Wybrane zagadnienia metod eksperymentalnych i obliczeniowych biomechaniki

Charakterystyka przedmiotu

Materiały do pobrania

Wymagania wstępne

Zalecane posiadanie wiedzy i umiejętności z zakresu przedmiotu NK717 – Wprowadzenie do biomechaniki (nie jest to warunek konieczny).

Cele przedmiotu

1. Zapoznanie z metodami i narzędziami pozyskiwania danych eksperymentalnych w biomechanice.
2. Zapoznanie z podstawowymi metodami obliczeniowymi biomechaniki.
3. Zdobycie wiedzy i umiejętności z zakresu opracowania, analizy i agregowania wyników badań doświadczalnych i symulacyjnych.
4. Zdobycie wiedzy i umiejętności z zakresu walidacji modeli materialnych i symulacyjnych stosowanych w biomechanice.
5. Zdobycie umiejętności pracy w grupie, prezentowania i obrony swoich opinii.

Program przedmiotu

Wykład

• Potrzeba wykorzystywania modeli materialnych i symulacyjnych w biomechanice.
• Przegląd podstawowych metod obliczeniowych wykorzystywanych w biomechanice.
• Metody opracowania, analizy i agregowania danych z badań doświadczalnych i symulacyjnych.
• Metody porównywania wyników badań doświadczalnych i symulacyjnych -- punktowe i oparte na przebiegach czasowych wybranych wielkości fizycznych.
• Metody symulacyjne jako narzędzie porządkowania i uogólniania wyników badań doświadczalnych.
• Aspekty etyczne i prawne prowadzenia prac doświadczalnych w biomechanice.
• Metody i narzędzia rejestracji ruchu ciała człowieka w biomechanice sportu, ergonomii i rehabilitacji.
• Metody i narzędzia pomiaru i szacowania sił i momentów w układzie mięśniowo-szkieletowym człowieka.
• Specyfika badań doświadczalnych w biomechanice zderzeń – ograniczenia, planowanie, metody przygotowania obiektów badań, realizacja.
• Zagadnienia walidacji modeli materialnych i symulacyjnych, oceny ich dokładności oraz biozgodności.
• Wykorzystanie baz danych o skutkach wypadków komunikacyjnych do walidacji modeli i metod wykorzystywanych w biomechanice zderzeń.
• Badanie ruchu zwierząt – w poszukiwaniu inspiracji dla nowych rozwiązań w robotyce.

Ćwiczenia

• Porównanie metod rejestracji ruchu ciała człowieka z wykorzystaniem czujników inercyjnych i metody kinematograficznej.
• Analiza sygnałów EMG z zastosowaniem do oceny stopnia zmęczenia mięśni.
• Badania symulacyjne wypadku komunikacyjnego -- analiza zagrożeń, ocena skuteczności typowych zabezpieczeń.
• Ćwiczenia typu "brainstorming" – wykorzystanie obserwacji ze świata zwierząt w robotyce (na podstawie materiałów przygotowanych w grupach, w ramach pracy własnej).

Zalecane lektury

1. Będziński R. (red.), Biomechanika, Instytut Podstawowych Problemów Techniki PAN, Warszawa 2011.
2. Tejszerska D., Świtoński E., Gzik M., praca zbiorowa „Biomechanika narządu ruchu człowieka”, Wydawnictwo Naukowe Instytutu Technologii Eksploatacji, Radom 2011.
3. Rzymkowski C., Modelowanie i symulacja procesów udarowych w biomechanice, Oficyna Wydawnicza PW, Warszawa 2013.
4. Materiały typu "handout", oparte na oryginalnych raportach z prac badawczych i specjalistycznych publikacjach, przygotowywane przez prowadzącego i udostępniane przed wybranymi wykładami.
5. Materiały na stronie (udostępniane w semestrach, w których prowadzone są zajęcia z tego przedmiotu): http://tmr.meil.pw.edu.pl (zakładka Dla Studentów).

Materiały do pobrania