Basic information
- Field of study
- Biomedical Engineering
- Major
- Biomechanics and Robotics
- Organisational unit
- Faculty of Electrical Engineering, Automatics, Computer Science and Biomedical Engineering
- Study level
- Second-cycle (engineer) programme
- Form of study
- Full-time studies
- Profile
- General academic
- Didactic cycle
- 2025/2026
- Course code
- EIBMBRS.IIi1.01565.25
- Lecture languages
- Polish
- Mandatoriness
- Obligatory
- Block
- General Modules
- Course related to scientific research
- Yes
|
Period
Semester 1
|
Method of verification of the learning outcomes
Completing the classes
Activities and hours
Lectures:
14
Auditorium classes: 14 Laboratory classes: 14 |
Number of ECTS credits
4
|
Goals
| C1 | Celem modułu jest poznanie budowy typowych biomedycznych konstrukcji mechatronicznych oraz nabycie umiejętności projektowania i symulacji urządzeń biomedycznych w środowisku programów CAD i FEM. Celem modułu jest integracja wiedzy medycznej z metodami projektowania i prototypowania w celu budowy innowacyjnego sprzętu medycznego |
Course's learning outcomes
| Code | Outcomes in terms of | Learning outcomes prescribed to a field of study | Methods of verification |
| Knowledge – Student knows and understands: | |||
| W1 | Ma podstawową wiedzę z zakresu modelowania układów biologicznych i technicznych oraz inżynierskich metod obliczeniowych | IBM2A_W01, IBM2A_W09 | Activity during classes, Execution of exercises, Execution of a project, Report, Test results, Oral answer |
| W2 | Ma wiedzę dotyczącą projektowania podstawowych zespołow urządzeń medycznych i rehabilitacyjnych i ich bezpiecznego użytkowania | IBM2A_W01, IBM2A_W08 | Activity during classes, Execution of exercises, Execution of a project, Report, Test results, Oral answer |
| Skills – Student can: | |||
| U1 | Ma umiejętności twórczego powiązania wiedzy medycznej z metodami projektowania i prototypowania w celu budowy innowacyjnego sprzętu medycznego | IBM2A_U05, IBM2A_U06 | Activity during classes, Execution of exercises, Execution of a project, Report, Involvement in teamwork, Test results, Oral answer |
| Social competences – Student is ready to: | |||
| K1 | Ma umiejętność poszukiwania nowych rozwiązań pomagających rozwiązywać problemy pacjenta i personelu medycznego | IBM2A_K01, IBM2A_K04 | Activity during classes, Execution of exercises, Execution of a project, Report, Involvement in teamwork, Oral answer |
Student workload
| Activity form | Average amount of hours* needed to complete each activity form | |
| Lectures | 14 | |
| Auditorium classes | 14 | |
| Laboratory classes | 14 | |
| Realization of independently performed tasks | 32 | |
| Examination or final test/colloquium | 2 | |
| Preparation of project, presentation, essay, report | 25 | |
| Student workload |
Hours
101
|
|
| Workload involving teacher |
Hours
42
|
|
* hour means 45 minutes
Program content
| No. | Program content | Course's learning outcomes | Activities |
| 1. |
1. Cel, metody analizy oraz projektowania konstrukcji biomechanicznych i biomechatronicznych. 2. Modelowanie mechatroniczne na przykładzie ortez. 3. Pomiarowe systemy rozproszone i wbudowane w konstrukcjach sprzętu medycznego. 4. Typowe podukłady spotykane w konstrukcjach bioinżynieryjnych. Połączenia komponentów mechanicznych. 5. Modele dynamiczne układów biomechanicznych. 6. Analiza układów biomechanicznych z wykorzystaniem metody elementów skończonych. Stan naprężenia i stan odkształcenia.: Siły zewnętrzne i wewnętrzne. Naprężenia. Materiał rzeczywisty i jego idealizacja. Ciała izotropowe i anizotropowe. Płaski stan naprężenia. Koło Mora. Kierunki główne i naprężenia główne. Maksymalne naprężenia styczne. Zmiana objętości i kształtu. 7. Wybrane technologie wytwarzania konstrukcji biomechanicznych, metody szybkiego prototypowania, wybrane przykłady technologii na przykładzie wykonywania indywidualnych implantów medycznych. |
