HAL (робот)

Hybrid Assistive Limb (HAL, укр. гібридна допоміжна кінцівка) — екзоскелет розроблений Цукубським університетом та роботехнічною компанією Cyberdyne Inc.. Був розроблений для розширення фізичних можливостей користувача, особливо для людей з фізичними вадами. Існує дві основні версії системи: HAL 3, який забезпечує тільки ногові функції, і HAL 5, який є повним екзоскелетом для рук, ніг, і тулубу.

Прототип 2005 року.

В 2011, Cyberdyne і Цукубський університет оголосили що лікарняні випробування екзоскелету почнуться в 2012 році і продовжатся до 2014 або 2015.[1] Станом на жовтень 2012 року екзоскелети були у використанні в більш ніж 130 різних медичних установах Японії.[2] В лютому 2013 року, система HAL стала першим екзоскелетом який отримав глобальний сертифікат безпеки.[3] В серпні 2013 HAL отримав сертифікат Єврокомісії для клінічного використання в Європі, як перший в світі не-хірургічний лікувальний робот.[4][5] На додачу до медичного застосування екзоскелет використовується в будівництві та для ліквідації наслідків стихійних лих.[6][7]

Історія

Перший прототип запропонував Йосіюкі Санкай — професор в Цукубському університеті. Захоплюючись робтами з третього класу, Санкай хотів створити роботизований костюм для «підтримки людей.»[8] В 1989 році, після отримання Ph.D. в робототехніці, він почав розробку HAL. Санкай провів три роки, з 1990 до 1993, окреслюючи нейрони які відповідають за роботу ніг. Ще чотири роки знадобилося щоб зробити перший прототип.[9]

Третій прототип, розроблений на початку 2000-х років, був приєднаний до комп'ютера. Сама батарея важила близько 22 кг, і вимагала двох осіб для встановлення, роблячи це непрактичним. Пізніша модель HAL-5 важила всього 10 кг, а батарея і комп'ютер кріпилися на поясі користувача.

Дизайн

Коли людина пробує рухати тілом, нервові сигнали передаються від мозку до м'язів через мотонейрони, рухаючи скелетно-м'язову систему. Коли це трапляється, малі біосигнали можуть бути зареєстровані на поверхні шкіри. Екзоскелет ловить ці сигнали сенсором прикріпленим до шкіри користувача. На підставі отриманих сигналів, приводні вузли рухають суглоби для підтримки і посилення руху людини. Апарати HAL мають систему кібернетичного контролю для власного управління користувачем і для автономної підтримки руху.[10][11][12]

Призначення

HAL призначений для допомоги інвалідам і людям старшого віку виконувати повсякдені завдання, але також може використовуватись у фізично вимогливих роботах, таких як будівництво чи ліквідація стихійних лих. Екзоскелет переважно використовується в лікарнях, і може бути модифікований для використання пацієнтами в реабілітації. На додачу, наукові дослідження показали що, в комбінації зі спеціальними терапевтичними іграми, HAL-5 може стимулювати когнітивну активність, і допомагати дітям-інвалідам ходити.[13][14] Подальші наукові дослідження показали що така терапія може бути використана для реабілітації після травми спинного мозку або інсульту.[15]

Примітки
  1. Robot suit offers glimmer of hope to the paralysed. Times of Malta. 11 травня 2011. Процитовано 26 серпня 2012.(англ.)
  2. Robots to the rescue as an aging Japan looks for help. The Australian. 13 жовтня 2012. Процитовано 17 жовтня 2012.(англ.)
  3. Japan robot suit gets global safety certificate. AFP via Google. 27 лютого 2013. Архів оригіналу за 5 березня 2013. Процитовано 28 лютого 2013.(англ.)
  4. TÜV Rheinland Issues EC certificate for Cyberdyne’s Medical Robot Suit HAL®. TÜV Rheinland. 7 серпня 2013. Архів оригіналу за 16 січня 2021. Процитовано 14 серпня 2013.(англ.)
  5. Global Companies from Japan. Weekly Toyo Keizai. 14 вересня 2013. Архів оригіналу за 29 липня 2014. Процитовано 17 травня 2014.(англ.)
  6. New HAL Exoskeleton: Brain-Controlled Full Body Suit to Be Used In Fukushima Cleanup. Neurogadget.com. 18 жовтня 2012. Архів оригіналу за 21 жовтня 2012. Процитовано 22 жовтня 2012.(англ.)
  7. Smart walkers lead the way for Japanese elder-care robots. ITWorld.com. 16 жовтня 2014. Процитовано 22 жовтня 2014.(англ.)
  8. Cyberdyne power suit. YouTube. 31 липня 2009. Процитовано 26 серпня 2012.(англ.)
  9. HAL, a friend for people with disabilities. Nipponia. Web Japan. 15 вересня 2006. Процитовано 16 липня 2013.(англ.)
  10. Intention-based walking support for paraplegia patients with Robot Suit HAL. Advanced Robotics. 2007, vol. 21, pp1441-1469. Taylor & Francis. 2007. Процитовано 17 травня 2014.(англ.)
  11. Pilot study of locomotion improvement using hybrid assistive limb in chronic stroke patients. BMC Neurology. 2013, vol. 13, p141. BMC. 2013. Процитовано 17 травня 2014.(англ.)
  12. Research Program Cybernics University of Tsukuba. Global COE Program, Cybernics. University of Tsukuba. 1 квітня 2007. Архів оригіналу за 27 жовтня 2014. Процитовано 17 травня 2014.(англ.)
  13. Computers for the Development of Young Disabled Children – Introduction to the Special Thematic Session. ACM.org. 2002. Процитовано 26 листопада 2012.(англ.)
  14. Influence of Virtual Reality Soccer Game on Walking Performance in Robotic Assisted Gait Training for Children. AbleData.com. квітень 2010. Архів оригіналу за 18 жовтня 2013. Процитовано 26 листопада 2012.(англ.)
  15. Current scientific studies to exoskeleton therapy with Hybrid Assistive Limb. WALK AGAIN Center. Процитовано 28 січня 2016.(англ.)
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.