El miembro de asistencia híbrido (también conocido como HAL ) es un exoesqueleto motorizado de cuerpo blando desarrollado por la Universidad Tsukuba de Japón y la empresa de robótica Cyberdyne . Está diseñado para apoyar y ampliar 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 piernas, y HAL 5, que es un exoesqueleto de cuerpo completo para brazos, piernas y torso.
En 2011, Cyberdyne y la Universidad de Tsukuba anunciaron conjuntamente que las pruebas hospitalarias del traje HAL completo comenzarían en 2012 y que las pruebas continuarían hasta 2014 o 2015. [1] En octubre de 2012, los trajes HAL estaban en uso en 130 instituciones médicas diferentes en todo Japón. . [2] En febrero de 2013, el sistema HAL se convirtió en el primer exoesqueleto motorizado en recibir una 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]
El primer prototipo 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 doctorado en robótica, comenzó el desarrollo de HAL. Sankai pasó tres años, de 1990 a 1993, mapeando las neuronas que gobiernan el movimiento de las piernas. A él y a su equipo les llevó cuatro años más crear un prototipo del hardware. [9]
El tercer prototipo HAL, desarrollado a principios de la década de 2000, estaba conectado a una computadora. Sólo 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 posterior HAL-5 pesa sólo 10 kilogramos (22 libras) y tiene la batería y la computadora de control sujetas 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 instalaciones médicas y hogares de ancianos en todo Japón. El traje está disponible para alquiler institucional, sólo en Japón, por una tarifa mensual de 2.000 dólares estadounidenses. [2] En diciembre de 2012, Cyberdyne obtuvo la certificación ISO 13485 , un estándar de calidad internacional para el diseño y fabricación de dispositivos médicos, por parte de 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 su tipo. [4] [5]
Cuando una persona intenta mover su cuerpo, se envían señales nerviosas desde el cerebro a los músculos a través de las neuronas motoras, moviendo el sistema musculoesquelético . Cuando esto sucede, se pueden detectar pequeñas bioseñales 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 consta de 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]
El diseño de HAL se destaca por su cuerpo y marco blandos , y se cita la comodidad y facilidad de uso como beneficios potenciales de esta falta de un cuerpo rígido. [14]
HAL está diseñado para ayudar a las personas discapacitadas o de edad avanzada en sus tareas diarias, pero también puede utilizarse para ayudar a los trabajadores con trabajos físicamente exigentes, como el rescate en desastres o la construcción. HAL es utilizado principalmente por pacientes discapacitados en hospitales y puede modificarse para que los pacientes puedan usarlo para rehabilitación a largo plazo. Además, los estudios científicos han demostrado que, en combinación con juegos terapéuticos especialmente creados, exoesqueletos motorizados como el HAL-5 pueden estimular las actividades cognitivas y ayudar a los niños discapacitados a caminar mientras juegan. [15] [16] 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 . [17]
Durante el Consumer Electronics Show de 2011 , se anunció que el gobierno de Estados Unidos había expresado interés en comprar trajes HAL. [18] En marzo de 2011, Cyberdyne presentó una versión HAL solo con piernas para personas con discapacidades, profesionales de la salud y trabajadores de fábricas. [19] En noviembre de 2011, HAL fue seleccionada para realizar trabajos de limpieza en el lugar del accidente nuclear de Fukushima . [20] 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 llevaron a cabo pruebas clínicas del nuevo sistema HAL solo para piernas. [21] A finales de 2014, los exoesqueletos HAL modificados para uso en la construcción entraron en servicio con el contratista de construcción japonés Obayashi Corporation . [6]
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