خوذة كرة قدم

يعود تاريخ إحدى أولى حالات استخدام واقيات الرأس في كرة القدم الأمريكية إلى عام 1896، عندما بدأ جورج "روز" باركلي ، لاعب خط الوسط في كلية لافاييت في إيستون، بنسلفانيا ، باستخدام أحزمة وسماعات لحماية أذنيه. ولا يُعرف على وجه اليقين من اخترع خوذة كرة القدم. تُنسب العديد من المصادر الفضل في ابتكارها إلى جيمس نايسميث (مخترع كرة السلة )، بينما تُنسب مصادر أخرى الفضل إلى جوزيف إم. ريفز ، طالب الأكاديمية البحرية الأمريكية (الذي أصبح فيما بعد "أبو الطيران البحري")، الذي كان لديه جهاز واقٍ لرأسه مصنوع من جلود الخلد ليتمكن من اللعب في مباراة الجيش والبحرية عام 1893. وكان طبيب في البحرية قد نصح ريفز بأن أي ركلة أخرى في رأسه ستؤدي إلى "جنون فوري" أو حتى الموت، لذلك كلف صانع أحذية من أنابوليس بصنع خوذة له من الجلد. ^{[ 3 ]} لاحقًا، صُنعت الخوذات من الجلد المبطن، وأصبحت تُشبه خوذات الطيارين أو قبعات رياضة الرجبي الحديثة . على الأقل في كرة القدم الاحترافية، كان ارتداء الخوذة اختيارياً. بعض لاعبي دوري كرة القدم الأمريكية ، وعلى رأسهم بيل هيويت ، عضو قاعة المشاهير ، لعبوا كل أو معظم مسيرتهم المهنية بدون خوذة.

من الابتكارات التي ظهرت في أوائل القرن العشرين استخدام الجلد المقوى. في عام ١٩١٧، رُفعت الخوذات الأولى فوق مستوى الرأس في محاولة لتوجيه الضربات بعيدًا عن أعلى الرأس. كما شهدت واقيات الأذن تراجعًا في هذه الفترة نظرًا لضعف تهويتها وصعوبة سماع اللاعبين. في عشرينيات القرن العشرين، شاع استخدام الخوذات في رياضة كرة القدم. كانت هذه الخوذات مصنوعة من الجلد ومبطنة من الداخل، إلا أن هذا التبطين لم يكن كافيًا ولم يوفر سوى حماية ضئيلة. إضافةً إلى ذلك، كانت تفتقر إلى واقيات الوجه، مما أدى إلى كثرة الإصابات. كما امتصت الخوذات الأولى كمية كبيرة من الحرارة، ما جعل ارتدائها غير مريح.

في عام ١٩٣٩، بدأت شركة ريدل في شيكاغو، إلينوي، بتصنيع الخوذات البلاستيكية لاعتقادها بأنها أكثر أمانًا من الخوذات الجلدية. وقد وُجد أن البلاستيك أكثر فعالية لأنه يحافظ على شكله عند الاصطدام الكامل أثناء اللعب. كما كانت هذه الخوذات أكثر راحةً وتحتوي على حشوة أكثر لتخفيف الصدمة على الرأس. وكانت الخوذة البلاستيكية مزودة بقناع وجه بلاستيكي، مما يسمح لها بحماية الرأس بالكامل. وبحلول منتصف الأربعينيات، أصبح ارتداء الخوذات إلزاميًا في دوري كرة القدم الأمريكية (NFL) . كانت الخوذات لا تزال تُصنع من الجلد، ولكن مع تحسين تقنيات التصنيع، اتخذت شكلها الكروي المألوف. في البداية، سمح الدوري باستخدام الخوذات البلاستيكية أو الجلدية، ولكن في عام ١٩٤٨ حظر الخوذة البلاستيكية، معتبرًا أن مادة البلاستيك الصلبة تُشكل خطرًا للإصابة. رفع الدوري الحظر عن الخوذة البلاستيكية بعد عام واحد فقط في عام ١٩٤٩، وبحلول عام ١٩٥٠، أصبحت الخوذة البلاستيكية مُعتمدة في جميع أنحاء الدوري. ^{[ ٤ ]}

بحلول خمسينيات القرن العشرين، أنهى ظهور البوليمرات عصر الخوذات الجلدية. وتوقفت شركة ماكجريجور، آخر مصنّع للخوذات الجلدية، عن إنتاجها في منتصف ستينيات القرن العشرين. كما أوصت رابطة كرة القدم الأمريكية (NFL) باستخدام أقنعة الوجه للاعبين عام ١٩٥٥، ^{[ ٥ ]} مما قلل من عدد حالات كسر الأنف والأسنان، ولكنه استلزم أيضًا وضع قواعد جديدة تمنع لاعبي الفريق المنافس من انتزاع قناع الوجه. وبحسب روايات مختلفة، كان بات ستودستيل أو جارو يبرميان آخر من تخلى عن قناع الوجه؛ ومن بين اللاعبين غير المتخصصين في الركل، كان تومي ماكدونالد آخر من فعل ذلك.

