HAL (動力服)

HAL（日語：ハル，全稱：Hybrid Assistive Limb，中譯：混合助力肢體）是一款外骨骼動力服，由日本筑波大學的山海嘉之（日語：山海嘉之）教授創辦的Cyberdyne（日語：サイバーダイン）公司研發^[1]。

HAL（Hybrid Assistive Limb）

2005年展示的HAL 5型動力服原型機
製造廠家	Cyberdyne（日語：サイバーダイン）
國家	日本
創造年份	1995（原型機） 2008（正式發布）
類型	動力服
目的	醫療 / 搜索及救援
網站	cyberdyne.jp

原理及設計

HAL本質上是一種捆綁於身體的行走用機器人。當一個人正要試圖行走時，大腦會通過神經向肌肉發送電生理信號，而在人體的皮膚表面上能夠微弱地探測到這種電信號。一旦使用者體表上的傳感器捕捉到這種信號，HAL的伺服系統便會被激活，增強行走的強度與穩定性^[2]。HAL配有兩套動作控制系統用於自動強化使用者的動作，分別是由用戶動作激活的「生化電子自主控制系統」（英語：Cybernic Voluntary Control，CVC）和自動運作的「生化電子自主控制系統」（英語：Cybernic Autonomous Control，CAC）^[3][4][5]。

開發

1995年，山海嘉之製造了HAL的原型機，並藉此創立了「生化電子（日語：サイバニクス）」（英語：Cybernics）學科。生化電子是涉及仿生學、電子學和物理學的跨學科技術，旨在研發輔助人體運動的智能裝置^[6]。

2001年，山海嘉之與同為日本筑波大學教授的三階吉行製造出了全身用型HAL的第三版原型機，可以為腿部無力的使用者提供腿部助力，並使其能夠抬起100公斤的重物。然而，該版HAL僅是電池便重達22公斤，使用時需連接到一台電腦上，且需要額外兩人協助才可穿戴。與之相比，最新版本的HAL 5原型機整體重23公斤，且控制電腦內置在動力服上^[7]。

2004年6月，山海嘉之創立了Cyberdyne公司，作為其旗艦產品的HAL於2005年首次亮相於愛知世博會^[7]。

2006年，HAL 5獲得日本設計振興會（日語：日本デザイン振興会）頒發的優良設計獎金獎^[8]。

2008年，HAL正式發布，向日本的醫療機構開放租借。截至2012年10月，已有逾300套HAL租借給130家醫療結構與養老院，月租金為2000美元^[9]。

HAL目前主要分為兩種型號，下肢用型的HAL 3，及全身用型的HAL 5^[2]。

使用情況

HAL主要面向身體障礙者及老年人開發，租借給醫療機構和養老院；亦有面向體力勞動者開發的版本，用於建築施工或災害救援等^[10]。有研究表明，HAL與特別設計的康復遊戲配合使用，有助於身體障礙兒童的行走訓練^[11][12]。另有研究表明，結合了HAL的療法有助於脊髓損傷以及中風的恢復^[13]。

在2011年的消費電子展上，美國聯邦政府表達了對HAL的採購意願^[14]。2011年3月，Cyberdyne公司推出了面向身體障礙者、康復機構以及工場工人的下肢用型HAL，即HAL 3^[15]。2011年11月，日本政府指定HAL作為福島第一核電廠事故的清理用器械^[16]，隨後在2012年10月於東京舉辦的日本機器人周展覽會上，Cyberdyne展示了專為福島第一核電廠事故的清理工作而設計的特別版HAL^[17]。2013年3月，十家日本的醫院為應用於醫療用途的HAL 3進行了臨床試驗^[18]。2014年，日本建設公司大林組開始在建築施工中使用HAL^[19]。

醫療認證

2012年12月，HAL獲得保險商實驗室頒發的ISO 13485認證^[20]。2013年8月，HAL獲得歐洲合格認證，成為首個被准許在歐洲使用的醫用外骨骼動力服產品^[21][22]。2014年11月，HAL獲得ISO/DIS 13482認證，成為全球首個獲得安全認證的外骨骼動力服產品^[23]。

2018年3月，美國食品和藥品管理局正式批准HAL用於醫療復健領域^[24]，佛羅里達州的Brooks Cybernic Treatment Center醫護中心亦宣布正式將HAL用於病人的醫療復健^[25]。