- Nazwa przedmiotu:
- Podstawy Robotyki
- Koordynator przedmiotu:
- dr hab. inż. Mariusz Olszewski, prof. nzw. PW
- Status przedmiotu:
- Obowiązkowy
- Poziom kształcenia:
- Studia I stopnia
- Program:
- Inżynieria Biomedyczna
- Grupa przedmiotów:
- Obowiązkowe
- Kod przedmiotu:
- POROB
- Semestr nominalny:
- 4 / rok ak. 2021/2022
- Liczba punktów ECTS:
- 2
- Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
- 1) Liczba godzin bezpośrednich – 18, w tym:
• wykłady: 15 godz.
• konsultacje: 3 godz.
2) Praca własna studenta –30 godz., w tym:
• przygotowanie do kolokwiów:20 godz.
• przygotowanie do wykładu: 10 godz.
Razem: 48 godz. – 2punkty ECTS.
- Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
- 0,5 punktu ECTS – 18 godz.,
w tym:
• wykłady: 15 godz.
• konsultacje: 3 godz.
- Język prowadzenia zajęć:
- polski
- Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
- 0 punktów ECTS
- Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
-
- Wykład15h
- Ćwiczenia0h
- Laboratorium0h
- Projekt0h
- Lekcje komputerowe0h
- Wymagania wstępne:
- Znajomość podstawowych zagadnień z zakresu podstaw automatyki, elektrotechniki i elektroniki oraz obsługi systemów komputerowych. Znajomość matematyki na poziomie wyższym.
- Limit liczby studentów:
- Cel przedmiotu:
- Zdobycie podstawowych umiejętności w zakresie budowy mechanizmów, sterowania, programowania i wykorzystania manipulatorów i robotów w inżynierii biomedycznej.
- Treści kształcenia:
- Podstawowa wiedza na temat robotyki i robotyzacji. Rozwój i stan obecny techniki robotyzacyjnej. Podziały robotyki jako dziedziny techniki i nauki. Potrzeby i bariery robotyzacji. Robotyzacja zadań produkcyjnych (roboty przemysłowe). Robotyzacja zadań lokomocyjnych (roboty mobilne). Robotyzacja zachowań człowieka (roboty humanoidalne). Perspektywy rozwoju techniki robotyzacyjnej. Model systemowy człowieka i maszyny manipulacyjnej. Modele systemowe narządów ruchu człowieka. Model reologiczny mięśnia izolowanego. Model strukturalno-funkcjonalny napędów mięśniowych kończyn. Systemowe ujęcie głównych układów człowieka uczestniczących w ruchu. Bioniczne modele systemowe maszyn manipulacyjnych. Budowa maszyn manipulacyjnych i ich efektorów. Rodzaje maszyn manipulacyjnych i ich konstrukcji. Manipulatory maszyn manipulacyjnych: mechanizmy kinematyczne, układy napędowe, układy przeniesienia ruchu. Urządzenia sterujące: sterowniki sprzętowe i programowe, sensory mechanizmu kinematycznego i środowiska, układy komunikacyjne. Związek efektorów z zadaniem maszyny manipulacyjnej. Efektory maszyn manipulacyjnych w inżynierii biomedycznej. Opis i realizacja zadań ruchowych mechanizmów maszyn manipulacyjnych. Geometria, kinematyka i kinetyka mechanizmów maszyn manipulacyjnych. Układy współrzędnych opisu zachowań ruchowych maszyn manipulacyjnych. Transformacje układów. Proste i odwrotne zadania opisu zachowań ruchowych i dynamicznych mechanizmów maszyn manipulacyjnych. Planowanie trajektorii ruchu efektora maszyny manipulacyjnej. Wyznaczenie współrzędnych maszynowych w zadaniu odwrotnym - problemy wieloznaczności położeń mechanizmu, dokładności określenia współrzędnych maszynowych i żądanej orientacji efektora (zadanie projektowe) Wybrane zagadnienia zastosowań maszyn manipulacyjnych w inżynierii biomedycznej. Podstawowe pojęcia z zakresu biomechanizmów i biomanipulatorów Modelowanie i budowa protez, ortotez, manipulatorów rehabilitacyjnych i teleoperatorów manipulacyjnych. Budowa teleoperatora chirurgicznego jako typowego przykładu bionicznej maszyny manipulacyjnej: sensory sterowania mechanizmem, mechanizm i napędy maszyny, efektory, sterowniki, środki komunikacji i oprogramowanie. Inne przykłady robotyzacji zadań medycznych.
- Metody oceny:
- Dwa kolokwia
- Egzamin:
- tak
- Literatura:
- Morecki A., Ekiel J., Fidelus K.: Cybernetyczne systemy ruchu kończyn i zwierząt I robotów, PWN, Warszawa 1979.
Craig J. J.: Wprowadzenie do robotyki, Mechanika i sterowanie, WNT, Warszawa 1995.
Heimann B., Gerth W., Popp K.: Mechatronika, Komponenty, metody, przykłady, PWN, Warszawa 2001.
Morecki A. i in.: Podstawy robotyki, WNT (II wydanie), Warszawa 2002. Olszewski M. i in.: Mechatronika, REA, Warszawa 2002.
- Witryna www przedmiotu:
- Uwagi:
Efekty uczenia się
Profil ogólnoakademicki - wiedza
- Charakterystyka POROB_W01
- Zna budowę maszyn manipulacyjnych i ich efektorów.
Weryfikacja: Kolokwia
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
K_W11
Powiązane charakterystyki obszarowe:
I.P6S_WG.o, P6U_W
Profil ogólnoakademicki - umiejętności
- Charakterystyka POROB_U01
- Potrafi opisać i zrealizować typowe ruchy mechanizmów maszyn manipulacyjnych.
Weryfikacja: Kolokwia
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
K_U18, K_U19
Powiązane charakterystyki obszarowe:
I.P6S_UW.o, III.P6S_UW.o
Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne
- Charakterystyka POROB_K01
- Potrafi myśleć i działać racjonalnie, wykorzystując specyficzne metody automatyki
Weryfikacja: Ocena na podstawie pracy na stanowiskach laboratoryjnych i wyników realizacji zadań praktycznych
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
K_K02, K_K07
Powiązane charakterystyki obszarowe:
P6U_K, I.P6S_KK, I.P6S_KR