في عام ٢٠٠٢، أصدرت شركة ريدل، المتخصصة في تصنيع معدات كرة القدم الأمريكية، تصميمًا جديدًا للخوذة أطلق عليه اسم "ريفولوشن" استجابةً لدراسة حول الارتجاجات الدماغية. ^{[ ٦ ]} كما أصدرت ريدل مؤخرًا تصميمًا جديدًا للخوذة، وهو "ريدل سبيد فليكس"، الذي طُرح في الأسواق عام ٢٠١٤. ^{[ ٧ ]} تستخدم هذه الخوذة الجديدة عناصر من خوذات ريدل السابقة، "٣٦٠" و"ريفولوشن"، مثل نظام الحماية من الصدمات الجانبية ونظام تثبيت قناع الوجه "أول بوينتس كويك ريليز". ^{[ ٨ ]}

دفع الطلب المتزايد على خوذة أكثر أمانًا شركة شوت سبورتس إلى الإعلان عن وصول خوذة الجيل الجديد، ION 4D، المزودة بواقي وجه مدمج. يتميز تصميم واقي الوجه الجديد هذا بوجود "أوتاد طاقة" ماصة للصدمات، تقلل من قوة الاصطدامات التي يتعرض لها واقي الوجه. ومن بين الفرق الجامعية التي تستخدم هذه الخوذة: سلاح الجو ، وجامعة ولاية بنسلفانيا، وجامعة فرجينيا . ^{[ 9 ]} كما ميّزت شوت بين خوذات الفرق الرياضية وخوذات الشباب. تُصنع خوذات الفرق الرياضية من مادة البولي كربونات، وهي بوليمر قوي للغاية مصمم لتحمل الصدمات القوية. أما خوذات الشباب من شوت، فتُصنع من مادة ABS، وهي مادة أخف وزنًا، ومصممة للأطفال الذين لا يتعرضون لصدمات قوية. ^{[ 10 ]}

أحدث طراز أطلقته شركة شوت هو خوذة شوت F7. طُرحت هذه الخوذة في عام 2017، وتمّ اعتمادها في دوري كرة القدم الأمريكية للمحترفين (NFL) في العام نفسه. تعتمد خوذة F7 على تقنيات F7 السابقة، مثل بطانة TPU (البولي يوريثان الحراري) وتقنية الصفائح التكتونية ثلاثية الأبعاد. قام مهندسو شوت بتحسين تصميم غلاف خوذة F7 LTD لتعزيز الأداء وامتصاص الصدمات في المناطق الأكثر عرضة للصدمات. كما تتضمن الخوذة الآن نقاط تثبيت واقي الوجه المضادة للاحتكاك.

ظهر مؤخرًا نوع جديد تمامًا من الخوذات. شركة Vicis هي شركة جديدة تُنتج خوذات ذات طبقة خارجية أكثر ليونة. تمتص هذه الطبقة الأكثر ليونة طاقة أكبر من الصدمات. بالإضافة إلى ذلك، تحتوي الخوذة من الداخل على مادة شبيهة بالرغوة تمتص الطاقة وتُحسّن الراحة. ^{[ 11 ]}

في صيف عام ٢٠٢٢، فرضت رابطة كرة القدم الأمريكية (NFL) على لاعبي خط الهجوم والدفاع، ولاعبي خط الوسط، ولاعبي الأطراف، ارتداء قبعة واقية تُسمى "قبعة الحماية" ، وهي غطاء واقٍ يُلبس أعلى الرأس. ^{[ ١٢ ]} وقد انخفضت حالات الارتجاج الدماغي لدى اللاعبين الذين ارتدوا هذه القبعات بنسبة تزيد عن ٥٠٪ مقارنةً باللاعبين الذين لم يرتدوها. ^{[ ١٣ ]} ابتداءً من موسم ٢٠٢٤، يُسمح للاعبين بارتداء قبعة الحماية أثناء المباريات، مع العلم أن استخدامها ليس إلزاميًا. ^{[ ١٤ ]}

