MCH4307 Introduction to Robotics and BiomechanicsBahçeşehir ÜniversitesiAkademik Programlar BİYOMEDİKAL MÜHENDİSLİĞİÖğrenciler için Genel BilgiDiploma EkiErasmus BeyanıUlusal YeterliliklerBologna Komisyonu
BİYOMEDİKAL MÜHENDİSLİĞİ
Lisans TYYÇ: 6. Düzey QF-EHEA: 1. Düzey EQF-LLL: 6. Düzey

Ders Tanıtım Bilgileri

Ders Kodu Ders Adı Yarıyıl Teorik Pratik Kredi AKTS
MCH4307 Robotik ve Biyomekaniğe Giriş Güz 2 2 3 6
Bu katalog bilgi amaçlıdır, dersin açılma durumu, ilgili bölüm tarafından yarıyıl başında belirlenir.

Temel Bilgiler

Öğretim Dili: English
Dersin Türü: Departmental Elective
Dersin Seviyesi: LİSANS
Dersin Veriliş Şekli: E-Öğrenme
Dersin Koordinatörü: Doç. Dr. MEHMET BERKE GÜR
Dersi Veren(ler): Dr. Öğr. Üyesi EMEL DEMİRCAN
Opsiyonel Program Bileşenleri: YOK
Dersin Amacı: Robotik ve Biyomekaniğin temel kavramları ve uygulamalarına giriş yapılacaktır. İnsan hareketinin modellenmesi, benzetim ve kontrolü için gerekli modern araçlar tanıtılacaktır. İnsansı robotlar ve sinir/kas hastalıklarının tedavisi uygulamaları sunulacaktır.

Öğrenme Kazanımları

Bu dersi başarıyla tamamlayabilen öğrenciler;
1) Kinematik model ve uzaysal tanımı açıkla
2) Jacobian matris, genelleştirilmiş koordinatlar, Euler açıları ve Laplace formülasyonunu açıkla
3) Ters kinematik kavramını açıkla
4) Kas-iskelet geometrisi, çok parçalı cisim dinamiği ve mafsallı cisim modeli kavramlarını tanımla
5) Robotik ve biyomekanikte hissetme ve takip etme kavramlarını tanımla
6) Görev-seviyesi ve biyomekanik benzetimi tanımla
7) Görev-uzay kontrolü, insan hareket kontrolü ve insan hareketinin yeniden oluşturulmasını tanımla
8) Güncel ve gelecekteki uygulamaları açıkla

Dersin İçeriği

Giriş ve motivasyon, Uzaysal tanımlar, Kati cisim konfigürasyonu, Manipülatör Kinematiği, Genelleştirilmiş Koordinatlar, Kinematik, Kinematik Model, Jakobyen Matris, Ters Kinematik, Kas-İskelet modellemesi, Çok parçalı cisim dinamiği, Kas-Iskelet Geometrisi, Mafsallı Cisim Modeli ve Dinamiği, Kas Fizyolojisi ve Dinamiği, Kasların mekanik özellikleri, Hareket Yakalama Sistemleri, Kuvvet Levhaları, Elektromiyografi, Atalet Sistemleri, Görev-Seviyesi ve Biyomekanik Benzetim, İnsan hareketinin yaratılması, Görev-uzayı kontrolü, İnsan hareketinin kontrolü ve yeniden oluşturulması, İleri Konular: İnsan hareketinin tanımlanması, Robotik Tedavi, Hareket Eksersizleri, Ergonomi, Fizk Tedavi, Bilgisayar Animasyonu

Haftalık Ayrıntılı Ders İçeriği

Hafta Konu Ön Hazırlık
1) Giriş ve motivasyon
2) Uzaysal tanımlar, Kati cisim konfigürasyonu, Manipülatör Kinematiği, Genelleştirilmiş Koordinatlar
3) Kinematik, Kinematik Model, Jakobyen Matris
4) Inverse Kinematics
5) Kas-İskelet modellemesi, Çok parçalı cisim dinamiği, Kas-Iskelet Geometrisi
6) Mafsallı Cisim Modeli ve Dinamiği
7) Kas Fizyolojisi ve Dinamiği, Kasların mekanik özellikleri
8) Hareket Yakalama Sistemleri, Kuvvet Levhaları, Elektromiyografi, Atalet Sistemleri
9) Görev-Seviyesi ve Biyomekanik Benzetim
10) İnsan hareketinin üretimi
11) Görev-uzayı kontrolü, İnsan hareketinin kontrolü ve yeniden oluşturulması
12) İleri Konular I: İnsan hareketinin tanımlanması
13) İleri Konular II: Robotik Tedavi, Hareket Eksersizleri, Ergonomi, Fizk Tedavi, Bilgisayar Animasyonu
14) Dersin gözden geçirilmesi

