Syllabus
Obsah přednášek:
1. Robotika a její využití v rehabilitačním inženýrství, přehled a dělení robotických systémů v rehabilitačním inženýrství dle aplikací. Fyzikální základy pokročilých rehabilitačních technologií. Základní pojmy z robotiky, využití informačních technologií v rehabilitaci.
2. Základní pojmy z kinematiky a dynamiky. Řešení přímé a inversní kinematické úlohy. Objemové a průřezové charakteristiky těles, segmentové modely.
3. Pohonné a senzorické systémy. Rozdělení aktuatorů a metody řízení. Metody řízení polohy, rychlosti a momentu; polohová synchronizace více os. Řízení v kartézském souřadnicovém systému, řízení v kloubovém souřadnicovém systému.
4. Rozdělení senzorických systémů. Metody zpracování dat ze senzorických systémů. Metody měření a zpracování dat v tenzometrii, elektromyografie, MoCap systémy, dynamometrie. Aplikační příklady v rehabilitačních přístrojích.
5. Pokročilé metody zpracování senzorických dat, metody umělé inteligence, expertní systémy v rehabilitaci. Fuzzy logika a neuronové sítě. Aplikační příklady v rehabilitačních přístrojích.
6. Bezpečností funkce moderních pohonů. Rozhraní a spolupráce člověk-stroj. Lokalizace a mapování. Reprezentace okolního světa robotu. Aplikační příklady v rehabilitačních přístrojích.
7. Inteligentní protézy, systémy protéz, metody řízení protéz, zpracování EMG signálu, myoelektrické protézy, biofeedback v rehabilitaci. Kinematika a dynamika pohybu lidského těla, práce a výkon, transformace energií, určení silových poměrů ve svalově-kosterním systému,
8. Základní pojmy z biomechaniky pohybu, využití informačních technologií v biomechanice pohybu a asistované rehabilitaci. Silové a momentové účinky, napětí a deformace materiálů konstrukcí a živých struktur, aplikace numerických metod v asistované rehabilitaci.
9. Hodnocení pohybu v asistované rehabilitaci, popis pohybu lidského těla, modely lidského těla, software pro hodnocení dat z MoCap systémů. Biomechanika chůze a stabilita, biomechanika horních a dolních končetin. Metody hodnocení cyklických pohybů, metody hodnocení chůze v praxi. Způsoby zatížení a deformace částí svalově-kosterního systému. Namáhání tahem, ohybem, krutem, smykem.
10. Presentace samostatné závěrečné práce Obsah laboratorních cvičení:
1. Kinematika a dynamika pohybu robotických systémů s využitím inerciálního systému. Úlohy přímé a inverzní kinematiky. Metody zpracování dat a jejich kvantitativní hodnocení pomocí výpočetní techniky.
2. Dynamika, silové a momentové účinky v robotických systémech. Přímá a inverzní úloha dynamiky v rehabilitaci.
Annotation
Předmět nabízí přehlednou informaci o současných možnostech využití robotiky v rehabilitaci a specifických oblastech výzkumu. Pozornost je věnována především aspektům robotiky v asistované terapii a rehabilitačních systémech