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HAL (动力服)：修订间差异

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==原理及设计==
HAL本质上是一种捆绑于身体的行走用[[机器人]]。当一个人正要试图[[步行|行走]]时，[[大脑]]会通过[[神经]]向[[肌肉]]发送电生理信号，而在人体的皮肤表面上能够微弱地探测到这种电信号。一旦使用者体表上的[[传感器]]捕捉到这种信号，HAL的[[伺服机构|伺服系统]]便会被激活，增强行走的强度与稳定性<ref name=foreignthing>{{cite news|url=http://www.infosurhoy.com/cocoon/saii/xhtml/en_GB/science/these-therapeutic-cyborg-legs-help-people-learn-to-walk-again/|title=These therapeutic ‘cyborg legs’ help people learn to walk again|publisher=Infosurhoy|author=Denis Bedoya|date=2018-03-03|accessdate=2018-03-05}}</ref>。HAL配有两套动作控制系统用于自动强化使用者的动作，分别是由用户动作激活的“生化电子自主控制系统”（{{lang-en|Cybernic Voluntary Control}}，CVC）和自动运作的“生化电子自主控制系统”（{{lang-en|Cybernic Autonomous Control}}，CAC）<ref>{{cite journal|url=http://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1163/156855307781746061#.Uybvcl46xfY|title=Intention-based walking support for paraplegia patients with Robot Suit HAL|work=Advanced Robotics. 2007, vol. 21, pp1441-1469.|publisher=Taylor & Francis|year=2007|accessdate=2018-03-05|doi=10.1163/156855307781746061}}</ref><ref>{{cite web|url=http://www.biomedcentral.com/1471-2377/13/141|title=Pilot study of locomotion improvement using hybrid assistive limb in chronic stroke patients|work=BMC Neurology. 2013, vol. 13, p141.|publisher=BMC|year=2013|accessdate=2018-03-05}}</ref><ref>{{cite web|url=http://cybernics.tsukuba.ac.jp/english/research/index.html|title=Research Program Cybernics University of Tsukuba|work=Global COE Program, Cybernics|publisher=University of Tsukuba|date=2007-04-01|accessdate=2018-03-05|deadurl=yes|archiveurl=https://web.archive.org/web/20141027145913/http://www.cybernics.tsukuba.ac.jp/english/research/index.html|archivedate=2014-10-27}}</ref>。


==开发==
==开发==
1995年，山海嘉之制造了HAL的样机，并创立了“{{link-ja|生化电子|サイバニクス}}”（{{lang-en|Cybernics}}）学科。生化电子是涉及仿生学、电子学和物理学的跨学科技术，旨在研发辅助人体运动的智能装置<ref>{{cite web|url=http://www.cybernics.tsukuba.ac.jp/english/outline/index.html|title=Program Overview|accessdate=2018-03-05|website=[[筑波大学]]}}</ref>。
1995年，山海嘉之制造了HAL的原型机，并借此创立了“{{link-ja|生化电子|サイバニクス}}”（{{lang-en|Cybernics}}）学科。生化电子是涉及仿生学、电子学和物理学的跨学科技术，旨在研发辅助人体运动的智能装置<ref>{{cite web|url=http://www.cybernics.tsukuba.ac.jp/english/outline/index.html|title=Program Overview|accessdate=2018-03-05|website=[[筑波大学]]}}</ref>。

2001年，山海嘉之与同为日本筑波大学教授的三阶吉行制造出了全身用型HAL的第三版原型机，可以为腿部无力的使用者提供腿部助力，并使其能够抬起100公斤的重物。然而，该版HAL仅是电池便重达22公斤，使用时需连接到一台电脑上，且需要额外两人协助才可穿戴。与之相比，最新版本的HAL 5原型机整体重23公斤，且控制电脑内置在动力服上<ref name=thisoneislong>{{cite news|url=http://www.sohu.com/a/56230855_133140|title=Cyberdyne，它创造了全球首个获得安全认证的外骨骼机器人|date=2016-01-24|accessdate=2018-03-05|publisher=搜狐|author=allenxu}}</ref>。

2004年6月，山海嘉之创立了Cyberdyne公司，作为其旗舰产品的HAL于2005年首次亮相于[[爱知世博会]]<ref name=thisoneislong/>。

