骑行提供了几乎无穷无尽的与装备相关的研究课题，例如车架、零部件，甚至骑行服，无论是否是莱卡材质。不幸的是，对于爱好者骑行者来说，头盔通常没有提供类似的“产品深坑”——你买它是因为不想在摔倒时将大脑撞击在路面上，而大多数头盔在这方面做得差不多。
然而，在过去的几十年里，研究人员开始更好地理解头部损伤——尤其是脑震荡——是如何发生的。与此同时，头盔公司利用这些新知识进行创新，制造出能应对摔倒时不仅仅是简单撞击路面的模型。最新推出的产品是自行车巨头 Trek 的一套新头盔，采用了他们称为 WaveCel 的技术。其关键组件是一个蜂窝状的插入物，与竞争对手不同，它能*吸收*旋转能量，而旋转能量是导致危险脑震荡的主要原因。新款头盔有四种设计，价格从最便宜的 Charge WaveCel 通勤头盔和 Specter WaveCel 公路头盔（150美元）到最贵的 WaveCel 公路头盔和 Blaze WaveCel 山地头盔（300美元）。
吸收能量
大多数消费级头盔通过一种轻质但坚固的绝缘泡沫，称为膨胀聚苯乙烯（EPS），来防止伤害。这项技术于 20 世纪 60 年代末被引入头盔，并一直沿用至今。事实上，这种泡沫类似于你在普通泡沫冰箱或包装填充物中看到的那种，但质量要高得多。
如果你骑自行车时不小心头部撞到坚硬的物体，它会通过偏转和重新定向力量，将撞击你头骨的能量分散到头骨的各个区域，从而减少到达你头骨的能量。你移动或改变 incoming 能量方向的次数越多，撞击就越有可能尽可能均匀地分散开。做得好的话，这种方法能有效地防止在摔倒时可能造成的头骨破裂。
但是，像泡沫塑料一样的头盔远非完美。事实上，它们通常被设计为一次性使用的技术。在发生碰撞时，外壳会破裂，EPS 泡沫会为你承受冲击。此外，内部的泡沫要么无法恢复，要么无法判断其损坏程度。所以，你的头盔只能为你提供一次保护性的头部撞击。
近年来，研究人员还发现，仅仅分散撞击点的能量并不是预防脑震荡的最理想方式。EPS 头盔主要吸收线性方向的能量。但人摔下自行车并不总是这样。通常情况下，头会转动和枢转，而正是这种旋转式脑震荡构成了最大的危险：在大脑内部，脑脊液（通常是大脑的天然缓冲物）会移动，让你的头部不受保护地晃动，刺激和可能损伤内部脆弱的神经。
2001 年，瑞典皇家理工学院的研究人员开发了一种名为 MIPS 的技术，它是多向冲击保护系统的缩写。简单来说，MIPS 技术充当了身体天然脑脊液的替代层。与泡沫头盔减少直接或线性力的撞击不同，MIPS 能够重新定向倾斜撞击的旋转力。MIPS 本质上是一个薄层。当它放置在头盔硬壳和头盔之间时，会形成一个低摩擦层，使头盔能够像身体的天然液体缓冲一样前后滑动。
这一点被证明至关重要。研究人员发现，倾斜撞击对大脑的损害比直接的线性撞击大得多。Trek 声称其新款自行车头盔在这项技术上更进一步。传统 MIPS（和 EPS 泡沫）头盔通过重新分配 incoming 能量来减少撞击。这能有效地防止头骨（和大脑）的任何一个区域承受大部分撞击，但仍然将大部分能量负担施加在头部。相反，Trek 旨在创建一个 MIPS 式的滑动插入物，它能吸收旋转能量，而不仅仅是重新分配它。他们的新内衬——称为 WaveCel——通过独特的蜂窝设计实现这一点，该设计具有两个阶段的旋转能量吸收。
两种能量吸收方式
最初，WaveCel 插入物的运行方式与 MIPS 非常相似。它通过低摩擦表面在 EPS 头盔内自由移动。但 Trek 团队发现，当跌倒达到一定高能量撞击时，插入物和 EPS 头盔之间的摩擦就会开始产生。最终，阻力足够大，以至于插入物无法再偏转旋转能量。正如 Trek 的研发工程师 Tony White 所说：“我们意识到，发生的情况是载荷变得如此之高，以至于最终产生足够的摩擦，层就会粘在一起。”一旦达到这一点，WaveCel 的新技术通过在旋转能量开始积聚时吸收它，来防止这种摩擦的产生。
