- Nazwa przedmiotu:
- Wybrane zagadnienia metod eksperymentalnych i obliczeniowych biomechaniki
- Koordynator przedmiotu:
- dr inż. Cezary Rzymkowski
- Status przedmiotu:
- Obowiązkowy
- Poziom kształcenia:
- Studia I stopnia
- Program:
- Automatyka i Robotyka
- Grupa przedmiotów:
- Specjalnościowe
- Kod przedmiotu:
- NS740
- Semestr nominalny:
- 6 / rok ak. 2013/2014
- Liczba punktów ECTS:
- 4
- Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
- 1. Liczba godzin kontaktowych: 50, w tym: <br>a) wykład – 30 godz., <br>b) ćwiczenia – 15 godz. <br>c) konsultacje – 5 godz. <br><br>2. Praca własna studenta – 50 godzin, w tym: <br>a) 15 godz. – przygotowanie się studenta do zajęć w trakcie semestru, <br>b) 25 godz. – realizacja zadań domowych, <br>c) 15 godz. – przygotowanie do sprawdzianu semestralnego<br><br>Razem - 100 godz. = 4 punkty ECTS.
- Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
- 2 punkty ECTS - liczba godzin kontaktowych: 50, w tym: <br>a) wykład – 30 godz., <br>b) ćwiczenia – 15 godz., <br>c) konsultacje – 5 godz.
- Język prowadzenia zajęć:
- polski
- Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
- -
- Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
-
- Wykład30h
- Ćwiczenia15h
- Laboratorium0h
- Projekt0h
- Lekcje komputerowe0h
- Wymagania wstępne:
- Zalecane posiadanie wiedzy i umiejętności z zakresu przedmiotu NK717 – Wprowadzenie do biomechaniki (nie jest to warunek konieczny).
- Limit liczby studentów:
- -
- Cel przedmiotu:
- 1. Zapoznanie z metodami i narzędziami pozyskiwania danych eksperymentalnych w biomechanice. <br>
2. Zapoznanie z podstawowymi metodami obliczeniowymi biomechaniki.<br>
3. Zdobycie wiedzy i umiejętności z zakresu opracowania, analizy i agregowania wyników badań doświadczalnych i symulacyjnych. <br>
4. Zdobycie wiedzy i umiejętności z zakresu walidacji modeli materialnych i symulacyjnych stosowanych w biomechanice. <br>
5. Zdobycie umiejętności pracy w grupie, prezentowania i obrony swoich opinii.
- Treści kształcenia:
- <b>Wykłady:</b><br>
- Potrzeba wykorzystywania modeli materialnych i symulacyjnych w biomechanice. <br>
- Przegląd podstawowych metod obliczeniowych wykorzystywanych w biomechanice. <br>
- Metody opracowania, analizy i agregowania danych z badań doświadczalnych i symulacyjnych. <br>
- Metody porównywania wyników badań doświadczalnych i symulacyjnych -- punktowe i oparte na przebiegach czasowych wybranych wielkości fizycznych. <br>
- Metody symulacyjne jako narzędzie porządkowania i uogólniania wyników badań doświadczalnych. <br>
- Aspekty etyczne i prawne prowadzenia prac doświadczalnych w biomechanice. <br>
- Metody i narzędzia rejestracji ruchu ciała człowieka w biomechanice sportu, ergonomii i rehabilitacji. <br>
- Metody i narzędzia pomiaru i szacowania sił i momentów w układzie mięśniowo-szkieletowym człowieka. <br>
- Specyfika badań doświadczalnych w biomechanice zderzeń – ograniczenia, planowanie, metody przygotowania obiektów badań, realizacja. <br>
- Zagadnienia walidacji modeli materialnych i symulacyjnych, oceny ich dokładności oraz biozgodności. <br>
- Wykorzystanie baz danych o skutkach wypadków komunikacyjnych do walidacji modeli i metod wykorzystywanych w biomechanice zderzeń. <br>
- Badanie ruchu zwierząt – w poszukiwaniu inspiracji dla nowych rozwiązań w robotyce<br>
<br>
<b>Ćwiczenia:</b><br>
- Porównanie metod rejestracji ruchu ciała człowieka z wykorzystaniem czujników inercyjnych i metody kinematograficznej. <br>
- Analiza sygnałów EMG z zastosowaniem do oceny stopnia zmęczenia mięśni. <br>
- Badania symulacyjne wypadku komunikacyjnego -- analiza zagrożeń, ocena skuteczności typowych zabezpieczeń. <br>
- Ćwiczenia typu "brainstorming" – wykorzystanie obserwacji ze świata zwierząt w robotyce (na podstawie materiałów przygotowanych w grupach, w ramach pracy własnej).