W1, W2, U1, K1 | Lectures |
| 2. |
1. Tworzenie koncepcji i prostych modeli sprzętu rehabilitacyjnego 2. Kryteria oceny i synteza struktury układu 3. Synteza struktury układu biomedycznego z wykorzystaniem baz elementów znormalizowanych i komercyjnych podukładów. 4. Analiza i symulacja ruchu układów biomechanicznych: kinematyka i dynamika ruchu 5. Analiza stanu naprężenia i odkształcenia układów biomechanicznych z wykorzystaniem modeli MES. 6. Parametryzacje elementu. Optymalizacja jedno i wielokryterialna 7. Tworzenie dokumentacji 2D i 3D konstrukcji sprzętu rehabilitacyjnego |
W1, W2, K1 | Auditorium classes |
| 3. |
W ramach zajęć laboratoryjnych zrealizowany zostanie projekt urządzenia wspomagającego układ mięśniowo-szkieletowy człowieka. Projekt obejmuje przegląd artykułów, propozycję koncepcji urządzenia, modelowanie bryłowe elementów mechanicznych, wybór podukładów elektronicznych, analizę działania prototypu i optymalizację konstrukcji. |
W1, W2 | Laboratory classes |
Extended information/Additional elements
Teaching methods and techniques :
Simulation (event scenarios, VR/AR), Demonstration, Problem Based Learning, Lectures, Discussion, E-learning, Case study, Group work, Design thinking, Project Based Learning
| Activities | Methods of verification | Credit conditions |
|---|---|---|
| Lectures | Activity during classes, Test results | zgodnie z regulaminem studiów |
| Audit. classes | Activity during classes, Execution of exercises, Report, Oral answer | zgodnie z regulaminem studiów |
| Lab. classes | Activity during classes, Execution of a project, Involvement in teamwork, Oral answer | zgodnie z regulaminem studiów |
Rules of participation in given classes, indicating whether student presence at the lecture is obligatory
Lectures: Studenci uczestniczą w zajęciach poznając kolejne treści nauczania zgodnie z syllabusem przedmiotu. Studenci winni na bieżąco zadawać pytania i wyjaśniać wątpliwości. Rejestracja audiowizualna wykładu wymaga zgody prowadzącego. Auditorium classes: Studenci przystępując do ćwiczeń są zobowiązani do przygotowania się w zakresie wskazanym każdorazowo przez prowadzącego (np. w formie zestawów zadań). Ocena pracy studenta może bazować na wypowiedziach ustnych lub pisemnych w formie kolokwium, co zgodnie z regulaminem studiów AGH przekłada się na ocenę końcową z tej formy zajęć. Laboratory classes: Studenci wykonują ćwiczenia laboratoryjne zgodnie z materiałami udostępnionymi przez prowadzącego. Student jest zobowiązany do przygotowania się w przedmiocie wykonywanego ćwiczenia, co może zostać zweryfikowane kolokwium w formie ustnej lub pisemnej. Zaliczenie zajęć odbywa się na podstawie zaprezentowania rozwiązania postawionego problemu. Zaliczenie modułu jest możliwe po zaliczeniu wszystkich zajęć laboratoryjnych.
Literature
Obligatory- Osiński Z.: Podstawy konstrukcji maszyn
- Dokumentacja on line; Fusion 360, Inventor, Ansys, Strand7
- Dobrzański T.: Rysunek techniczny maszynowy.
- M. Niezgodziński T. Niezgodziński: Wytrzymałość materiałów - WNT - Warszawa
- Nizioł J.: Mechanika techniczna, Warszawa, 2005.
- Uhl T.: Projektowanie mechatroniczne. Zagadnienia wybrane. Katedra Robotyki i Dynamiki Maszyn, Akademia Górniczo – Hutnicza w Krakowie, Kraków 2002.
- Wojnarowski J., Nowak A.: Mechanika manipulatorów – robotów. Wyd. Politechniki Śląskiej, Gliwice, 2007.
- Maciej Paszyński.: Klasyczna i izogeometryczna metoda elementów skończonych 2022 skrytp AGH on-line
Scientific research and publications
Publications- Publikacje naukowe osoby prowadzącej projekt dostępne są w Bibliografii Publikacji Pracowników AGH (https://bpp.agh.edu.pl/)