HAL ( Hybrid Assistive Limb ) on kokeellinen eksoskeleton , jonka Tsukuban yliopisto ( Japani ) on kehittänyt japanilainen robotiikkayritys Cyberdyne . Tällä hetkellä on kehitetty kaksi prototyyppiä - HAL 3 (jalkojen motorisen toiminnan palauttaminen) ja HAL 5 (käsivarsien, jalkojen ja vartalon toiminnan palauttaminen). HAL 5:n avulla käyttäjä pystyy nostamaan ja kantamaan tavallisissa olosuhteissa esineitä, jotka ovat jopa viisi kertaa enimmäispainoa suurempi.
HAL- servot saavat virtansa lihasten tuottamista sähköimpulsseista, jotka poimivat käyttäjän iholle kiinnitetyt elektrodit. Nämä pulssit lähetetään sisäänrakennettuun tietokoneeseen, joka arvioi kuormat ja aktivoi tarvittavat eksoskeleton servot. Itse eksoskeleton saa virtansa 100 voltin akusta, joka on kiinnitetty vyötärölle.
7. lokakuuta 2008 ilmestyi ilmoitus mahdollisuudesta vuokrata eksoskeleton. [1] 10 kg:n malli palvelee vain jalkatyötä ja se on kiinnitetty vyötärölle ja jalkoihin. Saatavana myös yksijalkainen malli.
Japanilainen Cyberdyne suunnittelee vuokraavansa noin 500 eksoskeletonia ensimmäisenä tuotantovuonna.
Vuodesta 2013 lähtien HAL:ia on käytetty useilla klinikoilla Japanissa potilaiden kuntoutukseen, joilla on kroonisia hermoston ja lihasten sairauksia. Elokuussa 2013 teknologia sai TÜV Rheinland Groupin sertifioinnin , mikä mahdollistaa sen käytön EU:ssa. Saksasta on tullut ensimmäinen maa Japanin jälkeen, joka käyttää HAL:ia terapeuttisiin tarkoituksiin HAL-terapiana . [2] Tammikuussa 2018 Cyberdyne sai lisenssin myydä HAL:ia Yhdysvalloissa. [3]
Ensimmäisen HAL-prototyypin ehdotti Yoshuki Sankai , professori Tsukuban yliopistosta. Roboteista ala-asteelta lähtien kiehtonut Sankai halusi luoda robottipuvun, jonka avulla hän voisi "auttaa ihmisiä". [4] Sankai alkoi kehittää HAL:ia saatuaan tohtorintutkintonsa robotiikasta vuonna 1989.
Kolmas HAL-prototyyppi, joka kehitettiin 2000-luvun alussa, liitettiin tietokoneeseen. Pelkästään sen akku painoi lähes 22 kiloa ja vaati kaksi avustajaa, mikä teki siitä erittäin epäkäytännöllisen [5] . Sitä vastoin myöhempi malli HAL-5 painaa vain 10 kiloa ja sen akku ja ohjaustietokone on kiinnitetty käyttäjän vyötärölle [6] .
Cyberdyne aloitti HAL-puvun käytön lääketieteellisiin tarkoituksiin vuonna 2008. Lokakuuhun 2012 mennessä yli 300 HAL-pukua oli käytössä 130 lääketieteellisessä laitoksessa ja hoitokodissa eri puolilla Japania. Tämä puku on vuokrattavissa Japanin instituutista vain 2 000 US$:n kuukausimaksulla [7] . Joulukuussa 2012 Cyberdyne sai Underwriters Laboratoriesin ISO 13485 -standardin - kansainvälisen laatustandardin lääkinnällisten laitteiden suunnittelulle ja valmistukselle - sertifikaatin [8] . Helmikuun 2013 lopussa HAL-puku sai maailmanlaajuisen turvallisuussertifikaatin, ja siitä tuli ensimmäinen moottorikäyttöinen eksoskeleton. Elokuussa 2013 puku sai EU-sertifioinnin, joka salli sen käytön lääketieteellisiin tarkoituksiin Euroopassa ensimmäisenä laatuaan [9] [10] .
HAL on tarkoitettu liikehäiriöistä kärsiville, vanhuksille sekä lisää fyysistä aktiivisuutta vaativiin töihin - rakentamiseen ja pelastustöihin katastrofien aikana. HAL mahdollistaa vammaisten potilaiden pitkäaikaisen kuntoutuksen. Lisäksi tieteelliset tutkimukset ovat osoittaneet, että yhdessä erityisesti suunniteltujen terapeuttisten pelien kanssa eksoskeletonit, kuten HAL-5, voivat stimuloida lapsen kognitiivisia kykyjä ja auttaa vammaisia lapsia oppimaan kävelemään leikin läpi. [11] Tieteelliset lisätutkimukset ovat osoittaneet, että HAL-hoitoa voidaan käyttää tehokkaasti kuntoutukseen selkäydinvamman tai aivohalvauksen jälkeen.