Der Hybrid Assistive Limb (auch bekannt als HAL ) ist ein angetriebener Exoskelettanzug, der von der japanischen Tsukuba-Universität und dem Robotikunternehmen Cyberdyne entwickelt wurde. Es soll die physischen Fähigkeiten seiner Benutzer, insbesondere von Menschen mit körperlichen Behinderungen, unterstützen und erweitern. Es gibt zwei Hauptversionen des Systems: HAL 3, das nur die Beinfunktion bietet, und HAL 5, ein Ganzkörper-Exoskelett für Arme, Beine und Rumpf.
Im Jahr 2011 gaben Cyberdyne und die Tsukuba University gemeinsam bekannt, dass im Jahr 2012 klinische Prüfungen des gesamten HAL-Verfahrens beginnen und die Tests bis 2014 oder 2015 andauern würden. [1] Bis Oktober 2012 wurden HAL-Anzüge von 130 verschiedenen Ärzten verwendet Institutionen in ganz Japan. [2] Im Februar 2013 erhielt das HAL-System das erste angetriebene Exoskelett, das ein weltweites Sicherheitszertifikat erhielt. [3] Im August 2013 erhielt HAL als weltweit erste nichtoperative medizinische Behandlung die EG-Zulassung für den klinischen Einsatz in Europa robot. [4][5] Zusätzlich zu seinen medizinischen Anwendungen wurde das HAL-Exoskelett in Bau- und Katastrophenabwehrarbeiten verwendet. [6][7]
Geschichte [ edit
Der erste HAL-Prototyp wurde vorgeschlagen von Yoshiyuki Sankai, Professor an der Tsukuba University. Sankai war seit seiner dritten Klasse fasziniert von Robotern und hatte sich bemüht, einen Roboteranzug herzustellen, um „den Menschen zu unterstützen“. [8] 1989, nachdem er seinen Ph.D. In der Robotik begann er mit der Entwicklung von HAL. Sankai verbrachte drei Jahre, von 1990 bis 1993, die Neuronen, die die Beinbewegung steuern. Er und sein Team brauchten weitere vier Jahre, um einen Prototyp der Hardware herzustellen. [9]
Der dritte HAL-Prototyp, der in den frühen 2000er Jahren entwickelt wurde, wurde an einen Computer angeschlossen. Allein der Akku wog fast 22 Kilogramm und erforderte zwei Helfer, die ihn anziehen konnten, was ihn sehr unpraktisch machte. Im Gegensatz dazu wiegt das spätere HAL-5-Modell nur 10 Kilogramm und Batterie und Steuercomputer werden um die Taille des Trägers geschnallt.
Cyberdyne begann 2008 mit der Anmietung des HAL-Anzugs für medizinische Zwecke. Bis Oktober 2012 waren über 130 HAL-Anzüge in 130 medizinischen Einrichtungen und Pflegeheimen in ganz Japan im Einsatz. Die Klage ist nur in Japan für institutionelle Anmietungen gegen eine monatliche Gebühr von 2.000 US-Dollar erhältlich. [2] Im Dezember 2012 wurde Cyberdyne von Underwriters Laboratories nach ISO 13485 - einem internationalen Qualitätsstandard für Design und Herstellung von medizinischen Geräten - zertifiziert. 19659014] Ende Februar 2013 erhielt die HAL-Klage ein weltweites Sicherheitszertifikat und wurde damit das erste Exoskelett mit Kraftantrieb. [3] Im August 2013 erhielt die Klage eine EG-Bescheinigung, die ihre Verwendung für medizinische Zwecke in Europa als erstes zulässt medizinischer Behandlungsroboter seiner Art. [4][5]
Konstruktion und Mechanik [ edit
Wenn eine Person versucht, ihren Körper zu bewegen, werden Nervensignale durch den Motor an die Muskeln gesendet Neuronen, Bewegung des Bewegungsapparates. In diesem Fall können kleine Biosignale auf der Hautoberfläche erkannt werden. Der HAL-Anzug registriert diese Signale über einen an der Haut des Trägers angebrachten Sensor. Basierend auf den erhaltenen Signalen bewegt die Antriebseinheit das Gelenk, um die Bewegung des Trägers zu unterstützen und zu verstärken. Der HAL-Anzug verfügt über ein kybernetisches Steuersystem, das aus einem vom Benutzer aktivierten "freiwilligen Kontrollsystem", bekannt als Cybernic Voluntary Control (CVC), und einem "roboterautonomen Kontrollsystem", bekannt als Cybernic Autonomous Control (CAC), zur Unterstützung der automatischen Bewegung besteht. 19659019] HAL soll Behinderte und ältere Menschen bei ihren täglichen Aufgaben unterstützen, es kann aber auch zur Unterstützung von Arbeitnehmern bei körperlich anstrengenden Tätigkeiten wie Katastrophenschutz oder Bauwesen eingesetzt werden. HAL wird hauptsächlich von behinderten Patienten in Krankenhäusern verwendet und kann so modifiziert werden, dass Patienten es für eine längerfristige Rehabilitation nutzen können. Wissenschaftliche Studien haben außerdem gezeigt, dass angetriebene Exoskelette wie der HAL-5 in Kombination mit speziell entwickelten Therapiespielen kognitive Aktivitäten stimulieren und behinderten Kindern beim Spielen beim Gehen helfen können. [14][15] Weitere wissenschaftliche Studien haben gezeigt, dass HAL-Therapie möglich ist zur Rehabilitation nach Rückenmarksverletzung oder Schlaganfall effektiv eingesetzt [16]
Während der Consumer Electronics Show 2011 wurde bekannt gegeben, dass die Regierung der Vereinigten Staaten ihr Interesse am Kauf von HAL-Anzügen bekundet hatte Im März 2011 präsentierte Cyberdyne eine HAL-Version mit Beinen für Behinderte, Angehörige der Gesundheitsberufe und Fabrikarbeiter. [18] Im November 2011 wurde HAL für Sanierungsarbeiten am Standort des Atomunfalls von Fukushima ausgewählt. [19] Während der Japan Robot Week in Tokio im Oktober 2012 wurde eine neu gestaltete Version von HAL vorgestellt, die speziell für die Fukushima-Bereinigung entworfen wurde. [7] Im März 2013 waren zehn Japane Diese Krankenhäuser führten klinische Tests des neueren BAL-only-HAL-Systems durch. [20] Ende 2014 wurden für den Baueinsatz modifizierte HAL-Exoskelette beim japanischen Bauunternehmer Obayashi Corporation in Dienst gestellt. [6]
Siehe auch [ edit ]
Verweise [ edit ]
- ^ "Roboteranzug gibt den Gelähmten einen Hoffnungsschimmer". Zeiten von Malta . 11. März 2011 . 26. August 2012 .