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==使用情况==
HAL主要面向[[身心障碍|身体障碍者]]及[[老年|老年人]]开发，租借给医疗机构和养老院；亦有面向[[劳动|体力劳动者]]开发的版本，用于建筑施工或灾害救援等<ref>{{cite web|accessdate=2018-03-05|website=Cyberdyne|url=https://www.cyberdyne.jp/products/HAL/index.html|title=世界初のサイボーグ型ロボット「HAL®」}}</ref>。有研究表明，HAL与特别设计的康复游戏配合使用，有助于身体障碍儿童的行走训练<ref>{{cite web|url=http://dl.acm.org/citation.cfm?id=646269.684335 |title=Computers for the Development of Young Disabled Children – Introduction to the Special Thematic Session|year=2002|publisher=ACM.org|accessdate=2018-03-05}}</ref><ref>{{cite web|url=http://www.abledata.com/abledata.cfm?pageid=160377&ksectionid=160164&atlitid=198393 |title=Influence of Virtual Reality Soccer Game on Walking Performance in Robotic Assisted Gait Training for Children|publisher=AbleData.com|date=2010-04-01|accessdate=2018-03-05}}</ref>。另有研究表明，结合了HAL的疗法有助于[[脊髓损伤]]以及[[中风]]的恢复<ref>{{cite web|url=http://walk-again.com/research/|title= Current scientific studies to exoskeleton therapy with Hybrid Assistive Limb|publisher=WALK AGAIN Center|accessdate=2018-03-05}}</ref>。

在2011年的[[消费电子展]]上，[[美国联邦政府]]表达了对HAL的采购意愿<ref>{{cite web|url=http://mylifescoop.com/2011/01/12/ces-spotlight-japanese-robot-exoskeletons/|title=CES Spotlight: Japanese Robot Exoskeletons|date=2011-01-12|accessdate=2018-03-05}}</ref>。2011年3月，Cyberdyne公司推出了面向身体障碍者、康复机构以及工场工人的下肢用型HAL，即HAL 3<ref>{{cite web|url=https://www.engadget.com/2011/03/15/cyberdyne-demos-lower-body-hal-exoskeleton-for-helping-the-disab/|title=Cyberdyne demos lower-body HAL exoskeleton for helping the disabled, not eradicating mankind (video)|date=2011-03-15|accessdate=2018-03-05}}</ref>。2011年11月，[[日本政府]]指定HAL作为[[福岛第一核电厂事故]]的清理用器械<ref>{{cite web|url=http://blogs.scientificamerican.com/observations/2011/11/09/robotic-exoskeletons-from-cyberdyne-could-help-workers-clean-up-fukushima-nuclear-mess/|title=Robotic Exoskeletons from Cyberdyne Could Help Workers Clean Up Fukushima Nuclear Mess|work=[[Scientific American]]|date=2011-11-09|accessdate=2018-03-05}}</ref>，随后在2012年10月于东京举办的日本机器人周展览会上，Cyberdyne展示了专为福岛第一核电厂事故的清理工作而设计的特别版HAL<ref>{{cite web|url=http://neurogadget.com/2012/10/18/new-hal-exoskeleton-brain-controlled-full-body-suit-to-be-used-in-fukushima-cleanup/5612|title=New HAL Exoskeleton: Brain-Controlled Full Body Suit to Be Used In Fukushima Cleanup|publisher=Neurogadget.com|date=2012-10-18|accessdate=2018-03-05}}</ref>。2013年3月，十家日本的[[医院]]为应用于医疗用途的HAL 3进行了[[临床试验]]<ref>{{cite web|url=http://ajw.asahi.com/article/economy/technology/AJ201302090058|title=Hospitals to test robot suit to help patients walk|work=The Asahi Shimbun|date=9 February 2013|accessdate=2018-03-05|deadurl=yes|archiveurl=https://web.archive.org/web/20130213231852/http://ajw.asahi.com/article/economy/technology/AJ201302090058|archivedate=13 February 2013}}</ref>。2014年，日本[[建筑业|建设公司]][[大林组]]开始在建筑施工中使用HAL<ref>{{cite web|url=http://www.itworld.com/article/2835074/robotics/smart-walkers-lead-the-way-for-japanese-eldercare-robots.html|title=Smart walkers lead the way for Japanese elder-care robots|publisher=ITWorld.com|date=16 October 2014|accessdate=2018-03-05}}</ref>。

==医疗认证==
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2018年3月，[[美国食品和药品管理局]]正式批准HAL用于医疗复健领域<ref>{{cite news|url=http://www.ubergizmo.com/2018/03/hal-exoskeleton-japan-coming-to-use/|title=HAL Exoskeletons From Japan Will Be Coming To The US|date=2018-03-05|publisher=ubergizmo|author=Tylor Lee|accessdate=2018-03-05}}</ref>，[[佛罗里达州]]的Brooks Cybernic Treatment Center医护中心亦宣布正式将HAL用于病人的医疗复健<ref>{{cite news|url=https://dailytelescope.com/pr/revolutionary-robotic-treatment-for-patients-with-spinal-cord-injuries-now-available-in-united-states/96712|title=Revolutionary Robotic Treatment For Patients With Spinal Cord Injuries Now Available In United States|date=2018-03-03|accessdate=2018-03-05|publisher=The Daily Telescope|author=Bob Allen}}</ref>。


