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HAL (로봇)

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HAL의 시제품을 착용한 사람 (왼쪽)

HAL(Hybrid Assistive Limb)은 일본의 쓰쿠바 대학과 사이버다인(일본어: サイバーダイン) 주식회사에서 개발한 동력형 외골격이다. 물리적 장애인 등의 사용자의 신체 능력을 돕고 향상하기 위해 디자인되었다. HAL에는 다리에 장착하는 HAL 3와 몸 전체에 장착하는 HAL 5가 있다.

HAL은 2013년 8월에 수술 외 의료 분야의 로봇 중 최초로 유럽 집행위원회 인증을 받았다.[1][2] HAL 동력형 외골격은 의료뿐 아니라 건설 현장에서도 사용되고 있다.[3]

설계 및 원리

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사람이 몸을 움직이려 할 때, 신경은 운동뉴럽을 통해 뇌에서 근육으로 신호를 전달하여 근육을 움직인다. 이 때 피부 표면에서는 생체전기가 감지된다. HAL 동력형 외골격은 착용자의 피부에 부착한 센서를 통해 생체전기 신호를 처리한다. HAL의 동력부는 감지된 신호를 기반으로 움직이며 착용자의 동작을 돕는다. HAL 동력형 외골격은 수동 제어 기능인 CVC(Cybernic Voluntary Control)와 자동 제어 기능인 CAC(Cybernic Autonomous Control)가 모두 가능하다.[4][5][6]

이용

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HAL은 노약자와 장애인의 일상생활을 돕기 위해 설계되었으나, 재해구호나 건설 등 신체적 부담이 가는 직종에서 노동자들을 도울 수도 있다. HAL은 주로 병원에서 환자들을 도우면서, 환자들의 장기적인 재활치료를 위해 개조될 수 있다. 연구에서는 치료를 위해 설계된 놀이와 병행한 HAL의 사용은 장애를 가진 어린이가 놀이를 하면서 걸을 때의 인지 기능을 향상시킬 수 있음을 보여주고 있다.[7][8] 다른 연구에서는 HAL을 통한 치료가 척추 부상이나 뇌졸중 등에서의 재활치료에 효과적으로 사용될 수 있음을 보여주고 있다.[9]

2011년, 미국 정부는 소비자 가전 전시회에서 HAL 동력형 외골격 구매 의사를 표했다.[10] 2011년 3월, 사이버다인은 HAL의 다리 부분을 보건 전문가와 공장 노동자를 위해 공개했다.[11] 2011년 11월, 후쿠시마 제1 원자력 발전소 사고 복구 작업에 HAL의 투입이 결정되었다.[12] 2013년 3월, 일본의 병원 10곳에서 HAL 다리 부분의 의료적 사용 실험이 이루어졌다.[13] 2014년, HAL 동력형 외골격이 건설 현장을 위해 개조되어 건설회사 오바야시구미에서 사용되기 시작했다.[3]

각주

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  1. ↑ “TÜV Rheinland Issues EC certificate for Cyberdyne's Medical Robot Suit HAL®”. TÜV Rheinland. 2013년 8월 7일. 2021년 1월 16일에 원본 문서에서 보존된 문서. 2021년 2월 13일에 확인함. 
  2. ↑ “Global Companies from Japan”. Weekly Toyo Keizai. 2013년 9월 14일. 2014년 7월 29일에 원본 문서에서 보존된 문서. 2021년 2월 13일에 확인함. 
  3. ↑ 가 나 “Smart walkers lead the way for Japanese elder-care robots”. ITWorld.com. 2014년 10월 16일. 2018년 6월 20일에 원본 문서에서 보존된 문서. 2021년 2월 13일에 확인함. 
  4. ↑ Suzuki, Kenta; Mito, Gouji; Kawamoto, Hiroaki; Hasegawa, Yasuhisa; Sankai, Yoshiyuki (January 2007). “Intention-based walking support for paraplegia patients with Robot Suit HAL”. 《Advanced Robotics》 21 (12): 1441–1469. doi:10.1163/156855307781746061. S2CID 16791965. 2011년 1월 14일에 원본 문서에서 보존된 문서. 2021년 2월 14일에 확인함. 
  5. ↑ Kawamoto, Hiroaki; Kamibayashi, Kiyotaka; Nakata, Yoshio; Yamawaki, Kanako; Ariyasu, Ryohei; Sankai, Yoshiyuki; Sakane, Masataka; Eguchi, Kiyoshi; Ochiai, Naoyuki (2013). “Pilot study of locomotion improvement using hybrid assistive limb in chronic stroke patients”. 《BMC Neurology》 13: 141. doi:10.1186/1471-2377-13-141. PMC 3851710. PMID 24099524. 
  6. ↑ “Research Program Cybernics University of Tsukuba”. 《Global COE Program, Cybernics》. University of Tsukuba. 1 April 2007. 27 October 2014에 원본 문서에서 보존된 문서. 14 February 2021에 확인함. 
  7. ↑ 《Computers for the Development of Young Disabled Children – Introduction to the Special Thematic Session》. ACM.org. 2002. ISBN 9783540439042. 2012년 11월 26일에 확인함. 
  8. ↑ “Influence of Virtual Reality Soccer Game on Walking Performance in Robotic Assisted Gait Training for Children”. AbleData.com. April 2010. 2013년 10월 18일에 원본 문서에서 보존된 문서. 2021년 2월 14일에 확인함. 
  9. ↑ “Current scientific studies to exoskeleton therapy with Hybrid Assistive Limb”. WALK AGAIN Center. 2021년 2월 14일에 확인함. 
  10. ↑ “CES Spotlight: Japanese Robot Exoskeletons”. 2011년 1월 12일. 2013년 1월 23일에 원본 문서에서 보존된 문서. 2021년 2월 14일에 확인함. 
  11. ↑ “Cyberdyne demos lower-body HAL exoskeleton for helping the disabled, not eradicating mankind (video)”. 2011년 3월 15일. 2021년 2월 14일에 확인함. 
  12. ↑ “Robotic Exoskeletons from Cyberdyne Could Help Workers Clean Up Fukushima Nuclear Mess”. 《Scientific American》. 2011년 11월 9일. 2021년 2월 14일에 확인함. 
  13. ↑ “Hospitals to test robot suit to help patients walk”. 《The Asahi Shimbun》. 9 February 2013. 13 February 2013에 원본 문서에서 보존된 문서. 14 February 2021에 확인함. 

외부 링크

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