Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Telerobotyka i roboty medyczne
Tok studiów:
2019/2020
Kod:
RAIR-2-304-RT-s
Wydział:
Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Poziom studiów:
Studia II stopnia
Specjalność:
Robotyka
Kierunek:
Automatyka i Robotyka
Semestr:
3
Profil:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma studiów:
Stacjonarne
Strona www:
 
Prowadzący moduł:
dr hab. inż, prof. AGH Cieślik Jacek (cieslik@agh.edu.pl)
Treści programowe zapewniające uzyskanie efektów uczenia się dla modułu zajęć

Podstawy robotyki medycznej i budowy wybranych typów robotów medycznych oraz stosowanych narzędzi laparoskopowych. Zasady wykonywania operacji w chirurgii minimalnie inwazyjnej. Tor wizyjny, stereowizja, sprzężenie wizyjno-ruchowe. Zasady prowadzenia operacji na odległość (telerobotyka). Roboty rehabilitacyjne, opiekuńcze, roboty asystenci chirurga. Sterylizacja narzędzi chirurgicznych. Czujniki i systemy pomiarowe w robotyce medycznej. Metody i oprogramowanie do planowania trajektorii robotów.

Opis efektów uczenia się dla modułu zajęć
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Powiązania z KEU Sposób weryfikacji i oceny efektów uczenia się osiągniętych przez studenta w ramach poszczególnych form zajęć i dla całego modułu zajęć
Wiedza: zna i rozumie
M_W001 Znajomość podstaw robotyki medycznej i budowy wybranych typów robotów medycznych oraz stosowanych narzędzi laparoskopowych. Znajomość zasad operacji na odległość (telerobotyka). Znajomość zasad planowania trajektorii dla wieloczłonowych narzędzi robotów. AIR2A_W06, AIR2A_W05, AIR2A_W04, AIR2A_W01, AIR2A_W02 Aktywność na zajęciach,
Kolokwium,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Wynik testu zaliczeniowego
Umiejętności: potrafi
M_U001 Znajomość podstaw robotyki medycznej i budowy wybranych typów robotów medycznych oraz stosowanych narzędzi laparoskopowych. Znajomość zasad operacji na odległość (telerobotyka). AIR2A_U03, AIR2A_U01, AIR2A_U07, AIR2A_U05, AIR2A_U02 Aktywność na zajęciach,
Kolokwium,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Wynik testu zaliczeniowego
M_U002 Umiejętność planowania trajektorii dla wieloczłonowych narzędzi robotów. AIR2A_U06 Wykonanie projektu,
Wynik testu zaliczeniowego
Kompetencje społeczne: jest gotów do
M_K001 Znajomość podstaw robotyki medycznej i budowy wybranych typów robotów medycznych oraz stosowanych narzędzi laparoskopowych. Znajomość zasad operacji na odległość (telerobotyka). Znajomość zasad planowania trajektorii dla wieloczłonowych narzędzi robotów. Umiejętność przekazania poprawnej informacji z zakresu robotyki medycznej. AIR2A_K01 Aktywność na zajęciach,
Kolokwium,
Udział w dyskusji,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Zaangażowanie w pracę zespołu
Liczba godzin zajęć w ramach poszczególnych form zajęć:
SUMA (godz.)
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
30 10 0 20 0 0 0 0 0 0 0 0
Matryca kierunkowych efektów uczenia się w odniesieniu do form zajęć i sposobu zaliczenia, które pozwalają na ich uzyskanie
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Forma zajęć dydaktycznych
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
Wiedza
M_W001 Znajomość podstaw robotyki medycznej i budowy wybranych typów robotów medycznych oraz stosowanych narzędzi laparoskopowych. Znajomość zasad operacji na odległość (telerobotyka). Znajomość zasad planowania trajektorii dla wieloczłonowych narzędzi robotów. + - + - - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 Znajomość podstaw robotyki medycznej i budowy wybranych typów robotów medycznych oraz stosowanych narzędzi laparoskopowych. Znajomość zasad operacji na odległość (telerobotyka). + - + - - - - - - - -
M_U002 Umiejętność planowania trajektorii dla wieloczłonowych narzędzi robotów. + - + - - - - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 Znajomość podstaw robotyki medycznej i budowy wybranych typów robotów medycznych oraz stosowanych narzędzi laparoskopowych. Znajomość zasad operacji na odległość (telerobotyka). Znajomość zasad planowania trajektorii dla wieloczłonowych narzędzi robotów. Umiejętność przekazania poprawnej informacji z zakresu robotyki medycznej. + - + - - - - - - - -
Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 50 godz
Punkty ECTS za moduł 2 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 30 godz
Przygotowanie do zajęć 20 godz
Szczegółowe treści kształcenia w ramach poszczególnych form zajęć (szczegółowy program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład (10h):

