Extremidad asistida híbrida

El Hybrid Assistive Limb (también conocido como HAL ) es un exoesqueleto flexible motorizado desarrollado por la Universidad de Tsukuba de Japón y la empresa de robótica Cyberdyne . Está diseñado para apoyar y ampliar las capacidades físicas de sus usuarios, en particular de las personas con discapacidades físicas. Existen dos versiones principales del sistema: HAL 3, que solo proporciona función en las piernas, y HAL 5, que es un exoesqueleto completo para brazos, piernas y torso.

En 2011, Cyberdyne y la Universidad de Tsukuba anunciaron conjuntamente que los ensayos hospitalarios del traje HAL completo comenzarían en 2012, y que las pruebas continuarían hasta 2014 o 2015. ^{[ 1 ]} Para octubre de 2012, los trajes HAL estaban siendo utilizados por 130 instituciones médicas diferentes en todo Japón. ^{[ 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 ]}

El primer prototipo de HAL fue propuesto por Yoshiyuki Sankai , profesor de la Universidad de Tsukuba. Fascinado por los robots desde tercer grado, Sankai se había esforzado por crear un traje robótico para "ayudar a los humanos". ^{[ 8 ]} En 1989, tras obtener su doctorado en robótica, comenzó el desarrollo de HAL. Sankai dedicó tres años, de 1990 a 1993, a mapear las neuronas que controlan 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 de HAL, desarrollado a principios de la década de 2000, estaba conectado a una computadora. Solo su batería pesaba casi 22 kilogramos y requería dos personas para colocarlo, lo que lo hacía muy poco práctico. En cambio, el modelo posterior HAL-5 pesa solo 10 kilogramos y lleva la batería y la computadora de control sujetas a la cintura del usuario.  

Cyberdyne comenzó a alquilar el traje HAL con fines médicos en 2008. Para octubre de 2012, más de 300 trajes HAL estaban en uso en 130 centros médicos y residencias de ancianos en todo Japón. El traje está disponible para alquiler institucional, solo en Japón, por una tarifa mensual de US$2000. ^{[ 2 ]} En diciembre de 2012, Cyberdyne obtuvo la certificación ISO 13485 , un estándar internacional de calidad para el diseño y la fabricación de dispositivos médicos, otorgada 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 lograrlo. ^{[ 3 ]} En agosto de 2013, el traje 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, las neuronas motoras envían señales nerviosas desde el cerebro a los músculos, moviendo así el sistema musculoesquelético . Al ocurrir esto, se pueden detectar pequeñas bioseñales en la superficie de la piel. El traje HAL registra estas señales mediante un sensor adherido a la piel del usuario. Basándose en las señales obtenidas, la unidad de potencia mueve la articulación para apoyar y amplificar el movimiento del usuario. El traje HAL cuenta con 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 el soporte automático del movimiento. ^{[ 11 ] [ 12 ] [ 13 ]}

El diseño HAL se caracteriza por su cuerpo y estructura suaves, y la comodidad y facilidad de uso se citan como beneficios potenciales de esta falta de un cuerpo rígido. ^{[ 14 ]}

HAL está diseñado para ayudar a personas con discapacidad o de la tercera edad en sus tareas diarias, pero también puede utilizarse para apoyar a trabajadores con empleos físicamente exigentes, como los de rescate en caso de desastre o la construcción. HAL se utiliza principalmente en hospitales para pacientes con discapacidad y puede modificarse para que los pacientes puedan usarlo en una rehabilitación a largo plazo. Además, estudios científicos han demostrado que, en combinación con juegos terapéuticos especialmente creados, los exoesqueletos motorizados como el HAL-5 pueden estimular las actividades cognitivas y ayudar a los niños con discapacidad a caminar mientras juegan. ^{[ 15 ] [ 16 ]} Otros estudios científicos han demostrado que la terapia HAL puede utilizarse eficazmente para la rehabilitación después de una lesión de la médula espinal o un accidente cerebrovascular . ^{[ 17 ]}

Durante la Feria de Electrónica de Consumo de 2011 , se anunció que el gobierno de Estados Unidos había expresado interés en adquirir trajes HAL. ^{[ 18 ]} En marzo de 2011, Cyberdyne presentó una versión HAL solo para piernas para personas con discapacidades, profesionales de la salud y trabajadores de fábricas. ^{[ 19 ]} En noviembre de 2011, HAL fue seleccionado para ser utilizado en trabajos de limpieza en el sitio 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 realizaron 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 la constructora japonesa Obayashi Corporation . ^{[ 6 ]}

• Atlas (robot) , un robot humanoide diseñado para búsqueda y rescate.
• Ekso Bionics
• ReWalk
• exoesqueleto de Vanderbilt

• Sitio web oficial (en inglés y japonés)
• "El auge de los robots corporales" . IEEE Spectrum . Octubre de 2005. Archivado del original el 4 de mayo de 2009. Consultado el 18 de febrero de 2013 .
• Centro WALK AGAIN – Centro de Capacitación HAL