می‌شود. به این ترتیب، هم بخش پایینی بدن و هم بالاتنه سرنشین در هنگام تصادف مهار می‌شوند.
تفاوت اساسی این طراحی با کمربندهای قدیمی در آن بود که تنها به ثابت نگه داشتن لگن اکتفا نمی‌کرد و برای جلوگیری از حرکت شدید بالاتنه نیز راهکار مشخصی داشت.
در واقع، نوآوری بولین صرفاً در ترکیب دو تسمه نبود، بلکه در نحوه اتصال و قرارگیری آن‌ها روی بدن و خودرو قرار داشت.
سال ۱۹۵۹؛ آغاز استفاده از کمربند سه‌نقطه‌ای در خودروهای ولوو
ولوو در سال ۱۹۵۹ طراحی بولین را وارد خودروهای تولیدی خود کرد. مدل‌های ولوو PV544 و آمازون از نخستین خودروهایی بودند که به کمربند ایمنی سه‌نقطه‌ای به‌صورت استاندارد مجهز شدند.
این اتفاق نقطه عطفی در تاریخ ایمنی خودرو محسوب می‌شد؛ زیرا کمربند ایمنی دیگر صرفاً یک وسیله جانبی یا انتخابی نبود و به بخشی از تجهیزات استاندارد خودرو تبدیل شد.
بولین نیز در همان سال مسئولیت بخش ایمنی خودروهای ولوو را بر عهده گرفت. او در سال‌های بعد علاوه بر توسعه تجهیزات ایمنی، در بررسی تصادفات و تحلیل رفتار خودروها هنگام برخورد مشارکت داشت.
نکته مهم در تاریخ این اختراع، تفاوت میان طراحی پیشین گریسولد و دهاون و طرح بولین است. ولوو در روایت‌های تاریخی خود گاهی از طراحی بولین به‌عنوان اختراع کمربند سه‌نقطه‌ای یاد کرده است، اما اسناد ثبت اختراع نشان می‌دهند که ترکیب کمربند شانه‌ای و لگنی پیش‌تر نیز مطرح شده بود. آنچه طراحی بولین را متمایز کرد، ساختار مهار و کاربردپذیری آن بود.
چرا ولوو حق استفاده از اختراع را رایگان در اختیار رقبا گذاشت؟
یکی از جالب‌ترین بخش‌های تاریخ کمربند سه‌نقطه‌ای، تصمیم ولوو درباره حق ثبت اختراع آن است.
در شرایطی که بسیاری از شرکت‌ها تلاش می‌کنند اختراعات مهم خود را در انحصار بگیرند و از طریق دریافت حق امتیاز درآمد کسب کنند، ولوو تصمیم گرفت طراحی بولین را در اختیار سایر خودروسازان نیز قرار دهد.
بر اساس روایت تاریخی این شرکت، حق استفاده از طراحی جدید بدون دریافت حق امتیاز در اختیار صنعت خودروسازی قرار گرفت تا شرکت‌های دیگر نیز بتوانند از آن برای افزایش ایمنی محصولات خود استفاده کنند.
منطق این تصمیم روشن بود: اگر یک فناوری می‌تواند جان انسان‌ها را نجات دهد، بهتر است به محصولات یک شرکت محدود نماند.
این رویکرد باعث شد طراحی بولین به‌سرعت در صنعت خودروسازی گسترش پیدا کند و به یکی از استانداردهای اصلی ایمنی خودرو در سراسر جهان تبدیل شود.
آزمایش واقعی اختراع در ۲۸ هزار تصادف
بولین و همکارانش برای ارزیابی کارایی کمربند جدید، تنها به آزمایش‌های فنی و مهندسی اکتفا نکردند. آن‌ها می‌خواستند بدانند این فناوری در تصادفات واقعی چه تأثیری بر میزان مرگ‌ومیر و آسیب‌دیدگی سرنشینان دارد.
