En bils passiva säkerhet är det skydd den ger dig och dina passagerare om du mot förmodan skulle råka ut för en olycka. Vi har skapat en serie virtual reality-modeller som vi döpt till THUMS. Syftet med THUMS är att öka vår kunskap om hur en kollision påverkar kroppen så att vi kan utveckla ännu effektivare säkerhetslösningar.

Säkerheten hos de miljontals bilar som varje år rullar ut från våra fabriker har högsta prioritet för oss på Toyota. Tack vare omfattande forskning och årtionden av erfarenheter från verklig trafik kan du lita på din Toyota när du behöver den som mest.

Men hur kan du veta att din bils säkerhetsutrustning ger dig och dina passagerare rätt skydd, om en olycka skulle inträffa? Håller säkerhetsbältet fast dig? Hindrar krockkudden ditt huvud från att slå i hårda ytor? Och hur påverkar chocken av en kraftig smäll din kropp, inifrån och ut?

Man kan ju inte gärna testa nya tekniker på riktiga människor. Och traditionella krocktestdockor tar bara hänsyn till människans vikt och storlek — inte till den komplexa uppbyggnaden av människokroppen eller till människans instinktiva rörelser i en farlig situation.

Vi har antagit denna utmaning genom att ta fram en virtuell datormodell av en människa. Modellen heter THUMS — Total Model for Human Safety.

Modellen är så sofistikerad att den kan simulera människan i många olika aspekter — från skinn och ben till muskelvävnader och inre organ. Detta gör det möjligt att använda virtuella metoder för att förstå de verkliga skador som människor riskerar att råka ut för vid en olycka.

Vi har gjort viktiga framsteg och krockat tusentals bilar (verkliga såväl som virtuella) sedan vi började utveckla vårt modellsystem 1997.

För varje år har vi gjort förbättringar för att öka mängden värdefull information av det slag som våra forsknings- och utvecklingsteam inte kan få fram — till och med innan en bilmodell genomgår ett fysiskt krockprov.

Den första versionen av THUMS lanserades år 2000. Sedan dess har det skett fyra betydande uppgraderingar som var och en medfört viktiga förbättringar. Från att varit uppbyggda efter den mänskliga kroppens grundstruktur har vi steg för steg utvecklat våra virtuella modeller genom att tillföra ansikte och bendetaljer och därefter en exakt modell av hjärnan. Med version 4 har vi gjort det möjligt att på nära håll studera hur inre organ kan skadas vid en olycka.

Människor finns i alla möjliga storlekar och former. Därför utökade vi 2011 antalet kroppstyper som THUMS kan återskapa till sex, inklusive olika storlekar på män, kvinnor och barn, och till och med äldre.

2015 kom en av de mest anmärkningsvärda förbättringarna. Då lyckades vi förfina THUMS så att man kunde visa hur en förare eller passagerare påverkas när de inser att det kommer att ske en kollision och förbereder sig för den instinktivt.

Vanliga krocktestdockor kan naturligtvis inte programmeras för den här typen av reaktioner. Men med vår modell kan forskare studera hur de instinktiva rörelserna inverkar på effekten av skyddsutrustning såsom säkerhetsbälten och krockkuddar och även effekten av aktiv säkerhetsutrustning som t.ex. det krockskyddssystem som är en så viktig del av dagens Toyota Safety Sense.

Redan tidigare kunde THUMS simulera förändringar i en människas hållning efter att en olycka inträffat, men den här muskelrelaterade kompletteringen erbjuder ytterligare användbar information.

Vetskapen om på vilket sätt muskler aktiveras ger oss inte bara bättre insyn i hur en kropp reagerar på en kollision, utan också större förståelse för vilken typ av nackskador som kan uppstå.

Ernesto Mottola arbetar med modellbaserad utveckling och förklarar de stora fördelarna som man nu drar av den senaste THUMS-modellen.

"Tillägget med hållningssimulering innebär att modellen approximerar mänskligt beteende på närmare håll. Hållningens effekt på kroppsrörelserna under en kollision kan nu tas med i beräkningarna vilket gör att vi kan förutsäga risken för skador mer exakt."

Ernesto Mottola, chef för modellbaserad utveckling vid Toyota Motor Europes tekniska center i Belgien.

Säkerhet är en av grundvalarna för vår verksamhet. Vårt uppdrag är att konstruera bilar som förser människor med den säkraste och mest ansvarsfulla mobiliteten. Vi tror att THUMS är ett verktyg som kan bidra till att uppnå detta mål. Som en ansvarsfull tillverkare inser vi de fördelar som THUMS kan tillföra samhället. Därför har vi inte begränsat användningen till våra egna FoU-team, utan ser tvärtom till att även andra får dra nytta av fördelarna med THUMS.

Vi har gjort viktiga delar av vårt THUMS-program kommersiellt tillgängliga och håller modellen öppen, så att ytterligare modifieringar och förbättringar kan komma fler forskare till godo.

THUMS-modellen används i dag i säkerhetsforskningen hos andra stora biltillverkare såsom Audi, Volvo, Renault och Daimler, och även av leverantörer av komponenter och delar. Även den amerikanska rymdfartsmyndigheten NASA har använt THUMS i designen av Orion, en rymdfarkost som kan innebära ett steg på vägen mot att ta människan till Mars. Modellen har också varit till nytta för att hjälpa till att utforma säkrare racerbilar.

Vi upptäcker och utnyttjar fortfarande nya användningsmöjligheter THUMS, berättar Ernesto: "THUMS har öppnat dörren till ett brett spektrum av framtida möjligheter som sträcker sig utanför säkerhetsområdet. Vi planerar att utöka modellens kapacitet inom ergonomi och även när det gäller bedömning av åkkomfort och sittkomfort. Vi tror att THUMS har potential att bli en slags virtuell bilförare."