- Nazwa przedmiotu:
- Wprowadzenie do biomechaniki
- Koordynator przedmiotu:
- dr hab. inż. Cezary Rzymkowski
- Status przedmiotu:
- Obowiązkowy
- Poziom kształcenia:
- Studia I stopnia
- Program:
- Robotyka i Automatyka
- Grupa przedmiotów:
- Obowiązkowe
- Kod przedmiotu:
- ML.NK717
- Semestr nominalny:
- 3 / rok ak. 2022/2023
- Liczba punktów ECTS:
- 3
- Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
- 1. Liczba godzin kontaktowych: 50, w tym:
a) wykłady - 30 godz.,
b) laboratoria - 15 godz.,
c) konsultacje - 5 godz.
2. Praca własna studenta - 25 godzin, w tym:
a) 15 godz. - bieżące przygotowywanie się do ćwiczeń laboratoryjnych (analiza literatury),
b) 10 godz. - przygotowywanie się do kolokwium zaliczeniowego.
Razem - 75 godz. = 3 punkty ECTS.
- Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
- 2 punkty ECTS - liczba godzin kontaktowych: 50, w tym:
a) wykłady - 30 godz.,
b) laboratoria - 15 godz.,
c) konsultacje - 5 godz.
- Język prowadzenia zajęć:
- polski
- Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
- 0,6 punktu ECTS - udział w laboratoriach - 15 godzin.
- Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
-
- Wykład30h
- Ćwiczenia0h
- Laboratorium15h
- Projekt0h
- Lekcje komputerowe0h
- Wymagania wstępne:
- Wiedza i umiejętności nabyte przez studentów w ramach przedmiotów: "Mechanika I"," Mechanika II".
- Limit liczby studentów:
- 50
- Cel przedmiotu:
- Nauczenie sposobu teoretycznego i doświadczalnego analizowania złożonych układów i procesów biologicznych metodami inżynierskimi stosowanymi w teorii maszyn i dynamice układów.
- Treści kształcenia:
- Wykład:
1. Zarys historii biomechaniki.
2. Elementy anatomii człowieka.
3. Analiza biomechaniczna układu ruchu człowieka (ujęcie systemowe).
4. Budowa, działanie, źródła energetyczne, praca, moc i sprawność mięśni szkieletowych.
5. Sterowanie mięśniami szkieletowymi.
6. Biomechanika tkanki kostnej; adaptacja funkcjonalna kości.
7. Elektromiografia (emg).
8. Współdziałanie mięśni.
9. Zarys modelowania i symulacji komputerowa układu ruchu człowieka dla potrzeb ergonomii, medycyny i sportu.
10. Elementy biomechaniki pracy - projektowanie i ergonomia, ocena stanowisk pracy, biomechanika zderzeń, ocena i symulacja skutków wypadków drogowych.
11. Zastosowanie zasad modelowania matematycznego, optymalizacji i teorii sterowania do badania złożonych układów biologicznych, szczególnie w aspekcie wykorzystania wynikających z nich inspiracji do budowy robotów i manipulatorów.
Laboratorium:
Miernictwo biomechanicznych parametrów ruchu człowieka (sił, momentów, przemieszczeń, emg, ...) za pomocą specjalistycznej aparatury; podstawy metod analizy i opracowania wyników.
- Metody oceny:
- Kolokwium zaliczeniowe.
- Egzamin:
- nie
- Literatura:
- Literatura podstawowa i uzupełniająca:
1. Kędzior K.: Wybrane zagadnienia biomechaniki ruchu człowieka. W: A. Morecki, J. Knapczyk, K. Kędzior, Teoria Mechanizmów i Manipulatorów, WNT, Warszawa 2002, 501-587.
2. Będziński R., Kędzior K., Kiwerski J., Morecki A., Skalski K, Wall A., Wit A. (red.): Biomechanika i Inżynieria Rehabilitacyjna. W: M. Nałęcz, Biocybernetyka i Inżynieria Biomedyczna 2000, t.5, Akademicka Oficyna Wydawnicza EXIT, Warszawa 2004.
3. Kędzior K., Roman-Liu D.: Wybrane Zagadnienia Biomechaniki Pracy. W: Koradecka D. (red.), Bezpieczeństwo Pracy i Ergonomia, Centralny Instytut Ochrony Pracy, Warszawa 1997, 1.1, 119-147.
4. Gedliczka A.: Atlas Miar Człowieka – Dane do projektowania i oceny ergonomicznej. Centralny Instytut Ochrony Pracy, Warszawa 2001.
5. Koradecka D. (red.): Nauka o pracy – bezpieczeństwo, higiena, ergonomia, t.3 – Czynniki antropometryczne i biomechaniczne. Centralny Instytut Ochrony Pracy, Warszawa 2000.
6. Nigg B.M., Herzog W.: Biomechanics of the Musculo – skeletal System. John Wiley and Sons Ltd, 2007 (third edition).- Nordin M.,Frankel V.H. (eds): Basic Biomechanics of the Musculoskeletal System.Lippincott Williams and Wilkins 2001 (third edition).