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 robotów. Struktury kinematyczne ramion manipulatorów robotów medycznych, struktury kinematyczne i mechanizmy kiści, narzędzia chirurgiczne. Metody planowania operacji z użyciem robotów medycznych. Metody oceny własności, dokładności i bezpieczeństwa robotów medycznych. Układy sensoryczne narzędzi chirurgicznych. Układy wymiany narzędzi – uchwyty i magazyny. Chwytaki i narzędzia wielozadaniowe o strukturze ludzkiej dłoni. Kierunki rozwoju robotyki medycznej.

Ćwiczenia laboratoryjne (20h):

Budowa i działanie robotów o strukturze antropomorficznej oraz typu SCARA. Języki programowania robotów.
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, 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.

Pozostałe informacje
Metody i techniki kształcenia:
  • Wykład: Treści prezentowane na wykładzie są przekazywane w formie prezentacji multimedialnej w połączeniu z klasycznym wykładem tablicowym wzbogaconymi o pokazy odnoszące się do prezentowanych zagadnień.
  • Ćwiczenia laboratoryjne: W trakcie zajęć laboratoryjnych studenci samodzielnie rozwiązują zadany problem praktyczny, dobierając odpowiednie narzędzia. Prowadzący stymuluje grupę do refleksji nad problemem, tak by otrzymane wyniki miały wysoką wartość merytoryczną.
Warunki i sposób zaliczenia poszczególnych form zajęć, w tym zasady zaliczeń poprawkowych, a także warunki dopuszczenia do egzaminu:

Udział w zajęciach laboratoryjnych jest obowiązkowy. Prezentacja sprawozdania zakończona dyskusją i uzyskaniem pozytywnej oceny prowadzącego zajęcia.

Zasady udziału w zajęciach:
  • Wykład:
    – Obecność obowiązkowa: Nie
    – Zasady udziału w zajęciach: 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.
  • Ćwiczenia laboratoryjne:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: 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.
Sposób obliczania oceny końcowej:

Ocena końcowa jest obliczana jako średnia ważona ocen z kolokwium zaliczeniowego i laboratorium.

Sposób i tryb wyrównywania zaległości powstałych wskutek nieobecności studenta na zajęciach:

Dopuszczalne są dwie nieobecności usprawiedliwione na zajęciach laboratoryjnych. Sposób wyrównania zaległości i zaliczenia nieobecności na zajęciach laboratoryjnych ustala każdorazowo prowadzący zajęcia laboratoryjne.

Wymagania wstępne i dodatkowe, z uwzględnieniem sekwencyjności modułów :

Wymagana znajomość Mechaniki, Teorii maszyn i mechanizmów, Podstaw Automatyki, Podstaw Robotyki

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

Buchacz A. red: Szkielety hipergrafów w modelowaniu, badaniu i pozycjonowaniu manipulatorów robotów oraz podzespołów maszyn, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2000.
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 robotów. 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 2007.
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 1990.
Verdonck P.: Advances in biomedical engineering. Elsevier 2009.

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

Nie podano dodatkowych publikacji

Informacje dodatkowe:

Brak