Kaynaklar

Ders Notları / Kitaplar: Skeletal Muscle Structure, Function, and Plasticity, R. L. Lieber, 2009, ISBN-10: 0781775930
Diğer Kaynaklar: YOK

Değerlendirme Sistemi

Yarıyıl İçi Çalışmaları Aktivite Sayısı Katkı Payı
Laboratuar 4 % 20
Ödev 5 % 15
Ara Sınavlar 1 % 25
Final 1 % 40
Toplam % 100
YARIYIL İÇİ ÇALIŞMALARININ BAŞARI NOTU KATKISI % 60
YARIYIL SONU ÇALIŞMALARININ BAŞARI NOTUNA KATKISI % 40
Toplam % 100

AKTS / İş Yükü Tablosu

Aktiviteler Aktivite Sayısı Süre (Saat) İş Yükü
Ders Saati 14 2 28
Laboratuvar 13 2 26
Sınıf Dışı Ders Çalışması 14 7 98
Toplam İş Yükü 152

Program ve Öğrenme Kazanımları İlişkisi

Etkisi Yok 1 En Düşük 2 Düşük 3 Orta 4 Yüksek 5 En Yüksek
           
Dersin Program Kazanımlarına Etkisi Katkı Payı
1) Matematik (analiz, lineer, cebir, diferansiyel denklemler, istatistik), fen bilimleri (fizik, kimya, biyoloji) ve ilgili mühendislik disiplinine özgü konularda yeterli bilgi birikimi ile bu alanlardaki kuramsal ve uygulamalı bilgileri karmaşık mühendislik problemlerinde kullanabilme becerisine sahip olmak.
2) Karmaşık Biyomedikal mühendisliği problemlerini saptama, tanımlama, formüle etme ve çözme becerisi; bu amaçla uygun analiz ve modelleme yöntemlerini seçme ve uygulama becerisi kazanmak. 2
3) Karmaşık Biyomedikal sistemleri, süreçleri, cihazları veya ürünleri gerçekçi kısıtlar ve koşullar altında, belirli gereksinimleri karşılayacak şekilde tasarlayabilmek ve bu amaçla modern tasarım yöntemlerini uygulama yetkinliği kazanmak. 2
4) Biyomedikal mühendisliği uygulamalarında karşılaşılan karmaşık problemlerin analizi ve çözümü için gerekli olan modern teknik ve araçları geliştirme, seçme ve kullanma becerisi kazanmak, bilişim teknolojilerini etkin bir şekilde kullanabilmek. 3
5) Karmaşık Biyomedikal Mühendisliği problemlerinin veya araştırma konularının incelenmesi için nümerik veya fiziksel deney tasarlayabilmek ve uygulayabilmek, veri toplamak ve sonuçları analiz ederek yorumlayabilmek. 1
6) Biyomedikal Mühendisliğini ilgilendiren problemlerde bireysel ve ilgili çok disiplinli takımlarda etkin biçimde çalışabilmek. 1
7) Türkçe sözlü ve yazılı etkin iletişim kurma becerisi kazanmış olmak, Biyomedikal mühendisliği alanındaki yenilikleri takip edebilecek düzeyde İngilizce dil bilgisi (Avrupa Dil Portföyü B1 genel düzeyi) kazanmış olmak; etkin rapor yazma ve yazılı raporları anlama, tasarım ve üretim raporları hazırlayabilmek, etkin sunum yapabilmek, açık ve anlaşılır talimat verme ve alma becerisi kazanmış olmak. 3
8) Yaşam boyu öğrenmenin gerekliliği bilinci; bilgiye erişebilme, bilim ve teknolojideki gelişmeleri izleme ve kendini sürekli yenileme becerilerine sahip olmak. 1
9) Biyomedikal mühendisliği etik ilkelerine uygun davranmanın önemi ve mesleki sorumluluk ve etik sorumluluk bilinci ile biyomedikal mühendisliği uygulamalarında kullanılan standartlar hakkında bilgi sahibi olmak 1
10) Proje yönetimi, risk yönetimi ve değişiklik yönetimi gibi, iş hayatındaki uygulamalar hakkında bilgi; girişimcilik, yenilikçilik hakkında farkındalık; sürdürülebilir kalkınma hakkında bilgi sahibi olmak. 1
11) Biyomedikal Mühendisliği uygulamalarının evrensel ve toplumsal boyutlarda sağlık, çevre ve güvenlik üzerindeki etkileri ve çağın mühendislik alanına yansıyan sorunları hakkında bilgi sahibi olmak; Biyomedikal mühendisliği çözümlerinin hukuksal sonuçları hakkında farkındalık sahibi olmak. 4