Drukuj Eksport do pliku (MS Word)
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_W04, AiR1_W05, AiR1_W08
Powiązane charakterystyki obszarowe: P6U_W, I.P6S_WG.o, III.P6S_WG
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: III.P6S_UW.o, P6U_U, I.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