ID:
A001283
Durata (ore):
48
CFU:
6
Url:
INGEGNERIA BIOMEDICA/PERCORSO COMUNE Anno: 3
Anno:
2023
Dati Generali
Periodo di attività
Secondo Semestre (26/02/2024 - 17/05/2024)
Syllabus
Obiettivi Formativi
OF 1 (Conoscenza e comprensione): Fornire allo studente le nozioni fondamentali per lo studio della cinematica e della dinamica, dirette ed inverse, del corpo umano, in particolare per la pianificazione del moto di questi ultimi. Fornire, inoltre, le basi della conoscenza delle principali articolazioni-vincoli cinematici meccanici del corpo umano, per la progettazione di esoscheletri, tutori e sensori.
OF 2 (Capacità di applicare conoscenza e comprensione): far sviluppare la capacità di interpretare correttamente le correlazioni tra il moto del corpo umano e le proprietà cinematiche delle articolazioni; di saper selezionare le tecniche di analisi per una appropriata caratterizzazione del moto del corpo umano sapendone interpretare i dati; di saper valutare gli strumenti più idonei per l’applicazione in ambito biomedicale.
OF 3 (Autonomia di giudizio): Far sviluppare la capacità di elaborazione autonoma dei concetti nonché la capacità di analizzare criticamente i risultati di valutazioni sperimentali. Far sviluppare la capacità di svolgere ricerche bibliografiche in maniera critica e trarre conclusioni.
OF 4 (Abilità comunicative): far sviluppare la capacità comunicativa di presentazione di concetti e risultati teorici e sperimentali ad interlocutori specialistici e non specialistici utilizzando un linguaggio tecnico appropriato
OF 5 (Capacità di apprendimento): far acquisire un metodo di studio individuale adeguato a consentire l'approfondimento delle conoscenze e ad affrontare ulteriori tematiche avanzate o settoriali.
OF 2 (Capacità di applicare conoscenza e comprensione): far sviluppare la capacità di interpretare correttamente le correlazioni tra il moto del corpo umano e le proprietà cinematiche delle articolazioni; di saper selezionare le tecniche di analisi per una appropriata caratterizzazione del moto del corpo umano sapendone interpretare i dati; di saper valutare gli strumenti più idonei per l’applicazione in ambito biomedicale.
OF 3 (Autonomia di giudizio): Far sviluppare la capacità di elaborazione autonoma dei concetti nonché la capacità di analizzare criticamente i risultati di valutazioni sperimentali. Far sviluppare la capacità di svolgere ricerche bibliografiche in maniera critica e trarre conclusioni.
OF 4 (Abilità comunicative): far sviluppare la capacità comunicativa di presentazione di concetti e risultati teorici e sperimentali ad interlocutori specialistici e non specialistici utilizzando un linguaggio tecnico appropriato
OF 5 (Capacità di apprendimento): far acquisire un metodo di studio individuale adeguato a consentire l'approfondimento delle conoscenze e ad affrontare ulteriori tematiche avanzate o settoriali.
Prerequisiti
Conoscenze di fisica, di analisi matematica e di algebra lineare.
Metodi didattici
Il corso si basa principalmente su lezioni frontali per raggiungere gli obiettivi di apprendimento stabiliti. Inoltre, sono previste sessioni di esercitazione in aula con l'obiettivo di promuovere un approccio indipendente e critico alla risoluzione dei problemi, il lavoro in team e la collaborazione al fine di una risoluzione di un task. Durante tutte le attività, viene fornito il supporto visivo di slide che accompagnano le lezioni.
Verifica Apprendimento
Durante lo svolgimento del corso è prevista una prova scritta in itinere che si tiene a metà corso ed è relativa agli argomenti del programma fino a quel momento trattati. La prova scritta consiste nella risoluzione di esercizi, domande a risposta aperta e/o multipla. Il tempo assegnata è di due ore. La prova scritta è superata con votazione pari o maggiore a 18/30 e gli argomenti non saranno oggetto di valutazione durante l'esame finale. Tale prova rimane valida per l'intero anno accademico, entro il quale dovrà essere sostenuta la prova orale. L’esame finale consiste nella discussione di un progetto assegnato ad inizio corso e domande sulla parte del programma che non è stata oggetto di verifica nella prova scritta eseguita a metà corso. In caso di mancato superamento o assenza nella prova scritta durante il corso, le domande verteranno sull'intero programma. Il voto finale è espresso in trentesimi e tiene conto della valutazione ottenuta nella prova scritta a metà corso e durante la prova orale. Essa ha il duplice scopo di verificare il livello di conoscenza e di comprensione dei contenuti del corso e di valutare l'autonomia di giudizio, la capacità di apprendimento, l'abilità comunicativa e proprietà di linguaggio scientifico e indi valutare le facoltà logico-deduttive acquisite dallo studente.
