354-0520/02 – Biorobotika (BIOR)

Garantující katedraKatedra robotikyKredity4
Garant předmětuIng. Zdenko Bobovský, PhD.Garant verze předmětuIng. Zdenko Bobovský, PhD.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostpovinný
Ročník2Semestrletní
Odkaz na webJazyk výukyčeština
Rok zavedení2008/2009Rok zrušení
Určeno pro fakultyFSUrčeno pro typy studianavazující magisterské, magisterské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
BOB0001 Ing. Zdenko Bobovský, PhD.
KAR54 Ing. Ladislav Kárník, CSc.
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Klasifikovaný zápočet 2+2
kombinovaná Klasifikovaný zápočet 12+4

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:

Kárník, L., Marcinčin, J. N. Biorobotická zařízení. Opava: MÁRFY SLEZSKO, 1999. 184 s. ISBN 80-02746-0-9. Kárník, L. Robotizace v nestrojírenských oborech. VŠB-TUO, Ostrava, 2000, 66 s. ISBN 80-7078-739-2. MENZEL, P. - D’ALUISIO, F. Robo sapiens: evolution of a new species: USA, New York, 2000. 239 p. ISBN 0-262-13382-2. Schraft, R.F.,Volz, H. Serviceroboter. Springer – Verlag, Berlin, 1996. http://www.androidworld.com/prod01.htm

Doporučená literatura:

Kárník, L., Knoflíček, R., Marcinčin, J. N. Mobilní roboty. Opava: MÁRFY SLEZSKO, 2000. 210 s. ISBN 80-902746-2-5.

Způsob průběžné kontroly znalostí během semestru

E-learning

Další požadavky na studenta

Další požadavky nejsou.

Minimální znalostní požadavky

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

Kombinovaná forma (platnost od: 2012/2013 zimní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodů
Klasifikovaný zápočet Klasifikovaný zápočet 100 (100) 51
        Projekt Projekt 100  51
Rozsah povinné účasti:

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramOborSpec.FormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2017/2018 (N2301) Strojní inženýrství (2301T013) Robotika P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2017/2018 (N2301) Strojní inženýrství (2301T013) Robotika K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2016/2017 (N2301) Strojní inženýrství (2301T013) Robotika P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2016/2017 (N2301) Strojní inženýrství (2301T013) Robotika K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2015/2016 (N2301) Strojní inženýrství (2301T013) Robotika P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2015/2016 (N2301) Strojní inženýrství (2301T013) Robotika K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2014/2015 (N2301) Strojní inženýrství (2301T013) Robotika P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2014/2015 (N2301) Strojní inženýrství (2301T013) Robotika K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2013/2014 (N2301) Strojní inženýrství (2301T013) Robotika P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2013/2014 (N2301) Strojní inženýrství (2301T013) Robotika K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2012/2013 (N2301) Strojní inženýrství (2301T013) Robotika P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2012/2013 (N2301) Strojní inženýrství (2301T013) Robotika K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2011/2012 (N2301) Strojní inženýrství (2301T013) Robotika P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2011/2012 (N2301) Strojní inženýrství (2301T013) Robotika K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2010/2011 (N2301) Strojní inženýrství (2301T013) Robotika P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2010/2011 (N2301) Strojní inženýrství (2301T013) Robotika K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku