354-0520/01 – Biorobotika (BIOR)
| Garantující katedra | Katedra robotiky | Kredity | 4 |
| Garant předmětu | prof. Ing. Zdenko Bobovský, PhD. | Garant verze předmětu | Ing. Ladislav Karník, CSc. |
| Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | Povinnost | povinně volitelný |
| Ročník | 2 | Semestr | letní |
| | Jazyk výuky | čeština |
| Rok zavedení | 2004/2005 | Rok zrušení | 2010/2011 |
| Určeno pro fakulty | FS | Určeno pro typy studia | magisterské |
Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi
Znalost problematiky navrhování a nasazování biorobotických zařízení, umět stanovit požadavky pro aplikace v nestrojírenských oblastech, umět navrhnout potřebné subsystémy mobilních robotů, syntéza mobilního robotu, stanovit kritéria pro praktické aplikace.
Vyučovací metody
Přednášky
Cvičení (v učebně)
Projekt
Anotace
Studenti se v tomto předmětu seznámí s problematikou navrhování různých druhů biorobotických zařízení jako jsou např. kráčející roboty,
roboty s plazivým pohybem apod.
Dále se seznámí s poznatky robotiky aplikovanými do oblasti zdravotnictví. Jedná se zejména o příklady biorobotiky zaměřenými do oblasti
navrhování inteligentních protéz horní nebo dolní končetiny.
Optimalizace mobilního robotu pro vytypované servisní úlohy.
Seznam otázek
1. Klasifikace biorobotiky - členění.
2. Základní pojmy z biorobotiky, vznik a historický vývoj.
3. Členění a metodika bioniky. Modelování v bionice.
4. Biologie člověka, kostra člověka.
5. Struktura lidské kosti, spojení kostí.
6. Rozdělení kloubů, základní druhy pohybu.
7. Rozdělení a struktura svalu.
8. Definování základních pojmů biomechanismu jako je biokinematická dvojice apod.
9. Stanovení počtu stupňů volnosti horní končetiny člověka a její kinematický model.
10. Stanovení počtu stupňů volnosti ruky člověka a její kinematický model.
11. Stanovení počtu stupňů volnosti dolní končetiny člověka a její kinematický model.
12. Biomechanické (antropomorfní) efektory - historický vývoj, popsat alespoň dva typy.
13. Umělé svaly - definice, rozdělení a možnosti aplikací.
14. Bioprotézy horní končetiny člověka - základní charakteristika, typy použitých pohonů, současný stav této problematiky.
15. Bioprotézy dolní končetiny člověka - základní charakteristika, typy použitých pohonů, současný stav této problematiky.
16. Skákající a kráčející mechanismy. Rozdělení, klasifikace, výhody a nevýhody.
17. Definice a aplikace biomechanických robotů s plazivým pohybem.
18. Definice a aplikace biomechanických manipulátorů, ohybné ramena - definice, rozdělení a možnosti aplikací.
19. Aplikace biorobotických zařízení v oblasti zdravotnictví, požadavky na konstrukci.
20. Aplikace obslužných biorobotických zařízení, požadavky na konstrukci.
Povinná literatura:
Doporučená literatura:
Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta
E-learning
Další požadavky na studenta
Prerekvizity
Předmět nemá žádné prerekvizity.
Korekvizity
Předmět nemá žádné korekvizity.
Osnova předmětu
Náplň přednášek
1. Klasifikace biorobotiky, popis subsystémů. Úvod do bioniky, základní pojmy.
2. Členění a metodika bioniky, modelování v bionice, základní znalosti z biologie člověka.
3. Všeobecná nauka o kostech a svalech, všeobecná svalová mechanika. Náhrada organických končetin biomechanismy.
4. Kinematický model dolní končetiny člověka, kráčející mechanismy.
5. Kinematický model horní končetiny člověka, kloubová ramena. Kinematický model kostry člověka, androidní roboty.
6. Porovnání kinematiky průmyslových robotů s kinematickým modelem končetiny člověka.
7. Problematika dynamiky palce, antropomorfní chapadla. Ohybné ramena, charakteristika, konstrukce, praktické aplikace.
8. Protézy horní a dolní končetiny člověka.
9. Umělé svaly, definice, konstrukce apod. Praktické použití biomechanických robotů a biomechanismů.
Náplň cvičení
1. První tematický úkol: Zpracování rešerše pro danou oblast robotů.
2. Práce na tematickém úkolu.
3. Zadání konkrétního úkolu – semestrální práce.
4. Práce na zadaném úkolu.
5. Práce na zadaném úkolu.
6. Průběžná kontrola zadaného úkolu.
7. Práce na zadaném úkolu – konzultace.
8. Práce na zadaném úkolu – konzultace.
9. Obhajoba semestrální práce. Zápočet.
Podmínky absolvování předmětu
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky
Předmět neobsahuje žádné hodnocení.