در سال ۱۹۶۷، بولین گزارشی با عنوان «تحلیل آماری ۲۸ هزار تصادف با تأکید بر ارزش تجهیزات مهار سرنشینان» در یازدهمین کنفرانس تصادفات خودرویی استپ ارائه کرد.
این پژوهش بر اساس اطلاعات مربوط به تصادفات خودروها انجام شده بود و نشان می‌داد استفاده از کمربند سه‌نقطه‌ای می‌تواند احتمال مرگ یا آسیب‌دیدگی را به میزان قابل توجهی کاهش دهد.
بر اساس نتایج این بررسی، کمربند ایمنی در برخی شرایط توانسته بود خطر مرگ یا جراحت را تا ۷۵ درصد کاهش دهد؛ هرچند میزان اثربخشی آن به شدت تصادف و نوع آسیب بستگی داشت.
نتایج این پژوهش در گسترش مقررات مربوط به استفاده از کمربند ایمنی در آمریکا و سایر کشورها نیز تأثیرگذار بود.
بازنشستگی و تقدیر جهانی از مهندس سوئدی
بولین در طول فعالیت حرفه‌ای خود همچنان با ولوو همکاری کرد. او پس از فعالیت در بخش ایمنی، در سال ۱۹۶۹ به بخش مرکزی تحقیق و توسعه شرکت منتقل شد و بعدها به‌عنوان مهندس ارشد تحقیقات در حوزه مهندسی پیشرفته فعالیت کرد.
او سرانجام در سال ۱۹۸۵ از ولوو بازنشسته شد؛ اما تأثیر اختراعش بر صنعت خودروسازی همچنان ادامه داشت.
در سال ۱۹۹۵، آکادمی سلطنتی علوم مهندسی سوئد به پاس دستاوردهای او مدال طلایی به وی اهدا کرد. همچنین در سال ۲۰۰۲، نام بولین در تالار مشاهیر ملی مخترعان آمریکا ثبت شد؛ افتخاری که نشان‌دهنده اهمیت جهانی طراحی او بود.
با این حال، بولین نتوانست در مراسم مربوط به این افتخار شرکت کند. او در ۲۱ سپتامبر ۲۰۰۲، در ۸۲ سالگی درگذشت.
میراثی که همچنان در خودروهای امروزی حضور دارد
زندگی حرفه‌ای نیلس بولین بیش از هر چیز با یک مسئله گره خورده است: افزایش ایمنی انسان در برابر حوادث رانندگی. او برخلاف بسیاری از مخترعان که فناوری‌های پیچیده و پرهزینه‌ای طراحی می‌کنند، راهکاری ارائه داد که سادگی استفاده از آن یکی از مهم‌ترین عوامل موفقیتش بود.
البته نسبت دادن تمام تاریخ کمربند سه‌نقطه‌ای به یک فرد، روایت دقیقی از روند شکل‌گیری این فناوری نیست. پیش از بولین نیز تلاش‌هایی برای ترکیب کمربند شانه‌ای و لگنی انجام شده بود و حق ثبت اختراع گریسولد و دهاون در سال ۱۹۵۵ یکی از اسناد مهم این تاریخ است.
با این حال، سهم بولین در تبدیل این ایده به یک سیستم کاربردی، ایمن و قابل استفاده در خودروهای تولید انبوه، انکارناپذیر است. تصمیم ولوو برای در اختیار گذاشتن این طراحی بدون دریافت حق امتیاز نیز به گسترش سریع آن کمک کرد.
امروز، بیش از شش دهه پس از معرفی این طراحی، کمربند سه‌نقطه‌ای همچنان یکی از اساسی‌ترین تجهیزات ایمنی خودرو در جهان است؛ میراث مهندسی مردی که توانست با یک تغییر ظاهراً ساده در طراحی کمربند، مسیر حفاظت از جان میلیون‌ها انسان را تغییر دهد.