شهدت الخوذات تغييرات ملحوظة في تصميمها الخارجي عبر تاريخ دوري كرة القدم الأمريكية للمحترفين (NFL). ففي عشرينيات القرن الماضي، كانت خوذات كرة القدم تُصنع من الجلد الناعم، بينما تُصنع اليوم من البولي كربونات . وقد ظهرت أول خوذة مصبوبة من البولي كربونات في دوري كرة القدم الأمريكية للمحترفين عام ١٩٨٦. ^{[ ١٥ ]} يبلغ سمك غلاف الخوذات الحديثة المصنوعة من البولي كربونات حوالي ٣.٣٥ ملم. يحمي الغلاف الخارجي الصلب الرأس من الصدمات الموضعية عن طريق توزيع القوة، مما يسمح للعناصر الأخرى بامتصاص الحمل. ^{[ ١٦ ]}

تُعدّ البولي كربونات مواد مثالية للأغلفة الخارجية نظرًا لخفة وزنها ومتانتها ومقاومتها الجيدة للصدمات، حتى في درجات الحرارة القصوى. وتشير البولي كربونات إلى عائلة من البوليمرات المتصلبة حراريًا ، والتي تُستخدم على نطاق واسع في التصنيع، نظرًا لأدائها الميكانيكي المتميز وسهولة تصنيعها. ^{[ 17 ]}

أصبح التصميم الجمالي للغلاف الخارجي عنصراً أساسياً في زي الفرق وصورتها.

يعتمد أداء خوذة كرة القدم على قدرتها على تقليل قوة الصدمة التي يتعرض لها الرأس. تعمل الخوذة على تقليل ذروة القوة المنتقلة إلى الرأس عن طريق تخزين أو تبديد طاقة الصدمة مؤقتًا.

تتمثل العناصر الأساسية لامتصاص الطاقة في واقيات الصدمات، بينما تتمثل العناصر الثانوية في وسادات الراحة. وتختلف المواد المستخدمة في تصنيع هذه المكونات وأبعادها داخل الخوذة. ويراعي التصميم راحة اللاعب ووضعيته الخاصة، بالإضافة إلى هدف حماية أكثر مناطق الرأس حساسية والمناطق التي تتعرض للضربات القوية بشكل متكرر. ^{[ 16 ]}

نظرًا لأن خوذات كرة القدم مصممة لتحمل اصطدامات متعددة، يجب أن تعود موادها إلى شكلها الأصلي بعد كل ضربة. ^{[ 18 ]} يجب أن تكون مواد الحشو منخفضة الكثافة لجعل الخوذة مريحة وعملية دون التضحية بقدرتها على امتصاص الطاقة. تُصنع معظم خوذات كرة القدم من رغوة البولي يوريثان أو النتريل، لأنها تحافظ على ذروة القوة تحت الحمل الموصى به لصحة الرأس (1.5 ميجا باسكال) دون تشوه، مع كونها خفيفة الوزن نسبيًا وسهلة التصنيع. ^{[ 19 ]}

تُصنف رغوات البولي يوريثان أو النتريل عمومًا ضمن الرغوات المرنة اللزجة . عند تطبيق إجهاد على هذه الأنواع من المواد، توجد ثلاث مناطق رئيسية للتشوه: المرونة الخطية، والثبات، والتكثيف. في منطقة المرونة الخطية، تتشوه المادة بشكل عكسي بما يتناسب مع معامل يونغ الخاص بها ، أو صلابتها. في منطقة الثبات، تبدأ الرغوة بالانهيار، وهذا أيضًا نوع من التشوه القابل للاستعادة. عندما تصل المادة إلى منطقة التكثيف، تبدأ بتغيير بنيتها الداخلية بشكل دائم ولا يمكنها العودة إلى شكلها الأصلي. نظرًا لاستخدام خوذات كرة القدم بشكل متكرر، كان من الضروري تصميمها بحيث يبقى الإجهاد في منطقة المرونة أو الثبات. تمثل المساحة تحت منحنى الإجهاد والانفعال (الموضح في الشكل على اليمين) الطاقة الممتصة. يجب إجهاد الرغوات بمقدار دقيق حتى تمتص الطاقة دون تكثيف دائم. ^{[ 19 ]}

