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