Введение
Гибридный вспомогательный конечность (также известный как HAL) - это мощный, мягкий корпус экзоскелетный костюм, разработанный японским университетом Цукуба и робототехнической компанией Cyberdyne. Он предназначен для поддержки и расширения физических возможностей его пользователей, особенно людей с физическими недостатками. Существует две основные версии системы: HAL 3, которая обеспечивает только функцию ног, и HAL 5, который представляет собой экзоскелет для рук, ног и туловища. В 2011 году Cyberdyne и Университет Цукубы совместно объявили, что клинические испытания полного костюма HAL начнутся в 2012 году, а испытания будут продолжаться до 2014 или 2015 года. К октябрю 2012 года костюмы HAL использовались в 130 различных медицинских учреждениях по всей Японии. В августе 2013 года HAL получил сертификат ЕС для клинического использования в Европе как первый в мире нехирургический робот для медицинского лечения. В дополнение к медицинским приложениям, экзоскелет HAL использовался в строительстве и в работе по реагированию на стихийные бедствия. В 1989 году, после получения степени доктора философии в области робототехники, он начал разработку HAL. Санкай провел три года, с 1990 по 1993 год, нанося на карту нейроны, управляющие движением ног. Ему и его команде потребовалось еще четыре года, чтобы создать прототип оборудования. Третий прототип HAL, разработанный в начале 2000-х годов, был присоединен к компьютеру. Только батарея весила почти полтора килограмма и требовала двух помощников, чтобы ее надеть, что делало ее очень непрактичной. Напротив, более поздняя модель HAL 5 весит всего лишь и имеет аккумулятор и компьютер управления, привязанные к талии пользователя. Cyberdyne начал сдавать костюм HAL в медицинские цели в 2008 году. К октябрю 2012 года более 300 костюмов HAL были использованы 130 медицинскими учреждениями и домами престарелых по всей Японии. Костюм доступен для аренды в учреждениях только в Японии, за ежемесячную плату в размере 2000 долларов США. В декабре 2012 года компания Cyberdyne получила сертификат ISO 13485 - международный стандарт качества для проектирования и производства медицинских устройств - от Underwriters Laboratories. В конце февраля 2013 года костюм HAL получил глобальный сертификат безопасности, став первым экзоскелетом с двигателем, который получил такой сертификат. Конструкция HAL примечательна своим мягким корпусом и рамой, а комфорт и простота использования считаются потенциальными преимуществами отсутствия жесткого корпуса.
The Hybrid Assistive Limb (also known as HAL) is a powered, soft bodied exoskeleton suit developed by Japan's Tsukuba University and the robotics company Cyberdyne. It is designed to support and expand the physical capabilities of its users, particularly people with physical disabilities. There are two primary versions of the system: HAL 3, which only provides leg function, and HAL 5, which is a full body exoskeleton for the arms, legs, and torso. In 2011, Cyberdyne and Tsukuba University jointly announced that hospital trials of the full HAL suit would begin in 2012, with tests to continue until 2014 or 2015. By October 2012, HAL suits were in use by 130 different medical institutions across Japan. In August 2013, HAL received EC certification for clinical use in Europe as the world's first non surgical medical treatment robot. In addition to its medical applications, the HAL exoskeleton has been used in construction and disaster response work. In 1989, after receiving his PhD in robotics, he began the development of HAL. Sankai spent three years, from 1990 to 1993, mapping out the neurons that govern leg movement. It took him and his team an additional four years to make a prototype of the hardware. The third HAL prototype, developed in the early 2000s, was attached to a computer. Its battery alone weighed nearly and required two helpers to put on, making it very impractical. By contrast, later HAL 5 model weighs only and has its battery and control computer strapped around the waist of the wearer. Cyberdyne began renting the HAL suit out for medical purposes in 2008. By October 2012, over 300 HAL suits were in use by 130 medical facilities and nursing homes across Japan. The suit is available for institutional rental, in Japan only, for a monthly fee of US$2,000. In December 2012, Cyberdyne was certified ISO 13485 – an international quality standard for design and manufacture of medical devices – by Underwriters Laboratories. In late February 2013, the HAL suit received a global safety certificate, becoming the first powered exoskeleton to do so. The HAL design is notable for its soft body and frame, with comfort and ease of use cited as potential benefits of this lack of a rigid body.
Пользователи
HAL предназначен для оказания помощи людям с ограниченными возможностями или пожилым людям в их повседневных задачах, но также может использоваться для поддержки работников, выполняющих физически сложные работы, такие как спасание от стихийных бедствий или строительство. HAL в основном используется пациентами с ограниченными возможностями в больницах и может быть модифицирован таким образом, чтобы пациенты могли использовать его для долгосрочной реабилитации. Кроме того, научные исследования показали, что в сочетании со специально созданными терапевтическими играми, такие экзоскелеты, как HAL 5, могут стимулировать когнитивную деятельность и помогать детям-инвалидам ходить во время игры. Дальнейшие научные исследования показали, что терапия HAL может эффективно использоваться для реабилитации после травмы спинного мозга или инсульта. Во время выставки потребительской электроники 2011 года было объявлено, что правительство Соединенных Штатов выразило интерес к покупке костюмов HAL. В марте 2011 года Cyberdyne представила версию HAL только для ног для людей с ограниченными возможностями, медицинских работников и заводских работников. В ноябре 2011 года HAL была выбрана для использования в очистных работах на месте ядерной аварии в Фукусиме. Во время выставки Japan Robot Week в Токио в октябре 2012 года была представлена переработанная версия HAL, разработанная специально для очистки Фукусимы. В марте 2013 года десять японских больниц провели клинические испытания новой системы HAL только для ног. В конце 2014 года экзоскелеты HAL, модифицированные для строительного использования, поступили в эксплуатацию у японского строительного подрядчика Obayashi Corporation.