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Júpiter - Sistema de Gestão Acadêmica da Pró-Reitoria de Graduação

Escola Politécnica

Eng Mecatrônica Sist Mecânicos

Disciplina: PMR3540 - Robótica Médica

Medical Robotics

Créditos Aula:	4
Créditos Trabalho:	0
Carga Horária Total:	60 h
Tipo:	Semestral
Ativação:	01/01/2019	Desativação:

Objetivos

Apresentar sistemas robóticos de aplicação médica. 
Fornecer os conceitos básicos para o desenvolvimento de sistemas robóticos para terapias físicas, reabilitação e compensação funcional.

Introduce robotic systems for medical applications. Consider safety and human robot interaction. Provide the basic concepts for the design and development of robotic systems for physical therapies and functional rehabilitation and compensation.

Docente(s) Responsável(eis)

	7027552 - Arturo Forner Cordero
	66049 - Oswaldo Horikawa
	54400 - Tarcisio Antonio Hess Coelho

Programa Resumido

1 - Introdução aos robôs de uso médico: aplicação, tecnologias, estudo de caso;
2 - Análise dinâmica de manipuladores: cinemática direta e inversa de manipuladores robóticos, dinâmica de manipuladores robóticos, estudo de caso;
3 - Robôs paralelos: Análise dinâmica, aplicações em robótica médica 
4 - Robôs cirúrgicos: estudo de caso, análise do espaço de trabalho;
5 - Robôs para reabilitação: sistemas de robôs para reabilitação, realidade virtual e aumentada na reabilitação, estudo de caso;
6 - Robôs assistivos: classificação de robôs assistivos.
7 - Órteses e próteses mecatrônicas.
8 - Interfaces homem-máquina.
9 - Estudo de casos: projeto de uma mão protética, coração artificial

1) Introduction to medical robotics: Applications, Technologies, Case-study; 2)Mechanical basis for dynamic analysis of manipulators: Direct and inverse kinematics in robotic manipulators robots, Robot dynamics, case-study; 3) Parallel robots: Dynamic analysis, applications in medical robotics. 4) Surgical robotics: Case-study: Workspace analysis; 5) Rehabilitation robotics: Robotic rehabilitation systems, Virtual reality in Rehabilitation, case-study; 6) Assistive robotics: Classification of assistive robots, 7) Mechatronic orthosis and prosthesis. Implanted devices. 8) Human-machine interfaces (BCI, EMG based interfaces). 9) Case-study: Hand prosthesis design, artificial heart;

Programa

O programa consiste de aulas expositivas, aulas de exercícios e seminários sobre tópicos especiais apresentados pelos alunos seguidos de debates. Sempre que possível a teoria será ilustrada com demonstrações experimentais em laboratório. As aulas serão dadas em inglês caso seja concordância de todos os alunos. 
A teoria consiste de:
1 - Introdução aos robôs de uso médico: aplicação, tecnologias, estudo de caso;
2 - Análise dinâmica de manipuladores: cinemática direta e inversa de manipuladores robóticos, dinâmica de manipuladores robóticos, estudo de caso;
3 - Robôs paralelos: Análise dinâmica, aplicações em robótica médica 
4 - Robôs cirúrgicos: estudo de caso, análise do espaço de trabalho;
5 - Robôs para reabilitação: sistemas de robôs para reabilitação, realidade virtual e aumentada na reabilitação, estudo de caso;
6 - Robôs assistivos: classificação de robôs assistivos.
7 - Órteses e próteses mecatrônicas.
8 - Interfaces homem-máquina.
9 - Estudo de casos: projeto de uma mão protética, coração artificial

The course will consist of lectures, with exercises solved during the lectures and possibly some discussion classes of special topics involving oral presentations by the students. When feasible, lab demonstrations can be arranged. The content is presented below. The lectures could be given in English if there is an agreement with all the students. 1) Introduction to medical robotics: Applications, Technologies, Case-study; 2)Mechanical basis for dynamic analysis of manipulators: Direct and inverse kinematics in robotic manipulators robots, Robot dynamics, case-study; 3) Parallel robots: Dynamic analysis, applications in medical robotics. 4) Surgical robotics: Case-study: Workspace analysis; 5) Rehabilitation robotics: Robotic rehabilitation systems, Virtual reality in Rehabilitation, case-study; 6) Assistive robotics: Classification of assistive robots, 7) Mechatronic orthosis and prosthesis. Implanted devices. 8) Human-machine interfaces (BCI, EMG based interfaces). 9) Case-study: Hand prosthesis design, artificial heart;

Avaliação

Método

Provas escritas e trabalhos envolvendo redação, projeto e apresentação oral.

Critério

Média de provas e trabalhos.

Norma de Recuperação

Uma prova escrita.

Bibliografia

1.	Robótica Médica. Consorcio Opensurg. Cyted. 2013. (http://roboticamedica.umh.es)
2.	Introduction to Robotics, J.J. Craig. Pearson. 2005. 3rd Edition.
3.	Mecanismos, Máquinas & Robôs: uma abordagem unificada para análise e síntese. Carvalho, J.C.M.; Ibrahim, R.C.; COELHO, T.A.H.   Rio de Janeiro: Elsevier, 1a.  Edição, 2018, 327p.
4.	Wearable Robots: Biomechatronic Exoskeletons. Editor: J. L. Pons (2008) John Wiley & Sons, Ltd.
Chapter 3. Kinematics and dynamics of wearable robots. A. Forner–Cordero, J.L. Pons, E.A. Turowska.
5.	Modelling and Control of Robot Manipulators. Sciavicco, L., B. Siciliano. Springer-Verlag. 2005.
6.	D. Farina, W. Jensen & M. Akay; Introduction to Neural Engineering for Motor Rehabilitation. IEEE/Wiley, 2013
7.	Artigos da literatura especializada / papers

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