Testi
G. Legnaini; G. Palmieri, Fondamenti di meccanica e biomeccanica del movimento. Città Studi edizioni.
G. Legnaini; I. Fassi, Robotica industriale. Città Studi edizioni.
B. Siciliano; L. Sciavicco; L. Villani; G. Oriolo , Robotica. Modellistica, pianificazione e controllo. McGraw Hill.
G. Legnaini; I. Fassi, Robotica industriale. Città Studi edizioni.
B. Siciliano; L. Sciavicco; L. Villani; G. Oriolo , Robotica. Modellistica, pianificazione e controllo. McGraw Hill.
Contenuti
Il corso si concentrerà sui problemi relativi ai sistemi meccanici multibody, con un'approfondita introduzione alla robotica. Saranno affrontati i seguenti argomenti:
-Cinematica dei robot: Sarà presentata la cinematica diretta attraverso l'utilizzo della convenzione di Denavit-Hartenberg. Successivamente, si affronterà la cinematica inversa, la cinematica differenziale, il concetto di Jacobiano geometrico e analitico, nonché gli algoritmi di inversione cinematica. Sarà inoltre discussa la nozione di singolarità.
-Dinamica dei robot: Si tratteranno la dinamica diretta e inversa, concentrandosi sulla formulazione di modelli matematici in forma chiusa. Gli studenti acquisiranno competenze per comprendere e analizzare le forze e le coppie che agisce sui robot durante il movimento.
-Introduzione alla biomeccanica: Verrà fornita una definizione di biomeccanica e saranno presentati i termini fondamentali utilizzati in questo campo. Si discuteranno i modelli dei sistemi meccanici e biomeccanici, con particolare attenzione al sistema muscolo-scheletrico umano. Questo fornirà una solida base per lo sviluppo di modelli biomeccanici del corpo umano.
-Antropometria: Saranno introdotte le metodologie teoriche per stimare i principali parametri geometrici, cinematici e dinamici del corpo umano. Gli studenti acquisiranno la capacità di valutare e misurare tali parametri utilizzando approcci teorici appropriati.
-Analisi del movimento umano, dei modelli di previsione per la diagnosi medica e degli strumenti per il rilevamento del movimento e della progettazione di protesi: Saranno presentate sia le modalità teoriche che pratiche per analizzare i movimenti del corpo umano, comprendendo anche i sensori utilizzati per caratterizzare il movimento e per fare delle diagnosi. Saranno anche discusse le metodologie per lo sviluppo di modelli di previsione dei movimenti, utili nella diagnosi medica. Infine, sarà affrontata la progettazione di esoscheletri, tutori e protesi.
-Cinematica dei robot: Sarà presentata la cinematica diretta attraverso l'utilizzo della convenzione di Denavit-Hartenberg. Successivamente, si affronterà la cinematica inversa, la cinematica differenziale, il concetto di Jacobiano geometrico e analitico, nonché gli algoritmi di inversione cinematica. Sarà inoltre discussa la nozione di singolarità.
-Dinamica dei robot: Si tratteranno la dinamica diretta e inversa, concentrandosi sulla formulazione di modelli matematici in forma chiusa. Gli studenti acquisiranno competenze per comprendere e analizzare le forze e le coppie che agisce sui robot durante il movimento.
-Introduzione alla biomeccanica: Verrà fornita una definizione di biomeccanica e saranno presentati i termini fondamentali utilizzati in questo campo. Si discuteranno i modelli dei sistemi meccanici e biomeccanici, con particolare attenzione al sistema muscolo-scheletrico umano. Questo fornirà una solida base per lo sviluppo di modelli biomeccanici del corpo umano.
-Antropometria: Saranno introdotte le metodologie teoriche per stimare i principali parametri geometrici, cinematici e dinamici del corpo umano. Gli studenti acquisiranno la capacità di valutare e misurare tali parametri utilizzando approcci teorici appropriati.
-Analisi del movimento umano, dei modelli di previsione per la diagnosi medica e degli strumenti per il rilevamento del movimento e della progettazione di protesi: Saranno presentate sia le modalità teoriche che pratiche per analizzare i movimenti del corpo umano, comprendendo anche i sensori utilizzati per caratterizzare il movimento e per fare delle diagnosi. Saranno anche discusse le metodologie per lo sviluppo di modelli di previsione dei movimenti, utili nella diagnosi medica. Infine, sarà affrontata la progettazione di esoscheletri, tutori e protesi.
Lingua Insegnamento
ITALIANO
Corsi
Corsi
INGEGNERIA BIOMEDICA
Laurea
3 anni
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Persone
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