HAL ( Hybrid Assistive Limb ) är ett experimentellt exoskelett utvecklat vid University of Tsukuba ( Japan ) av det japanska robotföretaget Cyberdyne . För tillfället har två prototyper utvecklats - HAL 3 (återställning av benens motoriska funktion) och HAL 5 (återställning av armar, ben och bål). Med HAL 5 kan operatören lyfta och bära föremål upp till fem gånger den maximala vikten under normala förhållanden.
HAL -servon drivs av elektriska impulser som genereras av muskler och som tas upp av elektroder fästa på operatörens hud. Dessa pulser skickas till den inbyggda datorn, som utvärderar belastningarna och aktiverar de nödvändiga exoskelettservona. Själva exoskelettet drivs av ett 100-volts batteri fäst i midjan.
Den 7 oktober 2008 dök ett meddelande upp om möjligheten att hyra ett exoskelett. [1] Modellen på 10 kg tjänar endast benarbete och är fäst vid midjan och benen. En enkelbensmodell finns också tillgänglig.
Det japanska företaget Cyberdyne planerar att hyra cirka 500 exoskelett under det första produktionsåret.
Sedan 2013 har HAL använts på ett antal kliniker i Japan för rehabilitering av patienter med kroniska sjukdomar i nerv- och muskelsystem. I augusti 2013 certifierades tekniken av TÜV Rheinland Group , vilket gör att den kan användas inom EU. Tyskland har blivit det första landet efter Japan att använda HAL för terapeutiska ändamål som HAL-terapi . [2] I januari 2018 fick Cyberdyne en licens att sälja HAL i USA. [3]
Den första HAL-prototypen föreslogs av Yoshuki Sankai , professor vid University of Tsukuba. Fascinerad av robotar sedan grundskolan strävade Sankai efter att skapa en robotdräkt som skulle tillåta honom att "hjälpa människor". [4] Sankai började utveckla HAL efter att ha tagit sin doktorsexamen i robotik 1989.
Den tredje HAL-prototypen, utvecklad i början av 2000-talet, kopplades till en dator. Bara dess batteri vägde nästan 22 kg och krävde två assistenter, vilket gör det väldigt opraktiskt [5] . Däremot väger den senare modellen HAL-5 endast 10 kilo, och dess batteri och kontrolldator är fastspända i användarens midja [6] .
Cyberdyne började använda HAL-dräkten för medicinska ändamål 2008. I oktober 2012 användes över 300 HAL-dräkter av 130 sjukvårdsinrättningar och vårdhem över hela Japan. Denna kostym är tillgänglig för uthyrning från institutet i Japan endast för en månadsavgift på 2 000 USD [7] . I december 2012 certifierades Cyberdyne ISO 13485 - den internationella kvalitetsstandarden för design och tillverkning av medicintekniska produkter - av Underwriters Laboratories [8] . I slutet av februari 2013 fick HAL-dräkten ett globalt säkerhetscertifikat och blev det första motordrivna exoskelettet. I augusti 2013 fick dräkten EU-certifiering som tillåter användning för medicinska ändamål i Europa som den första medicinska roboten i sitt slag [9] [10] .
HAL är avsedd för personer som lider av motorisk dysfunktion, äldre, samt för jobb som kräver ökad fysisk aktivitet - byggande och räddning vid katastrofer. HAL möjliggör långvarig rehabilitering för patienter med funktionsnedsättning. Dessutom har vetenskapliga studier visat att exoskelett som HAL-5, i kombination med specialdesignade terapeutiska spel, kan stimulera ett barns kognitiva förmågor och hjälpa barn med funktionsnedsättning att lära sig gå genom lek. [11] Ytterligare vetenskaplig forskning har visat att HAL-terapi effektivt kan användas för rehabilitering efter ryggmärgsskada eller efter stroke.