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Academic Year/course: 2023/24

633 - Master's Degree in Biomedical Engineering

69718 - Medical robotics and robotic exoskeletons


Syllabus Information

Academic year:
2023/24
Subject:
69718 - Medical robotics and robotic exoskeletons
Faculty / School:
110 - Escuela de Ingeniería y Arquitectura
Degree:
633 - Master's Degree in Biomedical Engineering
ECTS:
3.0
Year:
1
Semester:
Second semester
Subject type:
Optional
Module:
---

1. General information

In recent years there have been substantial advances in the field of assistive robotics and medical robotics. In relation to assistive robotics, it will be oriented to the modelling and control of robotic exoskeletons, such as orthoses and prostheses. The subject is multidisciplinary, since it covers robot modelling, motion generation, control of polyarticulated mechanisms, and processing and adaptation of biosignals for device control. The applications have a growing social interest, since they are mainly oriented to people with motor disabilities. There is also a clear professional interest since these technologies currently provide automation and robotization tools that are very useful in medical applications.

The Sustainable Development Goals are: Goal 3; Goal 4, Objectives 4.4, 4.5 Goal 9, Objectives 9.4, 9.5; Goal 11, Objective 11.2.

2. Learning results

  • To be able to model polyarticulated systems, such as manipulator robots and exoskeletons.
  • To be able to perform the simple design of the control system of a manipulator robot, in particular of robotic exoskeletons.
  • To be able to understand the origin and mechanisms of generation and processing of biosignals, in particular EEG (electroencephalographic) and EMG (electromyographic).
  • To be able to understand bio-inspired models to generate control signals from biosignals.
  • To know the different applications of robotics in the biomedical and healthcare field.

3. Syllabus

  • Introduction to robotics. Manipulation robotics. Mobile robotics. Medical robotics. Applications.
  • Modelling of a robot manipulator mechanism, trajectory generation, kinematic and dynamic motion control.
  • Robotic exoskeletons. Application of manipulation robotics techniques to the control of exoskeletons.
  • EEG and EMG biosignal filtering and processing.
  • Control of exoskeletons from EEG and EMG biosignals.

4. Academic activities

Lectures: sessions where the professor will explain the subject´s topics: 15 hours.

Problems and cases: sessions to solve exercises and practical cases presented by the teacher: 6 hours

Laboratory practice: practical sessions in the laboratory: 9 hours

Study of the subject, assignments: 42 hours

Assessment tests (3 hours).

5. Assessment system

-  Exam(30% of the grade, minimum 5 out of 10).

-  Assignments and evaluable activities(50% of the grade). The evaluation of the work will be based on the report submitted.

Laboratory practice (10% of the grade, minimum 5 out of 10). The assessment of the practical sessions will be done through the reports presented, as well as the work done in the laboratory.

-  Oral presentations(10% of the grade). Presentation of results of exercises, works and practices and answering questions about them.

In order to pass the subject, the4 evaluation activities must be completed.

-  Global test(official examinations, 100% of the grade, minimum 5 out of 10). The overall test includes:

  • Exam(40% of the grade, minimum 5 out of 10). It will contain questions related to theoretical contents, case studies and laboratory practices.
  • Assignments and evaluable activities(50% of the grade). The evaluation of the work will be based on the report submitted.
  • Laboratory practice (10% of the grade, minimum 5 out of 10). The evaluation of the practical sessions will be based on the report submitted.

 


Curso Académico: 2023/24

633 - Máster Universitario en Ingeniería Biomédica

69718 - Robótica médica y exoesqueletos robotizados


Información del Plan Docente

Año académico:
2023/24
Asignatura:
69718 - Robótica médica y exoesqueletos robotizados
Centro académico:
110 - Escuela de Ingeniería y Arquitectura
Titulación:
633 - Máster Universitario en Ingeniería Biomédica
Créditos:
3.0
Curso:
1
Periodo de impartición:
Segundo semestre
Clase de asignatura:
Optativa
Materia:
---

1. Información básica de la asignatura

En los últimos años ha habido sustanciales avances en el campo de la Robótica asistencial y en la Robótica médica. En relación con la robótica asistencial se orientará al modelado y control de exoesqueletos robotizados, como órtesis y prótesis. La asignatura es multidisciplinar, ya que abarca desde el modelado de robots, la generación del movimiento, el control del mecanismos poliarticulados, y el procesamiento y adaptación de bioseñales para el control del dispositivo. Las aplicaciones tienen un creciente interés social, dado que están fundamentalmente orientadas a personas con discapacidades motoras, y por otro lado un claro interés profesional en cuanto estas tecnologías proporcionan actualmente herramientas de automatización y robotización muy útiles en aplicaciones médicas.

Los Objetivos de Desarrollo Sostenible son: Objetivo3; Objetivo4, Metas 4.4, 4.5 Objetivo 9, Metas 9.4, 9.5; Objetivo 11, meta 11.2.

2. Resultados de aprendizaje

  • Es capaz de modelar sistemas poliarticulados, como son los robots manipuladores y exoesqueletos.
  • Es capaz de realizar el diseño sencillo del sistema de control de un robot manipulador, en particular de exoesqueletos robotizados.
  • Es capaz de comprender el origen y los mecanismos de generación y procesamiento de las bioseñales, en particular EEG (electroencefalogáficas) y EMG (electromiográficas).
  • Es capaz de comprender los modelos bioinspirados para generar las señales de control a partir de bioseñales.
  • Conoce las diferentes aplicaciones de  la Robótica en el ámbito biomédico y asistencial.

3. Programa de la asignatura

  • Introducción a la Robótica. Robótica de manipulación. Robótica móvil. Robótica médica. Aplicaciones.
  • Modelado de un mecanismo robot manipulador, generación de trayectorias, control cinemático y dinámico del movimiento.
  • Exoesqueletos robotizados. Aplicación de las técnicas de la robótica de manipulación al control de exoesqueletos.
  • Filtrado y procesamiento de bioseñales EEG y EMG.
  • Control de exoesqueletos a partir de bioseñales EEG y EMG.

4. Actividades académicas

Clases magistrales: sesiones con el profesor en las que se explicará el temario de la asignatura: 15 horas

Problemas y casos: sesiones de resolución de ejercicios y casos prácticos planteados por el profesor: 6 horas

Prácticas de laboratorio: sesiones prácticas en el laboratorio: 9 horas

Estudio de la materia, trabajos: 42 horas

Pruebas de evaluación: 3 horas

5. Sistema de evaluación

- Examen (30% de la nota, mínimo 5 sobre 10).

- Trabajos y actividades evaluables (50% de la nota). La evaluación de los trabajos se realizará a través de la memoria presentada.

- Prácticas de laboratorio (10% de la nota, mínimo 5 sobre 10). La evaluación de las prácticas se realizará a través de la memoria de las mismas y del trabajo realizado en el laboratorio.

- Presentaciones orales (10% de la nota). Presentación de resultados de ejercicios, trabajos y prácticas y contestación de preguntas sobre los mismos.

Para aprobar la asignatura se deberán realizar las 4 actividades de evaluación.

- Prueba global (convocatorias oficiales, 100% de la nota, mínimo 5 sobre 10). La prueba global incluye:

  • Examen (40% de la nota, mínimo 5 sobre 10). Contendrá cuestiones relativas a los contenidos teóricos, casos de estudio y prácticas de laboratorio.
  • Trabajos y actividades evaluables (50% de la nota). La evaluación de los trabajos se realizará a través de la memoria presentada.
  • Prácticas de laboratorio (10% de la nota, mínimo 5 sobre 10). La evaluación de las prácticas se realizará a través de la memoria presentada.