Fundamentos de Robótica e Biónica

Ano
0
Ano lectivo
2020-2021
Código
02007759
Área Científica
Engenharia Biomédica
Língua de Ensino
Português
Modo de Ensino
Presencial
Duração
Semestral
Créditos ECTS
6.0
Tipo
Opcional
Nível
2º Ciclo - Mestrado

Conhecimentos de Base Recomendados

N.A.

Métodos de Ensino

Nas aulas teóricas são expostos os assuntos do programa de forma detalhada, motivando os alunos para complementarem esses mesmos assuntos em casa.
As aulas teórico-práticas são divididas entre a análise e resolução de problemas, e a componente laboratorial onde os alunos devem experimentar e resolver situações de problemas reais, programação de aplicações remotas, de robótica, integração sensorial, etc. Serão sempre utilizados exemplos na área biomédica, seja ela laboratorial, apoio ao diagnóstico, etc.
Todos os alunos devem realizar um projecto que é parte significativa da nota final.

Resultados de Aprendizagem

Esta disciplina tem por objectivo introduzir os fundamentos de robótica, para alunos das áreas biomédicas. Dar formação de base em modelização cinemática, dinâmica, aspectos de controlo digital e sistemas de controlo de equipamentos robotizados, bem como, de redes de comunicação e protocolos usados nos vários subsistemas e programação local e remota. Estes aspectos são acompanhados por uma forte componente prática.
A disciplina fornece ainda formação sobre sistemas avançados usados em robótica médica. A biónica é tratada com algum detalhe, tendo ainda em consideração que as questões dos materiais e bio-compatibilidade são essenciais.
No final os alunos devem ser capazes de modelar e analisar sistemas robóticos, interpretar as suas equações de movimento, estudar os mecanismos de controlo, perceber o que está envolvido em termos de redes, programação, segurança, controlo de contacto, etc. A biónica é explorada como forma de aplicação da mecânica e electrónica à medicina.

Estágio(s)

Não

Programa

Fundamentos de Robótica
Robótica Moderna: Robôs Manipuladores
Mecânica de Robôs Manipuladores: Posição e Orientação; Cinemática Directa e Inversa; Velocidades e ForçasEstáticas; Singularidades; Dinâmica; Modelização em Matlab da cinemática e dinâmica de um manipulador
Controlo de Robôs Manipuladores: Trajectórias; Controlo digital: elementos sobre síntese, sintonia e análise de controladores PID; Estruturas; Sensores
Programação de Robôs Manipuladores: Linguagens; Programação off-line e on-line; Acesso remoto: monitorização e supervisão.
Fundamentos de Biónica
Sistemas de interface homem-máquina.
Utilização de mecanismos robóticos para estender as capacidades humana. Modelização cinemática/dinâmica de uma mão de três dedos.
Comunicação e protocolos: segurança. Telemanipulação.
Integração com outros elementos da célula biomédica.
Revisão de sistemas avançados de robótica: controlo de força, sistemas de visão, aplicações em ambientes limpos/laboratoriais, Automated Guided Vehicles.

Métodos de Avaliação

Avaliação
Projecto: 100.0%

Bibliografia

Introduction to Robotics: Mechanics and Control Intrudução à Robótica. Teoria e principios fisicos e matemáticos de robótica industrial. Algoritmos de controlo. JJ Craig, Addison-Wesley, Reading, Mass., 1989.

Modeling and Control of Robot Manipulators Intrudução à modelação e controlo de robôs Manipuladores Robotics, Control, Sensing, Vision and Intelligence Principios de robótica, controlo, sensores, visão e inteligencia. Fu, Gonzalez e Lee.

Industrial Robots Programming, Building Applications for the Factories of the Future, J. Norberto Pires, Springer, 2006.