El Hybrid Assistive Limb (también conocido como HAL ) es un traje de exoesqueleto desarrollado por la Universidad Tsukuba de Japón y la compañía de robótica Cyberdyne . Está diseñado para apoyar y expandir las capacidades físicas de sus usuarios, particularmente las personas con discapacidades físicas. Hay dos versiones principales del sistema: HAL 3, que solo proporciona función de pierna, y HAL 5, que es un exoesqueleto de cuerpo completo para brazos, piernas y torso.
![]() Un hombre con una versión prototipo de 2005 del traje HAL (izquierda) | |
Fabricante | Cyberdyne |
---|---|
País | Japón |
Año de creación | 1997 (primer prototipo) 2012 (traje completo HAL-5) |
Tipo | Exoesqueleto motorizado |
Propósito | Médico / búsqueda y rescate |
Sitio web | cyberdyne.jp |
En 2011, Cyberdyne y la Universidad de Tsukuba anunciaron conjuntamente que las pruebas hospitalarias del traje HAL completo comenzarían en 2012, y las pruebas continuarían hasta 2014 o 2015. [1] En octubre de 2012, 130 instituciones médicas diferentes de Japón usaban trajes HAL. . [2] En febrero de 2013, el sistema HAL se convirtió en el primer exoesqueleto motorizado en recibir la certificación de seguridad global. [3] En agosto de 2013, HAL recibió la certificación CE para uso clínico en Europa como el primer robot de tratamiento médico no quirúrgico del mundo. [4] [5] Además de sus aplicaciones médicas, el exoesqueleto HAL se ha utilizado en trabajos de construcción y respuesta a desastres. [6] [7]
Historia
El primer prototipo de HAL fue propuesto por Yoshiyuki Sankai , profesor de la Universidad de Tsukuba. Fascinado por los robots desde que estaba en tercer grado, Sankai se había esforzado por hacer un traje robótico para "apoyar a los humanos". [8] En 1989, después de recibir su Ph.D. en robótica, inició el desarrollo de HAL. Sankai pasó tres años, de 1990 a 1993, mapeando las neuronas que gobiernan el movimiento de las piernas. Le tomó a él y a su equipo cuatro años más para hacer un prototipo del hardware. [9]
El tercer prototipo de HAL, desarrollado a principios de la década de 2000, se conectó a una computadora. Solo su batería pesaba casi 22 kilogramos (49 libras) y requería dos ayudantes para colocarla, lo que la hacía muy poco práctica. Por el contrario, el modelo HAL-5 posterior pesa solo 10 kilogramos (22 lb) y tiene la batería y la computadora de control atadas alrededor de la cintura del usuario.
Cyberdyne comenzó a alquilar el traje HAL con fines médicos en 2008. En octubre de 2012, más de 300 trajes HAL estaban en uso en 130 centros médicos y hogares de ancianos en todo Japón. El traje está disponible para alquiler institucional, solo en Japón, por una tarifa mensual de 2.000 dólares estadounidenses. [2] En diciembre de 2012, Cyberdyne obtuvo la certificación ISO 13485 , una norma internacional de calidad para el diseño y la fabricación de dispositivos médicos, por Underwriters Laboratories . [10] A finales de febrero de 2013, el traje HAL recibió un certificado de seguridad global, convirtiéndose en el primer exoesqueleto motorizado en hacerlo. [3] En agosto de 2013, la demanda recibió un certificado CE, que permite su uso con fines médicos en Europa como el primer robot de tratamiento médico de este tipo. [4] [5]
Diseño y mecánica
Cuando una persona intenta mover su cuerpo, las señales nerviosas se envían desde el cerebro a los músculos a través de las neuronas motoras, moviendo el sistema musculoesquelético . Cuando esto sucede, se pueden detectar pequeñas señales biológicas en la superficie de la piel. El traje HAL registra estas señales a través de un sensor adherido a la piel del usuario. Según las señales obtenidas, la unidad de potencia mueve la articulación para apoyar y amplificar el movimiento del usuario. El traje HAL posee un sistema de control cibernético que consiste en un "sistema de control voluntario" activado por el usuario conocido como Control Voluntario Cibernético (CVC) y un "sistema de control autónomo robótico" conocido como Control Autónomo Cibernético (CAC) para soporte de movimiento automático. [11] [12] [13]
Usuarios
HAL está diseñado para ayudar a los discapacitados y los ancianos en sus tareas diarias, pero también se puede utilizar para ayudar a los trabajadores con trabajos físicamente exigentes como el rescate en caso de desastre o la construcción. HAL es utilizado principalmente por pacientes discapacitados en hospitales y puede modificarse para que los pacientes puedan utilizarlo para rehabilitación a más largo plazo. Además, los estudios científicos han demostrado que, en combinación con juegos terapéuticos especialmente creados, los exoesqueletos como el HAL-5 pueden estimular las actividades cognitivas y ayudar a los niños discapacitados a caminar mientras juegan. [14] [15] Otros estudios científicos han demostrado que la Terapia HAL se puede utilizar eficazmente para la rehabilitación después de una lesión de la médula espinal o un accidente cerebrovascular . [dieciséis]
Durante el Consumer Electronics Show 2011 , se anunció que el gobierno de los Estados Unidos había expresado interés en comprar trajes HAL. [17] En marzo de 2011, Cyberdyne presentó una versión HAL solo para piernas para discapacitados, profesionales de la salud y trabajadores de fábricas. [18] En noviembre de 2011, se seleccionó a HAL para realizar trabajos de limpieza en el lugar del accidente nuclear de Fukushima . [19] Durante la exposición Japan Robot Week en Tokio en octubre de 2012, se presentó una versión rediseñada de HAL, diseñada específicamente para la limpieza de Fukushima. [7] En marzo de 2013, diez hospitales japoneses realizaron pruebas clínicas del nuevo sistema HAL solo para piernas. [20] A finales de 2014, los exoesqueletos de HAL modificados para uso en la construcción entraron en servicio con el contratista de construcción japonés Obayashi Corporation . [6]
Ver también
- Atlas (robot) , un robot humanoide diseñado para búsqueda y rescate
- Ekso Bionics
- ReWalk
- Exoesqueleto de Vanderbilt
Referencias
- ^ "El traje de robot ofrece un rayo de esperanza a los paralizados" . Tiempos de Malta . 11 de marzo de 2011 . Consultado el 26 de agosto de 2012 .
