Rok akademicki: 2014/2015 Kod: EIB BN-s Punkty ECTS: 5. Kierunek: Inżynieria Biomedyczna Specjalność: Bionanotechnologie

Transkrypt

1 Nazwa modułu: Telechirurgia i robotyka medyczna Rok akademicki: 2014/2015 Kod: EIB BN-s Punkty ECTS: 5 Wydział: Elektrotechniki, Automatyki, Informatyki i Inżynierii Biomedycznej Kierunek: Inżynieria Biomedyczna Specjalność: Bionanotechnologie Poziom studiów: Studia II stopnia Forma i tryb studiów: Stacjonarne Język wykładowy: Polski Profil kształcenia: Ogólnoakademicki (A) Semestr: 2 Strona www: Osoba odpowiedzialna: dr hab. inż, prof. AGH Cieślik Jacek (cieslik@agh.edu.pl) Osoby prowadzące: dr inż. Kohut Piotr (pko@agh.edu.pl) dr inż. Gibiec Mariusz (mgi@agh.edu.pl) dr hab. inż, prof. AGH Cieślik Jacek (cieslik@agh.edu.pl) Opis efektów kształcenia dla modułu zajęć Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Powiązania z EKK Sposób weryfikacji efektów kształcenia (forma zaliczeń) Wiedza M_W001 laparoskopowych. Znajomość dla IB2A_W01, IB2A_W04, IB2A_W08, IB2A_W09, IB2A_W11, IB2A_W12 Sprawozdanie, Wykonanie laboratoryjnych, Wynik testu zaliczeniowego Umiejętności 1 / 5

2 M_U001 (telerobotyka). Umiejętność projektowana wybranych podzespołów robota. IB2A_U01, IB2A_U02, IB2A_U03, IB2A_U04, IB2A_U06, IB2A_U07, IB2A_U08, IB2A_U09, IB2A_U11, IB2A_U13 Referat, Udział w dyskusji, Wykonanie projektu, Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych, Wynik testu zaliczeniowego, Zaangażowanie w pracę zespołu M_U002 IB2A_U07, IB2A_U08 Egzamin, Wykonanie laboratoryjnych, Zaliczenie laboratorium Kompetencje społeczne M_K001 dla Umiejętność przekazania poprawnej informacji z zakresu robotyki medycznej. IB2A_K01, IB2A_K02, IB2A_K03, IB2A_K04 Studium przypadków, Udział w dyskusji, Wykonanie laboratoryjnych, Zaangażowanie w pracę zespołu Matryca efektów kształcenia w odniesieniu do form zajęć Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Forma zajęć Wykład audytoryjne laboratoryjne projektowe Konwersatori um seminaryjne praktyczne terenowe warsztatowe Inne E-learning Wiedza M_W001 Umiejętności laparoskopowych. Znajomość dla 2 / 5

3 M_U001 M_U002 (telerobotyka). Umiejętność projektowana wybranych podzespołów robota Kompetencje społeczne M_K001 dla Umiejętność przekazania poprawnej informacji z zakresu robotyki medycznej. Treść modułu zajęć (program wykładów i pozostałych zajęć) Wykład Technologia chirurgii minimalnie inwazyjnej. Telekonferencje, telekonsultacje i operacje medyczne na odległość. Metody wirtualnej rzeczywistości w obrazowaniu pola operacyjnego. Przegląd konstrukcji robotów chirurgicznych. Współczesne roboty medyczne: napędy w robotach, układy sensoryczne, układy nadzorowania i programowania pracy Struktury kinematyczne ramion manipulatorów robotów medycznych. Człony i przeguby manipulatorów. Struktury kinematyczne i mechanizmy kiści, narzędzia chirurgiczne. Notacja Denavita-Hartenberga. Metody planowania operacji z użyciem robotów medycznych. Metody oceny własności, dokładności i bezpieczeństwa robotów medycznych. Wyznaczanie i pomiary pozycji narzędzia (chwytaka). Kalibracja geometryczna Układy sensoryczne narzędzi chirurgicznych. Układy wymiany narzędzi uchwyty i magazyny. Chwytaki i narzędzia wielozadaniowe o strukturze ludzkiej dłoni. Kierunki rozwoju robotyki medycznej. laboratoryjne Budowa i działanie robotów o strukturze antropomorficznej oraz typu SCARA. Języki programowania Programowanie w języku MELFA. Programowanie w języku V+. Układy współrzędnych, definiowanie zmiennych pozycyjnych, transformacje względne, instrukcje ruchu, zmiana prędkości i przyspieszeń. Programowanie z wykorzystaniem podprogramów, 3 / 5