- Witryna www przedmiotu:
- http://tmr.meil.pw.edu.pl/web/Dydaktyka/Prowadzone-przedmioty/Wprowadzenie-do-biomechaniki
- Uwagi:
Efekty uczenia się
Profil ogólnoakademicki - wiedza
- Charakterystyka ML.NK717_W1
- Student ma podstawową wiedzę z zakresu historii biomechaniki na tle historii rozwoju nauki, ze szczególnym uwzględnieniem jej interdyscyplinarnego charakteru i współczesnego znaczenia.
Weryfikacja: Kolokwium zaliczeniowe (test).
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
AiR1_W17, AiR1_W18
Powiązane charakterystyki obszarowe:
P6U_W, I.P6S_WK, III.P6S_WK, I.P6S_WG.o
- Charakterystyka ML.NK717_W2
- Student ma podstawową wiedzę o budowie i działaniu układu ruchu człowieka jako systemu biomechanicznego (budowa układu mięśniowo – szkieletowego, sterowanie za pomocą centralnego układu nerwowego, energetyka układu ruchu).
Weryfikacja: Kolokwium zaliczeniowe (test).
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
AiR1_W05, AiR1_W08, AiR1_W04
Powiązane charakterystyki obszarowe:
III.P6S_WG, P6U_W, I.P6S_WG.o
- Charakterystyka ML.NK717_W3
- Student ma podstawową wiedzę o zasadach modelowania matematycznego i symulacji komputerowej układu ruchu człowieka.
Weryfikacja: Kolokwium zaliczeniowe (test).
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
AiR1_W08
Powiązane charakterystyki obszarowe:
P6U_W, I.P6S_WG.o
- Charakterystyka ML.NK717_W4
- Student ma wiedzę w zakresie zasad rejestracji, przetwarzania i interpretacji sygnałów biologicznych w dziedzinach czasu i częstotliwości.
Weryfikacja: Kolokwium zaliczeniowe (test).
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
AiR1_W08, AiR1_W12
Powiązane charakterystyki obszarowe:
P6U_W, I.P6S_WG.o
- Charakterystyka ML.NK717_W5
- Student ma wiedzę w zakresie zasad działania i zastosowania urządzeń do zapewniania bezpieczeństwa biernego i czynnego użytkowników pojazdów samochodowych.
Weryfikacja: Kolokwium zaliczeniowe (test).
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
AiR1_W17
Powiązane charakterystyki obszarowe:
P6U_W, I.P6S_WK, III.P6S_WK
Profil ogólnoakademicki - umiejętności
- Charakterystyka ML.NK717_U1
- Student umie stosować metody modelowania matematycznego i symulacji komputerowej do obliczania sił rozwijanych przez mięśnie szkieletowe i sił reakcji w głównych stawach człowieka wywołanych obciążeniami występującymi w życiu codziennym, w trakcie pracy fizycznej, podczas ćwiczeń fizycznych.
Weryfikacja: Kolokwium zaliczeniowe (test).
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
AiR1_U01, AiR1_U05, AiR1_U09, AiR1_U20
Powiązane charakterystyki obszarowe:
P6U_U, I.P6S_UW.o, III.P6S_UW.o, I.P6S_UU
- Charakterystyka ML.NK717_U2
- Student umie oszacować wartości sił o charakterze udarowym działających na ciało człowieka (i ich skutki dla życia i zdrowia) pojawiających się w trakcie wypadku drogowego i/lub wypadku przy pracy.
Weryfikacja: Kolokwium zaliczeniowe (test).
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
AiR1_U05, AiR1_U07
Powiązane charakterystyki obszarowe:
P6U_U, I.P6S_UW.o, III.P6S_UW.o
- Charakterystyka ML.NK717_U3
- Student umie stosować zasady biomechaniki i ergonomii do projektowania funkcjonalnych i bezpiecznych dla zdrowia użytkownika nowych lub oceny istniejących stanowisk pracy.
Weryfikacja: Kolokwium zaliczeniowe (test).
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
AiR1_U01, AiR1_U05, AiR1_U09, AiR1_U19
Powiązane charakterystyki obszarowe:
P6U_U, I.P6S_UW.o, III.P6S_UW.o, I.P6S_UO
- Charakterystyka ML.NK717_U4
- Student umie stosować nowoczesne metody (aparatura, oprogramowanie) do pomiaru (za zgodą Komisji Etycznej) biomechanicznych parametrów ruchu ciała człowieka (siły, momenty sił, przemieszczenia, elektromiogramy).
Weryfikacja: Kolokwium zaliczeniowe (test).
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
AiR1_U13
Powiązane charakterystyki obszarowe:
P6U_U, I.P6S_UW.o, III.P6S_UW.o
Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne
- Charakterystyka ML.NK717_K1
- Student rozumie i odczuwa potrzebę krzewienia w społeczeństwie zasad zdrowego trybu życia, BHP i bezpieczeństwa w ruchu drogowym.
Weryfikacja: Kolokwium zaliczeniowe (test).
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
AiR1_K02, AiR1_K06
Powiązane charakterystyki obszarowe:
P6U_K, I.P6S_KK, I.P8S_KO, I.P6S_KO