- ^ a b "Robots al rescate mientras un Japón envejecido busca ayuda" . El australiano . 13 de octubre de 2012 . Consultado el 17 de octubre de 2012 .
- ^ a b "Traje de robot de Japón obtiene certificado de seguridad global" . AFP a través de Google. 27 de febrero de 2013 . Consultado el 28 de febrero de 2013 .
- ^ a b "TÜV Rheinland emite certificado CE para el traje de robot médico de Cyberdyne HAL®" . TÜV Rheinland. 7 de agosto de 2013 . Consultado el 14 de agosto de 2013 .
- ^ a b "Empresas globales de Japón" . Toyo Keizai semanal. 14 de septiembre de 2013 . Consultado el 17 de marzo de 2014 .
- ^ a b "Los caminantes inteligentes abren el camino para los robots japoneses para el cuidado de personas mayores" . ITWorld.com. 16 de octubre de 2014 . Consultado el 22 de octubre de 2014 .
- ^ a b "Nuevo exoesqueleto HAL: traje de cuerpo completo controlado por el cerebro que se utilizará en la limpieza de Fukushima" . Neurogadget.com. 18 de octubre de 2012 . Consultado el 22 de octubre de 2012 .
- ^ "Traje de poder Cyberdyne" . YouTube . 31 de julio de 2009 . Consultado el 26 de agosto de 2012 .
- ^ "HAL, un amigo para personas con discapacidad" . Nipponia . Web Japón. 15 de septiembre de 2006 . Consultado el 16 de julio de 2013 .
- ^ "El diseño, fabricación y mantenimiento de dispositivos de exoesqueleto de miembros inferiores portátiles para rehabilitación y entrenamiento físico" (PDF) . Underwriters Laboratories. 11 de diciembre de 2012 . Consultado el 16 de julio de 2013 .
- ^ Suzuki, Kenta; Mito, Gouji; Kawamoto, Hiroaki; Hasegawa, Yasuhisa; Sankai, Yoshiyuki (enero de 2007). "Soporte para caminar basado en la intención para pacientes con paraplejia con Robot Suit HAL" . Robótica avanzada . 21 (12): 1441–1469. doi : 10.1163 / 156855307781746061 . S2CID 16791965 .
- ^ Kawamoto, Hiroaki; Kamibayashi, Kiyotaka; Nakata, Yoshio; Yamawaki, Kanako; Ariyasu, Ryohei; Sankai, Yoshiyuki; Sakane, Masataka; Eguchi, Kiyoshi; Ochiai, Naoyuki (2013). "Estudio piloto de mejora de la locomoción utilizando extremidades auxiliares híbridas en pacientes con accidente cerebrovascular crónico" . Neurología BMC . 13 : 141. doi : 10.1186 / 1471-2377-13-141 . PMC 3851710 . PMID 24099524 .
- ^ "Programa de investigación en cibernética de la Universidad de Tsukuba" . Programa COE global, Cybernics . Universidad de Tsukuba. 1 de abril de 2007. Archivado desde el original el 27 de octubre de 2014 . Consultado el 17 de marzo de 2014 .
- ^ Computadoras para el desarrollo de niños pequeños discapacitados - Introducción a la sesión temática especial . ACM.org. 2002. ISBN 9783540439042. Consultado el 26 de noviembre de 2012 .
- ^ "Influencia del juego de fútbol de realidad virtual en el rendimiento al caminar en el entrenamiento de la marcha asistida por robot para niños" . AbleData.com. Abril de 2010. Archivado desde el original el 18 de octubre de 2013 . Consultado el 26 de noviembre de 2012 .CS1 maint: URL no apta ( enlace )
- ^ "Estudios científicos actuales para la terapia de exoesqueleto con Hybrid Assistive Limb" . CAMINAR DE NUEVO Centro . Consultado el 28 de enero de 2016 .
- ^ "CES Spotlight: exoesqueletos de robots japoneses" . 12 de enero de 2011. Archivado desde el original el 23 de enero de 2013 . Consultado el 28 de febrero de 2013 .
- ^ "Cyberdyne demuestra el exoesqueleto HAL de la parte inferior del cuerpo para ayudar a los discapacitados, no para erradicar a la humanidad (video)" . 15 de marzo de 2011 . Consultado el 28 de febrero de 2013 .
- ^ "Los exoesqueletos robóticos de Cyberdyne podrían ayudar a los trabajadores a limpiar el desastre nuclear de Fukushima" . Scientific American . 9 de noviembre de 2011 . Consultado el 27 de noviembre de 2011 .
- ^ "Hospitales para probar traje de robot para ayudar a los pacientes a caminar" . El Asahi Shimbun . 9 de febrero de 2013. Archivado desde el original el 13 de febrero de 2013 . Consultado el 17 de febrero de 2013 .
enlaces externos
- Sitio web oficial (en inglés y japonés)
- "El auge de los Body Bots" . Espectro IEEE . Octubre de 2005. Archivado desde el original el 4 de mayo de 2009 . Consultado el 18 de febrero de 2013 .
- Centro WALK AGAIN - Centro de formación HAL