==参考来源==
==参考来源==
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2018年3月5日 (一) 09:50的版本

HAL（Hybrid Assistive Limb）
2005年展示的HAL 5型動力服原型机
制造厂家Cyberdyne（日语：サイバーダイン）
国家日本
创造年份1995（原型机）
2008（正式发布）
类型动力服
目的医疗 / 搜索及救援
网站cyberdyne.jp

HAL（日语：ハル，全称：Hybrid Assistive Limb，中译：混合助力肢体）是一款外骨骼动力服，由日本筑波大学的山海嘉之（日语：山海嘉之）教授创办的Cyberdyne（日语：サイバーダイン）公司研发[1]。

原理及设计

HAL本质上是一种捆绑于身体的行走用机器人。当一个人正要试图行走时，大脑会通过神经向肌肉发送电生理信号，而在人体的皮肤表面上能够微弱地探测到这种电信号。一旦使用者体表上的传感器捕捉到这种信号，HAL的伺服系统便会被激活，增强行走的强度与稳定性[2]。HAL配有两套动作控制系统用于自动强化使用者的动作，分别是由用户动作激活的“生化电子自主控制系统”（英語：Cybernic Voluntary Control，CVC）和自动运作的“生化电子自主控制系统”（英語：Cybernic Autonomous Control，CAC）[3][4][5]。

开发

1995年，山海嘉之制造了HAL的原型机，并借此创立了“生化电子（日语：サイバニクス）”（英語：Cybernics）学科。生化电子是涉及仿生学、电子学和物理学的跨学科技术，旨在研发辅助人体运动的智能装置[6]。

2001年，山海嘉之与同为日本筑波大学教授的三阶吉行制造出了全身用型HAL的第三版原型机，可以为腿部无力的使用者提供腿部助力，并使其能够抬起100公斤的重物。然而，该版HAL仅是电池便重达22公斤，使用时需连接到一台电脑上，且需要额外两人协助才可穿戴。与之相比，最新版本的HAL 5原型机整体重23公斤，且控制电脑内置在动力服上[7]。

2004年6月，山海嘉之创立了Cyberdyne公司，作为其旗舰产品的HAL于2005年首次亮相于爱知世博会[7]。

2006年，HAL 5获得日本设计振兴会（日语：日本デザイン振興会）颁发的优良设计奖金奖[8]。

2008年，HAL正式发布，向日本的医疗机构开放租借。截至2012年10月，已有逾300套HAL租借给130家医疗结构与养老院，月租金为2000美元[9]。

HAL目前主要分为两种型号，下肢用型的HAL 3，及全身用型的HAL 5[2]。

使用情况

HAL主要面向身体障碍者及老年人开发，租借给医疗机构和养老院；亦有面向体力劳动者开发的版本，用于建筑施工或灾害救援等[10]。有研究表明，HAL与特别设计的康复游戏配合使用，有助于身体障碍儿童的行走训练[11][12]。另有研究表明，结合了HAL的疗法有助于脊髓损伤以及中风的恢复[13]。

在2011年的消费电子展上，美国联邦政府表达了对HAL的采购意愿[14]。2011年3月，Cyberdyne公司推出了面向身体障碍者、康复机构以及工场工人的下肢用型HAL，即HAL 3[15]。2011年11月，日本政府指定HAL作为福岛第一核电厂事故的清理用器械[16]，随后在2012年10月于东京举办的日本机器人周展览会上，Cyberdyne展示了专为福岛第一核电厂事故的清理工作而设计的特别版HAL[17]。2013年3月，十家日本的医院为应用于医疗用途的HAL 3进行了临床试验[18]。2014年，日本建设公司大林组开始在建筑施工中使用HAL[19]。

医疗认证

2012年12月，HAL获得保险商实验室颁发的ISO 13485认证[20]。2013年8月，HAL获得欧洲合格认证，成为首个被准许在欧洲使用的医用外骨骼动力服产品[21][22]。2014年11月，HAL获得ISO/DIS 13482认证，成为全球首个获得安全认证的外骨骼动力服产品[23]。