في المواد اللزجة المرنة، يتغير شكل المنطقة المرنة تبعًا لمعدل الإجهاد، أي سرعة تشوه المادة، أو عمليًا، سرعة الاصطدام. عمومًا، عندما تتعرض المادة لإجهاد أسرع، تصبح أكثر صلابة، وبالتالي يقل تشوهها. تعتمد درجة الحماية التي توفرها الخوذة على سرعة الاصطدام، ويكون أداؤها ضعيفًا في حالات الاصطدامات الأسرع والأبطأ. تساعد الجيوب الهوائية، إلى جانب امتصاصها لجزء من الطاقة، على تحسين أداء الخوذات في حالات الاصطدامات عالية ومنخفضة السرعة. تحتوي حجرات الهواء على أنظمة تهوية، لذا فإن حجمها وشكلها الهندسي ديناميكيان، مما يساعد على تخفيف تأثير اللزوجة المرنة.

بدأت فكرة الجيوب الهوائية مع فين فيرارا، ^{[ 20 ]} لاعب كرة القدم الأمريكية السابق في جامعة هارفارد. في إحدى الليالي، كان فيرارا يبحث عن حبة أسبرين عندما رأى زجاجة رذاذ في خزانة أدويته. وبينما كان يضغط عليها ثم يضربها، أدرك أن الزجاجة تتحمل ضربات بقوى مختلفة. ومن هنا، خطرت لفيرارا فكرة تغليف خوذات كرة القدم بعدد من الجيوب الهوائية لتخفيف الصدمات التي يتلقاها اللاعب وتقليل الارتجاجات الدماغية.

تتلف الحشوات الرغوية في خوذات كرة القدم بمرور الوقت، وغالبًا ما يتم تجاهل هذه العملية في نماذج السلامة. خاصةً بالنسبة لفرق الشباب، تُعاد استخدام الخوذات على مدى سنوات عديدة، مما يعرض اللاعبين للخطر لأنهم أقل حماية مما هو متوقع. ^{[ 21 ]}

من الإضافات الحديثة لخوذة كرة القدم الأمريكية واقي العين، الذي يُثبّت على قناع الوجه لحماية اللاعبين من وهج الشمس أو إصابات العين، مثل الوخز. يُعتقد أن أول لاعب استخدم واقي العين كان مارك مولاني، لاعب فريق مينيسوتا فايكنجز في دوري كرة القدم الأمريكية للمحترفين، عام ١٩٨٤، لحماية عينه من إصابة كانت في طور الشفاء. من أبرز الشركات المصنعة لواقيات العين: نايكي ، وأوكلي ، وأندر آرمور ، وشوك، وكانت شركة ليدر أول من طرح واقيًا لجيم ماكماهون ، لاعب الوسط السابق لفريق شيكاغو بيرز (الذي احتاج إليه بسبب إصابة في عينه في طفولته). في حين أن واقيات مولاني وماكماهون كانت ملونة، كانت معظم الواقيات السابقة شفافة أو داكنة، لكنها تُقدم الآن بتشكيلة واسعة من الألوان، من الأزرق والذهبي والأسود وقوس قزح والفضي والعنبري. تحظر دوريات المدارس الثانوية ودوريات الناشئين استخدام أي واقيات عين باستثناء الشفافة. تم سنّ هذا القانون لتمكين طاقم التدريب والمدربين من رؤية وجه اللاعب وعينيه بسهولة في حالة الإصابة الخطيرة، لتحديد ما إذا كان اللاعب واعيًا. وقد حظرت الرابطة الوطنية لرياضة الجامعات (NCAA) استخدام الأقنعة الملونة للسبب نفسه، وحذت الرابطة الوطنية لكرة القدم الأمريكية (NFL) حذوها. مع ذلك، لا يزال بإمكان اللاعبين الذين يعانون من مشاكل في العين الحصول على إذن خاص لارتداء الأقنعة الملونة، ومن الأمثلة البارزة على ذلك لادينيان توملينسون وكريس كانتي . ^{[ 22 ]} يسمح دوري XFL للاعبين بارتداء أقنعة ملونة ومزخرفة. ^{[ 23 ]}

تُسجّل أجهزة تسجيل بيانات الصدمات وكاشفات الصدمات الموجودة على الخوذة الصدمات التي يتعرض لها اللاعب، مثل قوة الصدمة واتجاهها. إذا تجاوزت القوة المسجلة بواسطة المستشعرات 100 جي، فهذا يُشير إلى احتمال حدوث ارتجاج في المخ. ^{[ 24 ]} قد يتعرض بعض اللاعبين لما يصل إلى 2000 من هذه الصدمات التي قد تُسبب ارتجاجًا في المخ خلال الموسم الواحد. ثم يقوم الأطباء بتحليل هذه البيانات.

