Exoskelett

HAL hilft Menschen beim Gehen

HAL ist ein Roboteranzug, der die Bewegungen eines Menschen mit Maschinenkraft unterstützt. Er soll beim Heben und Tragen großer Lasten helfen. Er kann aber Menschen mit Muskelschwäche auch das Gehen ermöglichen.

In der vergangenen Woche hat an der Universität im japanischen Tsukuba das erste internationale Forum für Cybernics stattgefunden. Dort hat das japanische Unternehmen Cyberdyne eine Reihe von Anwendungen für sein Exoskelett HAL 5 vorgestellt.

Heben und Tragen

HAL ist eine Abkürzung von Hybrid Assistive Limb. Dabei handelt es sich um einen Roboteranzug, der Menschen bei Bewegungen unterstützen soll. Es gibt ihn als 1,6 Meter großen Ganzkörperanzug, in den der Mensch steigt und der alle Gliedmaßen unterstützt. In den Gliedmaßen des Anzuges sind Motoren, die die Bewegungen, die der Mensch durchführt, unterstützen. Das große Exoskelett ist in erster Linie für den Einsatz in der Industrie gedacht: Damit kann ein Mensch deutlich schwerere Lasten heben und tragen. Eine anderer Anwendungsbereich ist die Pflege: Dort kann HAL dem Pflegepersonal beim Tragen bettlägriger Patienten helfen.

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HAL gibt es zudem in einer kleineren Ausführung, die nur die Beine umfasst. Diese Version soll älteren Menschen oder Patienten mit Muskelerkrankungen das Gehen erleichtern. Im kommenden Jahr plane Cyberdyne klinische Tests der neuen Version an fünf Krankenhäusern in Japan, berichtet das US-Blog Crunchgear unter Berufung auf die japanische Tageszeitung Nikkei.

Muskelsignale aktivieren Motoren

Gesteuert wird das Exoskelett durch eine Kombination aus einem biosensorischen System, Bio-Cybernic Control System genannt, und einem autonomen robotischen Steuerungssystem. Das Bio-Cybernic Control System nutzt elektrische Signale aus dem Körper: Will ein Mensch sich bewegen, sendet das Gehirn schwache elektrische Signale an die Muskeln, die auf der Haut messbar sind. HAL fängt diese Signale auf und aktiviert die entsprechenden Motoren in den Gelenken, um den Menschen bei seiner Bewegung zu unterstützen.

Das autonome robotische System besteht aus einer Reihe von vordefinierten Bewegungsmustern wie Aufstehen, Gehen oder Treppensteigen. Die Muster lernt HAL anhand von in den Anzug integrierten Sensoren, die Daten über die Bewegungen des Trägers sammeln. Erkennt das System eine Bewegung, unterstützt es den Menschen automatisch dabei. Gibt es keine angemessen starken Nervensignale, kann das autonome robotische System HAL auch allein steuern.

Ausgründung einer Universität

Cyberdyne ist eine Ausgründung der Universität von Tsukuba, an der HAL entwickelt wurde. Cyberdyne soll den dort entwickelten HAL produzieren und vermarkten. Chef und Gründer ist Yoshiyuki Sankai, der zugleich an der Universität von Tsukuba lehrt.

In der Disziplin Cybernics geht es um eine Verschmelzung von Mensch, Maschine und Informationssystemen. Das Wort sei eine Neuschöpfung aus Kybernetik, Mechatronik und Informatik, sagt Sankai. In diesem Bereich spielten neben Robotik und IT auch Neurologie, Verhaltenswissenschaft, Sozialwissenschaften, Physiologie und Psychologie eine Rolle.