这一切都通过一个相当巧妙的物理概念——剪切——来实现。一旦摩擦开始积聚，构成 WaveCel 滑动层的材料就会以平行但相反的方向移动。这确保了摩擦不会积聚。你可以把它想象成一副扑克牌。如果所有的牌都粘在一起，当你对这副牌施加足够的直接和倾斜力时，你就会开始使牌堆变形。但在普通牌堆中，没有牌粘在一起，当你施加力时，这些牌会来回滑动，而不会产生摩擦或凹痕。
换句话说，随着能量载荷的增加，就像在自行车撞击头部时一样，滑动层保持“滑动”变得更加困难。但是对于 WaveCel 来说，随着能量载荷的不断增加，新技术将持续滑动、压缩和剪切，因此即使在更高能量的撞击下，你也能持续看到这种益处。
这种独特的剪切能力在于 WaveCel 的滑动设计。类似于蜂窝状，它具有三角形横截面，而不是直的向下墙壁。White 说：“这使得它能够可靠地压碎，并且在施加载荷时能够横向剪切。”
WaveCel 的性能如何
无论 WaveCel 技术有多酷，真正的问题在于它与标准的 EPS 泡沫头盔和 MIPS 相比性能如何。在一项去年 12 月发表在《事故分析与预防》杂志上的研究中，作者们（其中一些是 WaveCel 技术共同发明者）将标准的 EPS 头盔（作为对照组）与 WaveCel 头盔和 MIPS 技术头盔在多种不同场景下进行了比较，包括直接线性加速度、旋转加速度和旋转速度。（当然，所有测试都使用了模拟，旨在模仿真实的碰撞场景）。
MIPS 和 WaveCel 滑动层都减轻了线性和旋转加速度的撞击。尽管它们没有直接进行相互比较，而是与 EPS 泡沫对照组进行比较，但除了线性加速度 MIPS 技术表现不优于对照组外，MIPS 和 WaveCel 技术在其他方面都优于标准的泡沫头盔。
根据 Trek 自有的测试，声称其新款头盔在预防常见自行车事故引起的脑震荡方面，比标准的 EPS 泡沫头盔有效 48 倍。独立研究（其中没有作者与任何技术相关）尚未完成，MIPS 和新型 WaveCel 类型之间的独立直接比较也尚未完成。
然而，弗吉尼亚理工大学的头盔测试小组（这是一个独立的机构，为包括休闲自行车在内的多种运动提供无偏见的消费者评级系统）进行了外部测试，该小组测试了头盔的整体生物力学性能，即其降低受伤风险的整体能力。
弗吉尼亚理工大学的研究生兼研究助理 Megan Bland，她帮助开发了弗吉尼亚理工大学的头盔评级系统，她说：“我们在实验室环境下进行这些测试，但它是基于骑行者在现实世界中撞击头部的方式。我们发现这款头盔在我们的评级系统中获得了五星，这是你能获得的最高评价。”她指出，许多评级系统不像我们这样，只测试线性撞击，而不测试倾斜撞击。然而，正是这种倾斜撞击具有造成脑震荡的潜力。Bland 说，特别是近几年来，我们对导致脑震荡和其他脑部损伤的因素有了更好的理解，同样，她说，在实验室里我们也学会了如何更真实地模拟和研究这些撞击。“我们现在知道，旋转力是造成脑震荡的一个巨大因素。现在我们知道了，我们可以将其纳入我们的测试中。”
Bland 说，所有这些信息都是在对运动员，特别是足球运动员进行了大约七年的研究后得出的，他们收集了头部撞击数据并与伤病诊断进行比较，以确定哪种类型的头部撞击会导致哪种头部损伤，最重要的是，像 MIPS 和 WaveCel 头盔这样的各种新技术如何最好地预防这些损伤。
随着更多研究的出现，研究人员和公司可以继续改进他们的技术，使其更加安全。对大脑工作方式的更多了解也有帮助。毕竟，这些新技术实际上只是模仿——并略微增强——我们大脑自身的防御机制。