أصدرت بعض الشركات مؤخراً خوذات مزودة بمستشعرات تُرسل تنبيهات عند تعرض اللاعب لإصابة خطيرة. والهدف من ذلك هو الكشف عن الارتجاجات الدماغية فور حدوثها لتوفير الرعاية الطبية الفورية للاعبين. ^{[ 25 ]}

أثار استخدام أجهزة الاستشعار في دوري كرة القدم الأمريكية جدلاً واسعاً . فبينما يتفق معظم الناس على أن النوايا حسنة، إلا أن هناك مخاوف بشأن جودة البيانات وخصوصية السجلات الصحية الشخصية. خلال موسم 2013، اختبر فريقان من فرق الدوري، لم يُكشف عن اسميهما، أجهزة قياس التسارع ، ولكن تم تعليق استخدامها بعد انتهاء التجربة. ويأمل الدوري في إعادة استخدام هذه الأجهزة بمجرد معالجة مسائل الخصوصية وجودة البيانات. ^{[ 26 ]}

مع ذلك، استُخدمت أجهزة الاستشعار بالفعل لتحسين سلامة اللعبة. وباستخدام بيانات جمعها خلال دراسة تجريبية، أظهر كيفن غوسكيويتش أن إرجاع ركلات البداية هو الجزء الأكثر خطورة في اللعبة. وكانت نتائجه مقنعة بما يكفي لإقناع دوري كرة القدم الأمريكية (NFL) بنقل خط ركلات البداية خمس ياردات للأمام إلى خط الـ 35 ياردة، بهدف زيادة عدد مرات الوصول إلى منطقة النهاية ، وهي حركة أكثر أمانًا. ^{[ 26 ]}

ابتكر المخترعان جون كامبل وجورج سارلز، المقيمان في ولاية أوهايو ، سماعة رأس لمدرب فريق كليفلاند براونز ، بول براون، لتمكينه من إرسال تعليمات اللعب عبر الراديو إلى لاعب الوسط جورج راترمان. وقد مُنع استخدامها بعد فترة وجيزة من أول استخدام لها عام 1956 (بعد أن خاض فريق براونز ثلاث مباريات تحضيرية باستخدام الراديو). وفي عام 1994، وافقت رابطة كرة القدم الأمريكية (NFL) على استخدام سماعات الرأس لجميع فرقها. ^{[ 27 ]}

تنصّ قوانين دوري كرة القدم الأمريكية (NFL) على ضرورة وجود نقطة خضراء مرئية في الجزء الخلفي من جميع الخوذات المزودة بسماعات رأس. في عام 2006، طُلب من حامل الكرة في محاولة تسجيل هدف ميداني التوقف والرمي أو الركض في اللحظة الأخيرة بسبب تغيير لاحظه المدربون على أرض الملعب. ووفقًا لدوري كرة القدم الأمريكية، فقد منح هذا الفرق "ميزة غير عادلة". تسمح القواعد الجديدة لكل فريق بمعرفة من يرتدي سماعة رأس ويسمع تعليمات اللعب.

كان قناع الوجه ذو الشريط الواحد شائعًا في السابق، لكن استخدامه تراجع في الرياضات الاحترافية والهواة. على سبيل المثال، أصبح استخدامه غير قانوني في دوري كرة القدم الأمريكية منذ عام 2004 ، إلا أن بندًا خاصًا سمح للاعبين الذين ارتدوه قبل ذلك التاريخ بالاستمرار في ارتدائه طوال مسيرتهم الرياضية. لا يرتدي أي لاعب محترف حاليًا هذا النوع من الأقنعة؛ وكان آخر لاعب ارتدى هذا القناع هو سكوت بلاير ، الذي انتهت مسيرته الاحترافية عام 2009.

في العادة، بحلول منتصف الثمانينيات، كان لاعبو الركلات الثابتة ولاعبو الركلات الطويلة في كرة القدم الاحترافية في كندا والولايات المتحدة فقط هم من يرتدون قناع الوجه ذو الشريط الواحد، وكان الاستثناء الملحوظ هو لاعب الوسط جو ثايسمان .