2018年3月，美国食品和药品管理局正式批准HAL用于医疗复健领域[24]，佛罗里达州的Brooks Cybernic Treatment Center医护中心亦宣布正式将HAL用于病人的医疗复健[25]。

参考来源

  1. ^ 映画「ターミネーター4」マックG監督×サイバーダイン・山海教授インタビュー～日本マスコミ独占フッテージ映像で判明した情報もレポート!. Robot Watch. 2009-03-19 [2018-03-05]. 
  2. ^ 2.0 2.1 Denis Bedoya. These therapeutic ‘cyborg legs’ help people learn to walk again. Infosurhoy. 2018-03-03 [2018-03-05]. 
  3. ^ Intention-based walking support for paraplegia patients with Robot Suit HAL. Advanced Robotics. 2007, vol. 21, pp1441-1469. (Taylor & Francis). 2007 [2018-03-05]. doi:10.1163/156855307781746061. 
  4. ^ Pilot study of locomotion improvement using hybrid assistive limb in chronic stroke patients. BMC Neurology. 2013, vol. 13, p141. BMC. 2013 [2018-03-05]. 
  5. ^ Research Program Cybernics University of Tsukuba. Global COE Program, Cybernics. University of Tsukuba. 2007-04-01 [2018-03-05]. （原始内容存档于2014-10-27）. 
  6. ^ Program Overview. 筑波大学. [2018-03-05]. 
  7. ^ 7.0 7.1 allenxu. Cyberdyne，它创造了全球首个获得安全认证的外骨骼机器人. 搜狐. 2016-01-24 [2018-03-05]. 
  8. ^ Robot Suit HAL-5. GOOD DESIGN AWARD. 2006-06-09 [2018-03-05]. 
  9. ^ Rick Wallace. Robots to the rescue as an aging Japan looks for help. THE AUSTRALIAN. 2012-10-13 [2018-03-05]. 
  10. ^ 世界初のサイボーグ型ロボット「HAL®」. Cyberdyne. [2018-03-05]. 
  11. ^ Computers for the Development of Young Disabled Children – Introduction to the Special Thematic Session. ACM.org. 2002 [2018-03-05]. 
  12. ^ Influence of Virtual Reality Soccer Game on Walking Performance in Robotic Assisted Gait Training for Children. AbleData.com. 2010-04-01 [2018-03-05]. 
  13. ^ Current scientific studies to exoskeleton therapy with Hybrid Assistive Limb. WALK AGAIN Center. [2018-03-05]. 
  14. ^ CES Spotlight: Japanese Robot Exoskeletons. 2011-01-12 [2018-03-05]. 
  15. ^ Cyberdyne demos lower-body HAL exoskeleton for helping the disabled, not eradicating mankind (video). 2011-03-15 [2018-03-05]. 
  16. ^ Robotic Exoskeletons from Cyberdyne Could Help Workers Clean Up Fukushima Nuclear Mess. Scientific American. 2011-11-09 [2018-03-05]. 
  17. ^ New HAL Exoskeleton: Brain-Controlled Full Body Suit to Be Used In Fukushima Cleanup. Neurogadget.com. 2012-10-18 [2018-03-05]. 
  18. ^ Hospitals to test robot suit to help patients walk. The Asahi Shimbun. 9 February 2013 [2018-03-05]. （原始内容存档于13 February 2013）. 
  19. ^ Smart walkers lead the way for Japanese elder-care robots. ITWorld.com. 16 October 2014 [2018-03-05]. 
  20. ^ The design, manufacture and servicing of wearable lower limb exoskeleton devices for rehabilitation and physical training (pdf). Underwriters Laboratories. 2012-12-11 [2018-03-05]. 
  21. ^ TÜV Rheinland Issues EC certificate for Cyberdyne’s Medical Robot Suit HAL®. TÜV Rheinland. 2013-08-07 [2018-03-05]. 
  22. ^ Global Companies from Japan. Weekly Toyo Keizai. 2013-09-14 [2018-03-05]. 
  23. ^ 品質安全基準の国際規格によってパワードスーツも家電への一歩を踏み出すことに 世界初、パワードスーツの「HAL」にISO認定. ASCII.jp. 2014-11-12 [2015-02-02]. （原始内容存档于2014-12-31）. 
  24. ^ Tylor Lee. HAL Exoskeletons From Japan Will Be Coming To The US. ubergizmo. 2018-03-05 [2018-03-05]. 
  25. ^ Bob Allen. Revolutionary Robotic Treatment For Patients With Spinal Cord Injuries Now Available In United States. The Daily Telescope. 2018-03-03 [2018-03-05]. 
取自“https://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=HAL_(动力服)&oldid=48550475”