4 obsługa przerwań, instrukcje wejścia-wyjścia. Narzędzia laparoskopowe podział budowa przykłady, laparoskopy, trokary. Stereowizja metody i narzędzia do obserwacji stereoskopowej. Wykonywanie zabiegów laparoskopowych pod kontrolą wizyjną (w sprzężeniu wizyjnym). Wykonywanie drobnych zabiegów narzędziami laparoskopowymi cięcie, szycie, przekładanie i montaż elementów o złożonych kształtach. projektowe Przedstawienie konstrukcji robotów chirurgicznych. Współczesne roboty medyczne: napędy w robotach, układy sensoryczne, układy nadzorowania i programowania pracy Struktury kinematyczne ramion manipulatorów robotów medycznych. Człony i przeguby manipulatorów. Struktury kinematyczne i mechanizmy kiści, narzędzia chirurgiczne. Układy wymiany narzędzi. Notacja Denavita-Hartenberga. Projekt podzespołu robota. Wyznaczanie pozycji narzędzia (chwytaka). Metody planowania operacji z użyciem robotów medycznych. Metody oceny własności, dokładności i bezpieczeństwa robotów medycznych. Chwytaki i narzędzia wielozadaniowe o strukturze ludzkiej dłoni. Sposób obliczania oceny końcowej Średnia ważona ocen z kolokwium zaliczeniowego, projektu, laboratorium i egzaminu Wymagania wstępne i dodatkowe Wiedza z przedmiotów z poprzednich semestrów: Mechanika, Podstawy biomechaniki, Podstawy anatomii, Teoria Maszyn i Mechanizmów, Podstawy automatyki, Cyfrowe przetwarzanie sygnałów, Podstawy programowania Zalecana literatura i pomoce naukowe Buchacz A. red: Szkielety hipergrafów w modelowaniu, badaniu i pozycjonowaniu manipulatorów robotów oraz podzespołów maszyn, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice Craig J.J.: Wprowadzenie do robotyki. Mechanika i sterowanie, WNT, Warszawa, 1993 Frączek J., Wojtyra M.: Kinematyka układów wieloczłonowych. Metody obliczeniowe. WNT, Warszawa 2008 Galicki M.: Metody planowania zadań manipulatorów redundantnych w przestrzeni roboczej z przeszkodami. Wyższa Szkoła Inżynierska w Zielonej Górze. Instytut Matematyki Stosowanej i Informatyki. Zielona Góra, 1989 Hejmo W. red.: Sterowanie robotami i manipulatorami przemysłowymi. Modele i metody matematyczne. Wydawnictwa Politechniki Krakowskiej im. Tadeusza Kościuszki, Kraków, 1997 Jacobson B., Murray A.: Medical devices use and safety. Churchill Livingstone Elsevier, Edinburgh, 2007 Jezierski E.: Dynamika WNT, Warszawa, 2006 Lisowski W. red.: Introduction to robotics, Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne AGH, 2004 Monkman. G.J., Hesse S., Steinmann R. Schunk H.: Robot Grippers, Wiley, Berlin Morecki A., Knapczyk J.: Podstawy robotyki. Teoria i elementy manipulatorów i robotów, WNT, Warszawa, 1994 Nawrat Z. red.: Postępy Technologii Biomedycznych. Advances in Biomedical Technology. M-Studio Zabrze, Zabrze 2008 Nawrat Z.: Polski robot kardiochirurgiczny; strategia rozwoju prac badawczo-konstrukcyjnych. Sympozjum Roboty kardiochirurgiczne, Zabrze, 2000 Rosen J., Hannaford B., Satava R. M., eds.: Surgical robotics: systems applications and visions. Springer, 2011 Szkodny T.: Manipulatory robotów przemysłowych, modele matematyczne. Skrypt 1530, Politechnika Śląska, Gliwice Verdonck P.: Advances in biomedical engineering. Elsevier / 5

5 Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu Nie podano dodatkowych publikacji Informacje dodatkowe Brak Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS) Forma aktywności studenta Udział w wykładach Udział w ćwiczeniach projektowych Wykonanie projektu Przygotowanie do zajęć Udział w ćwiczeniach laboratoryjnych Przygotowanie sprawozdania, pracy pisemnej, prezentacji, itp. Samodzielne studiowanie tematyki zajęć Egzamin lub kolokwium zaliczeniowe Sumaryczne obciążenie pracą studenta Punkty ECTS za moduł Obciążenie studenta 30 godz 20 godz 5 godz 47 godz 3 godz 150 godz 5 ECTS 5 / 5