كان للخوذة ذات القضيب الواحد نوعان مختلفان. النوع القياسي مصنوع من النايلون أو نوع آخر من البلاستيك الصلب، ويُثبّت بمسامير على جانبي الخوذة أمام فتحتي الأذنين مباشرةً. أما النوع الثاني، فكان "قصيرًا" لا يمتد إلى الأمام بنفس قدر النوع القياسي.

أصبحت أقنعة الوجه لخوذات كرة القدم اليوم متعددة القضبان، وتحتوي على قضيبين على الأقل. تُصنع هذه الأقنعة عادةً من المعدن، مثل التيتانيوم أو الفولاذ المقاوم للصدأ أو الفولاذ الكربوني الأكثر شيوعًا. يُغطى كل قناع بطبقة من مادة Polyarmor G17، وهي طلاء مسحوقي مقاوم للصدمات والتآكل. Polyarmor عبارة عن طلاء حراري يُستخدم على العديد من الأسطح. بينما تشتري بعض المنظمات أقنعة وجه جديدة كل موسم، تقوم منظمات أخرى بتجديد معداتها.

تُلزم القواعد المعمول بها في دوري كرة القدم الأمريكية للمحترفين (NFL) والرابطة الوطنية لرياضة الجامعات (NCAA) وكرة القدم في المدارس الثانوية، جميع الخوذات بالحصول على شهادة من اللجنة الوطنية التشغيلية لمعايير المعدات الرياضية (NOCSAE) . ^{[ 28 ] [ 29 ] [ 30 ]} وقد وُجهت انتقادات عديدة للاعتماد على شهادة NOCSAE، منها سيطرة مُصنّعي المعدات على هذه المنظمة، مما يُسبب تضاربًا في المصالح، بالإضافة إلى تركيز بيانات الاختبارات على كسور الجمجمة بدلًا من الارتجاجات الدماغية، وعدم مراعاة الأبحاث الحديثة. ^{[ 28 ] [ 31 ] [ 32 ]}

يُعد اختبار السقوط (الذي طُوّر عام 1973) الاختبار الأكثر شيوعًا لدى منظمة NOCSAE. يستخدم هذا الاختبار رأسًا اصطناعيًا يزن 13 رطلاً (حوالي 6 كيلوغرامات) مزودًا بمجسات ومادة جيلاتينية. يُسقط الرأس والخوذة بسرعات محددة من أحد المواقع الستة المحددة في الخوذة وفقًا لمعايير NOCSAE. تشمل هذه المواقع: الأمام، والخلف، والجانب الأيسر، والجانب الأيمن، والنتوء الأيمن، والنتوء الأيسر. تقيس المجسات الموجودة في الرأس الاصطناعي مقدار القوة التي يتعرض لها الرأس. لدى NOCSAE لوائح محددة، منها ألا يتجاوز مؤشر شدة الصدمة القصوى 1200 وحدة دولية (SI). إذا لم تستوفِ الخوذة هذه المتطلبات، فإنها لا تجتاز اختبار السقوط الخاص بـ NOCSAE. ^{[ 33 ] [ 34 ]}

شهدت السنوات الأخيرة دراسات وأبحاثًا مكثفة حول إصابات الرأس في كرة القدم وتصميم خوذات لاعبيها. وقد أجرى كيفن غوسكيويتش ، الأستاذ بجامعة نورث كارولينا في تشابل هيل والحائز على زمالة ماك آرثر ، أبحاثًا حول الارتجاجات الدماغية في كرة القدم لجميع الفئات العمرية. ^{[ 35 ]} وقد قام بتزويد خوذات فريق جامعة نورث كارولينا بمقاييس تسارع لقياس الصدمات والارتجاجات الدماغية. كما خصصت الرابطة الوطنية لكرة القدم الأمريكية ( NFL) أكثر من 1.6 مليون دولار لأبحاث الطب الرياضي، منها ما يقارب مليون دولار مخصصة للوقاية من الارتجاجات الدماغية. ^{[ 36 ]} وقد دفعت هذه الأبحاث في مجال الوقاية من الارتجاجات الدماغية مصنعي خوذات كرة القدم إلى تطوير منتجات أكثر أمانًا. ومنذ عام 2011، يجري جهد مشترك بين جامعة فرجينيا للتكنولوجيا وجامعة ويك فورست لاختبار خوذات كرة القدم الحالية وتقييمها سنويًا. وعلى مقياس من 5 نجوم، حصلت خوذة واحدة فقط على 5 نجوم في عام 2011. وفي عام 2012، حصل تصميمان إضافيان للخوذات على 5 نجوم. ^{[ 37 ] [ 38 ]}