- Metody oceny:
- Zaliczenie przedmiotu na podstawie ocen za: <br>- przygotowanie materiałów i udział w ćwiczeniach gupowych (30% oceny końcowej), <br>- ogólną aktywność w czasie zajęć (10% oceny końcowej),<br>- sprawdzian na zakończenie semestru (60% oceny końcowej).<br/><br>Szczegóły systemu oceniania przedmiotu publikowane są pod adresem:<br/>http://tmr.meil.pw.edu.pl (zakładka Dla Studentów)
- Egzamin:
- nie
- Literatura:
- <b>Literatura podstawowa i uzupełniająca:</b><br>
1. Będziński R. (red.), Biomechanika, Instytut Podstawowych Problemów Techniki PAN, Warszawa 2011.<br>
2. Tejszerska D., Świtoński E., Gzik M., praca zbiorowa „Biomechanika narządu ruchu człowieka”, Wydawnictwo Naukowe Instytutu Technologii Eksploatacji, Radom 2011. <br>
3. Rzymkowski C., Modelowanie i symulacja procesów udarowych w biomechanice, Oficyna Wydawnicza PW, Warszawa 2013.<br>
4. Materiały typu "handout", oparte na oryginalnych raportach z prac badawczych i specjalistycznych publikacjach, przygotowywane przez prowadzącego i udostępniane przed wybranymi wykładami. <br>
5. Materiały na stronie (udostępniane w semestrach, w których prowadzone są zajęcia z tego przedmiotu): http://tmr.meil.pw.edu.pl (zakładka Dla Studentów).
- Witryna www przedmiotu:
- http://tmr.meil.pw.edu.pl (zakładka Dla Studentów)
- Uwagi:
Efekty uczenia się
Profil ogólnoakademicki - wiedza
- Efekt NS740_W1
- Student posiada wiedzę na temat wybranych metod badawczych (doświadczalnych i obliczeniowych) dostępnych w zakresie biomechaniki.
Weryfikacja: Sprawdzian końcowy, ocena aktywności w czasie ćwiczeń.
Powiązane efekty kierunkowe:
AiR1_W02
Powiązane efekty obszarowe:
T1A_W01, T1A_W07
- Efekt NS740_W2
- Student posiada wiedzę na temat wybranych narzędzi badawczych wykorzystywanych w biomechanice.
Weryfikacja: Sprawdzian końcowy, ocena aktywności w czasie ćwiczeń.
Powiązane efekty kierunkowe:
AiR1_W02, AiR1_W08, AiR1_W12
Powiązane efekty obszarowe:
T1A_W01, T1A_W07, T1A_W02, T1A_W03, T1A_W07, T1A_W01, T1A_W03, T1A_W04
- Efekt NS740_W3
- Student posiada wiedzę na temat pozyskiwania danych eksperymentalnych, predykcji obliczeniowych oraz zależności między nimi.
Weryfikacja: Sprawdzian końcowy, ocena aktywności w czasie ćwiczeń.
Powiązane efekty kierunkowe:
AiR1_W02, AiR1_W08
Powiązane efekty obszarowe:
T1A_W01, T1A_W07, T1A_W02, T1A_W03, T1A_W07
- Efekt NS740_W4
- Student posiada wiedzę w zakresie analizy danych oraz wnioskowania.
Weryfikacja: Sprawdzian końcowy, ocena aktywności w czasie ćwiczeń.
Powiązane efekty kierunkowe:
AiR1_W02
Powiązane efekty obszarowe:
T1A_W01, T1A_W07
- Efekt NS740_W5
- Student posiada wiedzę w zakresie zagadnień etycznych towarzyszących badaniom z zakresu biomechaniki.
Weryfikacja: Sprawdzian końcowy, ocena aktywności w czasie ćwiczeń.
Powiązane efekty kierunkowe:
AiR1_W17
Powiązane efekty obszarowe:
T1A_W08
Profil ogólnoakademicki - umiejętności
- Efekt NS740_U1
- Student potrafi dostosować metodę badawczą do przedstawionego problemu/zagadnienia.
Weryfikacja: Ocena przygotowania materiałów i aktywności w czasie ćwiczeń.
Powiązane efekty kierunkowe:
AiR1_U15
Powiązane efekty obszarowe:
T1A_U16
- Efekt NS740_U2
- Student potrafi przeprowadzić analizę i opracowanie biomechanicznych danych doświadczalnych i wyników z symulacji, w celu ich wykorzystania na potrzeby robotyki.
Weryfikacja: Ocena przygotowania materiałów i aktywności w czasie ćwiczeń.
Powiązane efekty kierunkowe:
AiR1_U05
Powiązane efekty obszarowe:
T1A_U08, T1A_U09, T1A_U15
- Efekt NS740_U3
- Student potrafi korzystać z zasobów w postaci danych literaturowych oraz baz danych.
Weryfikacja: Ocena przygotowania materiałów i aktywności w czasie ćwiczeń.
Powiązane efekty kierunkowe:
AiR1_U01
Powiązane efekty obszarowe:
T1A_U01
- Efekt NS740_U4
- Student potrafi pracować w samodzielnie i w zespole oraz prezentować wyniki i bronić swoich opinii.
Weryfikacja: Ocena przygotowania materiałów i aktywności w czasie ćwiczeń.
Powiązane efekty kierunkowe:
AiR1_U02
Powiązane efekty obszarowe:
T1A_U02