Biónica e Robótica Médica

Código:

M.BIO012

Sigla:

BRM

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Engenharia Biomédica

Ocorrência: 2023/2024 - 2S

Ativa?	Sim
Unidade Responsável:	Departamento de Engenharia Eletrotécnica e de Computadores
Curso/CE Responsável:	Mestrado em Bioengenharia

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla	Nº de Estudantes	Plano de Estudos	Anos Curriculares	Créditos UCN	Créditos ECTS	Horas de Contacto	Horas Totais
M.BIO	13	Plano de estudos oficial	1	-	6	39	162
MEB	8	Plano de estudos oficial	1	-	6	39	162

Língua de trabalho

Português - Suitable for English-speaking students

Objetivos

Habilitar os estudantes com conhecimentos e competências nas áreas da biónica e da robótica e da sua aplicação a várias subáreas da Bioengenharia.

Resultados de aprendizagem e competências

- Na área da Biónica
Aplicar uma síntese dos conhecimentos de várias áreas do seu currículo na compreensão e análise de vários casos de estudo de realizações na área da biónica médica. Pretende-se que os estudantes conheçam vários exemplos de aplicações com relevo para os desenvolvimentos mais recentes e para os problemas dos desenvolvimentos atuais nesta área.
- Na área da Robótica:
Compreender o funcionamento e utilização de sistemas robóticos. Dominar os aspetos tecnológicos envolvidos na conceção, nas características de funcionamento, na programação e nas diferentes aplicações.

Modo de trabalho

Presencial

Pré-requisitos (conhecimentos prévios) e co-requisitos (conhecimentos simultâneos)

Conhecimentos prévios de electrónica básica, sensores e actuadores.
Conhecimentos prévios de processamento de sinais
Conhecimento de utilização de Octave/Matlab.
Conhecimento e utilização de liguagem C em microcontroladores / Arduino / Raspberry PI

Programa

BIONICA MÉDICA
--
1 - Introdução à Biónica Médica

2 – Sensorização humana avançada: Do macro ao nano sensor.

3 - O olho biónico: Tecnologia e os problemas do ciclo de vida de produtos biónicos;

4 - O implante cochlear

5 - O pacemaker Cardíaco: História  The Cardiac pacemaker: History and technology evolution of the most widely used bionic human implantable device;

6 – Proteses Neuronais: do Utah array & Brain-Computer Interfaces à estimulação cerebral profunda para a doença de Parkinson.

7- Próteses robotizadas e exoesqueletos.

ROBÓTICA MÉDICA
--
1 - Introdução à Robótica médica

2 - Movimentação de corpos rígidos: Rotações; Transformações homogéneas.

3 - Controlo de eixos (rotativos e lineares): Atuadores; Sensores; Equações do movimento; Controlo de posição, de velocidade e de força.

4 - Introdução aos sistemas robóticos móveis: Tipos de locomoção e tração; Cinemática; Perceção; Localização.

5 - Manipuladores robóticos: Cinemática direta e inversa; O Jacobiano; Relações de força e binário.

6 - Manipuladores e robots móveis: Exemplos de aplicações nas áreas de saúde; Robots cirúrgicos; Robótica de reabilitação; Robots para assistência à mobilidade; Robots para monitorização e vigilância; Robots que prestam serviços de apoio clínico.

Bibliografia Obrigatória

Roland Siegwart, Illah R. Nourbakhsh, Davide Scaramuzza; Introduction to autonomous mobile robots. ISBN: 978-0-262-01535-6
Austin Hughes; Electric motors and drives. ISBN: 0-7506-4718-3
Mark W. Spong, Seth Hutchinson, M. Vidyasagar; Robot modeling and control. ISBN: 0-471-64990-2

Observações Bibliográficas

Material de estudo para a área da biónica consiste de artigos científicos e outras publicações, nomeadamente online, indicadas pelo docente desta área.

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

Exposição teórica de conceitos, apresentação de exemplos e realização de exercícios (3h/semana).

Aulas laboratoriais (1h/semana).

 

Software

Matlab

Tipo de avaliação

Avaliação por exame final

Componentes de Avaliação

Designação	Peso (%)
Exame	50,00
Trabalho prático ou de projeto	45,00
Participação presencial	5,00
Total:	100,00

Componentes de Ocupação

Designação	Tempo (Horas)
Frequência das aulas	36,00
Trabalho laboratorial	13,00
Estudo autónomo	13,00
Trabalho escrito	10,00
Total:	72,00

Obtenção de frequência

Assiduidade regulamentar (2/3 das aulas) nas aulas TP e PL

Fórmula de cálculo da classificação final

Avaliação: 0.05P + 0.45Proj + 0.50 Ex

P- participação
Proj- projeto
Ex- exame

Duas ou mais faltas não justificadas influenciam negativamente componente de avaliação presencial (5%).

As componentes de avaliação têm nota mínima de 7/20.

Avaliação especial (TE, DA, ...)

Segundo as regras em vigor

Melhoria de classificação

Segundo as regras em vigor