توصل بعض الباحثين إلى نتيجة غير متوقعة، وهي أن ارتداء الخوذات يزيد في الواقع من احتمالية الإصابة، ولذا ينصحون اللاعبين بالتدرب أحيانًا بدون خوذات. عند ظهور الخوذات الصلبة لأول مرة، ازداد عدد إصابات الرأس لأن اللاعبين شعروا بأمان زائف، ما دفعهم إلى القيام بتدخلات أكثر خطورة. شاركت جامعة نيو هامبشاير في دراسة تدرب فيها بعض اللاعبين مرتين أسبوعيًا بدون خوذات. وبحلول نهاية الموسم، انخفضت نسبة إصابات الرأس لدى من تدربوا مرتين أسبوعيًا بدون خوذات بنسبة 30%. تشير هذه الدراسة إلى أن تحديث أفضل ممارسات اللعبة قد يكون له فوائد أكثر من تحسين المواد المستخدمة في صناعة الخوذة. ^{[ 39 ]}

أجرى فيجاي غوبتا، الأستاذ بجامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس، بحثًا وطوّر بوليمرًا خاصًا، يُمكن إضافته كطبقة داخلية لخوذات كرة القدم أن يُقلل من قوة التسارع التي يتعرض لها اللاعب بنسبة تصل إلى 25%. ^{[ 40 ]} ويُؤدي هذا الانخفاض في القوة إلى تقليل مماثل في احتمالية إصابة اللاعب بارتجاج في المخ نتيجةً لنفس الضربات.

تُبذل جهودٌ متواصلة لتحسين اختيار المواد الماصة للطاقة في خوذات كرة القدم. يستخدم بعض الباحثين أساليب حسابية لفرز مكتبات المواد المعروفة. ^{[ 18 ]} بينما يعمل آخرون على تطوير أنواع جديدة كليًا من الرغوة، أو عن طريق وضع طبقات من الرغوة الموجودة لإنشاء مادة مركبة تمتص الطاقة بشكل أفضل. ^{[ 19 ]}

تميل المواد الرغوية إلى أن تكون أكثر صلابة في درجات الحرارة المنخفضة. ويبحث الباحثون حاليًا في طرق لتقليل تأثير درجة الحرارة على صلابة الرغوة من أجل توفير أقصى حماية للاعبين في جميع الأحوال الجوية. ^{[ 19 ]}

إحدى الشركات التي حققت تقدماً ملحوظاً هي شركة Windpact، التي طورت نوعاً جديداً من الرغوة يُطلق عليه اسم "رغوة داخل وسادة هوائية" أو "سحابة الاصطدام"، حيث تنضغط هذه الرغوة عند امتصاص الطاقة وتُبددها عبر فتحات تهوية، ثم تعود للانتفاخ بسرعة. تُعاني أنواع الرغوة الحالية من بعض القيود التي تؤثر على فعاليتها، ومنها محدودية المساحة داخل الخوذة. فلا يُمكن أن تكون الخوذات كبيرة جداً أو ضيقة جداً على اللاعب، لذا يجب إيجاد توازن بين الأداء والسلامة. ومن القيود الأخرى أن الصدمات تختلف في قوتها. فرغوة الخوذات الحالية تُؤدي أفضل أداء لها عند الاصطدام المباشر، ولا تُناسب الصدمات القادمة من زوايا مختلفة أو "الصدمات الدورانية".

يمكن لوحدات Crash Cloud إما استبدال الحشوة الموجودة في الخوذات أو تبطينها من الداخل بجانب الحشوة الموجودة. وتتحكم رغوة Crash Cloud في معدل تدفق الهواء لتلبية احتياجات تطبيقات محددة. ويمكن الاستفادة من ذلك مع البيانات التي يتم جمعها حول أنواع الضربات التي يتعرض لها لاعبو كرة القدم في مختلف المراكز. فنظرًا لاختلاف طريقة تعرض اللاعبين للضربات ومواقعها، فإن تعديل الخوذة لتناسب كل مركز هو محور البحث الحالي.

خلال الاختبارات، اختارت شركة ويندباكت خوذة من إنتاج شركة ريدل، إحدى الشركات الرائدة في تصنيع خوذات كرة القدم، وقامت بتطبيق تقنية كراش كلاود داخلها. قبل إضافة هذه التقنية، كانت خوذة ريدل العادية تحتل المرتبة 18 في الحماية مقارنةً بالخوذات الأخرى. ومع إضافة كراش كلاود، قفزت إلى المرتبة 3. وقد تحقق هذا دون أي تغيير في تصميم الخوذة، فقط من خلال إضافة هذه التقنية إلى ما هو موجود بالفعل. ^{[ 41 ]}

بدأت الأبحاث الحديثة بتقييم الاختبارات المستخدمة تحديدًا لتصميم معدات كرة القدم الأكثر أمانًا. في عام 2015، أجرى ديفيد كاماريلو من جامعة ستانفورد دراسة أشارت إلى أن اختبارات خوذة كرة القدم لا تأخذ في الحسبان الفترة الزمنية الفاصلة بين حركة الدماغ المسببة للإصابة وتأثير الإجهاد. ^{[ 42 ]}

أطلق علماء الأعصاب في جامعة ولاية أوهايو كرات بيسبول من مدافع هوائية على خوذات لاعبي كرة القدم الأمريكية لمحاكاة ركلة أو ضربة على الرأس، مثل الالتحام. ووجدوا أن الخوذات قادرة على تحمل قوة تصل إلى 2500 نيوتن، أي ما يعادل 562 رطلاً تقريباً.

لطالما استندت معايير تصميم خوذات كرة القدم إلى نماذج التسارع الخطي. يُعدّ هذا النمط من الاصطدام أسهل للدراسة ويتوافق مع معايير التصميم، مثل كسور جمجمة الجثث. وتركز الأبحاث الجارية على فهم القوى الدورانية المؤثرة على خوذات كرة القدم وكيفية تصميمها لقوى أكثر واقعية وغير متناظرة مركزياً. ^{[ 43 ]}

في عام ١٩٤٨، كان فريق لوس أنجلوس رامز أول فريق في دوري كرة القدم الأمريكية (NFL) يضع شعارًا على خوذاته؛ وظل شعار "قرن الكبش" الأساسي على الخوذة كما هو تقريبًا، باستثناء اللون، منذ ذلك الحين. وحتى موسم ٢٠١٩، كان فريق كليفلاند براونز هو الفريق الوحيد المتبقي في دوري كرة القدم الأمريكية الذي لا يستخدم أي شكل من أشكال الشعار الأساسي على خوذاته. أما فريق بيتسبرغ ستيلرز فهو الفريق الوحيد في دوري كرة القدم الأمريكية الذي يضع شعاره على جانب واحد فقط من الخوذة (الجانب الأيمن). في البداية، كان هذا إجراءً مؤقتًا لأن فريق ستيلرز لم يكن متأكدًا من أنهم سيحبون مظهر الشعار على خوذة ذهبية بالكامل. أرادوا اختبارها قبل اعتمادها بشكل كامل. ونظرًا للاهتمام الذي أثاره وجود الشعار على جانب واحد فقط من خوذاتهم، وأيضًا بسبب النجاح الجديد الذي حققه الفريق، قرر فريق ستيلرز الإبقاء على الخوذة على هذا النحو بشكل دائم. بعد أن استخدم فريق سينسيناتي بنغالز شعار "بنغالز" على الخوذة حتى موسم 1980، استخدموا نمطًا يشبه خطوط النمر بدلاً من الشعار منذ عام 1981.

• ألبرغوتي، ريد ووانغ، شيرلي س. "هل حان الوقت للتخلي عن خوذة كرة القدم؟" صحيفة وول ستريت جورنال (11 نوفمبر 2009)
• بهاتاشارجي، أليكس. "تاريخ الخوذة" مجلة سبورتس إليستريتد للأطفال (أكتوبر 1996)
• كوبلاند، مايكل ف. "مكان الإقامة المؤقت" مجلة فورتشن الدولية (8 فبراير 2010) ص  8
• شوارتز، آلان. "الارتجاج - تصميم جديد لخوذة كرة القدم" صحيفة نيويورك تايمز (27 أكتوبر 2007)
• تاكر، أندرو م. "إصابات الرأس لدى لاعبي كرة القدم" شهادة الكونغرس أمام اللجنة القضائية بمجلس النواب (28 أكتوبر 2009)
• زاردا، بريت. "نطح الرؤوس" العلوم الشعبية (سبتمبر 2007)