- ^ a b " " Roboter zur Rettung als alterndes Japan sucht Hilfe ". Der Australier . 13. Oktober 2012 . Abgerufen 17. Oktober 2012 .
- ^ a b "Japanischer Roboteranzug erhält globales Sicherheitszertifikat". AFP über Google. 27. Februar 2013 . 28. Februar 2013 .
- ^ a b "TÜV Rheinland stellt EG-Zertifikat für Medical Robot Suit von Cyberdyne aus ® ". TÜV Rheinland. 7. August 2013 . 14. August 2013 .
- ^ a b "Global Companies from Japan". Wöchentlicher Toyo Keizai. 14. September 2013 . Abgerufen 17. März 2014 .
- ^ a b "19659036]" Smart Walkers weisen den Weg für japanische ältere Pflegeroboter ". ITWorld.com. 16. Oktober 2014 . 22. Oktober 2014 .
- ^ a b "Neues HAL-Exoskelett: Gehirngesteuertes Ganzkörperanzug In Fukushima-Bereinigung verwendet werden ". Neurogadget.com. 18. Oktober 2012 . 22. Oktober 2012 .
- ^ "Cyberdyne Power Suit". Youtube. 31. Juli 2009 . 26. August 2012 .
- ^ "HAL, ein Freund für Menschen mit Behinderungen". Nipponia . Web Japan. 15. September 2006 . 16. Juli 2013 .
- ^ "Entwurf, Herstellung und Service von tragbaren Exoskelett-Geräten für die Gliedmaßen für Rehabilitation und körperliches Training" (PDF) . Underwriters Laboratories. 11. Dezember 2012 . 16. Juli 2013 .
- ^ Suzuki, Kenta; Mito, Gouji; Kawamoto, Hiroaki; Hasegawa, Yasuhisa; Sankai, Yoshiyuki (2007). "Intention-basierte Gehhilfe für Paraplegie-Patienten mit Robot Suit HAL". Advanced Robotics. 2007, Vol. 21, Seiten 1441-1469 . 21 (12): 1441–1469. doi: 10.1163 / 156855307781746061 (inaktiv 2013-2011) . 17. März 2014 .
- ^ Kawamoto, Hiroaki; Kamibayashi, Kiyotaka; Nakata, Yoshio; Yamawaki, Kanako; Ariyasu, Ryohei; Sankai, Yoshiyuki; Sakane, Masataka; Eguchi, Kiyoshi; Ochiai, Naoyuki (2013). "Pilotstudie zur Verbesserung der Fortbewegung mit Hilfe der hybriden assistiven Extremität bei Patienten mit chronischem Schlaganfall". BMC Neurology. 2013, vol. 13, P141 . 13 (1): 141. doi: 10.1186 / 1471-2377-13-141. PMID 24099524 . 17. März 2014 .
- ^ "Forschungsprogramm Cybernics University of Tsukuba". Globales COE-Programm, Cybernics . Universität von Tsukuba. 1. April 2007. Nach dem Original am 27. Oktober 2014 . 17. März 2014 .
- ^ Computer für die Entwicklung von Kindern mit Behinderungen - Einführung in die spezielle thematische Sitzung . ACM.org. 2002. ISBN 9783540439042 . 26. November 2012 .
- ^ "Einfluss des Virtual-Reality-Fußballspiels auf das Gehen beim robotergestützten Gangtraining für Kinder". AbleData.com. April 2010 . 26. November 2012 .
- ^ "Aktuelle wissenschaftliche Studien zur Exoskelett-Therapie mit Hybrid Assistive Limb". WALK WIEDER Zentrum . 2016-01-28 .
- ^ "CES Spotlight: Japanese Robot Exoskeletons". 12. Januar 2011 . 28. Februar 2013 .
- ^ "Cyberdyne demos HAL-Exoskelett für den Unterleib für Behinderte, nicht zur Beseitigung der Menschheit (Video)". 15. März 2011 . 28. Februar 2013 .
- ^ "Roboter-Exoskelette von Cyberdyne könnten Arbeitern dabei helfen, das nukleare Durcheinander in Fukushima zu beseitigen". Scientific American . 9. November 2011 . 27. November 2011 .
- ^ "Krankenhäuser testen Roboteranzug, um Patienten beim Gehen zu helfen". Der Asahi Shimbun . 9. Februar 2013. Nach dem Original am 13. Februar 2013 archiviert . 17. Februar 2013 .
Externe Links [ edit
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