DEPARTAMENTO DE FÍSICA

 

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Ano letivo: 2006-2007
Especificação técnica - ficha curricular
N.B. estas fichas estão definidas apenas desde 2007 (acordo de Bolonha).

Elementos especificos
código da disciplinaciclo de estudossemestre lectivocréditos ECTSlíngua de ensino
26pt


Objectivos formativos
Projecto de arquitecturas de controlo para robótica minimamente invasiva
Projecto de arquitecturas de controlo para tele-medicina robótica
Avaliação de robôs médicos
Programa genérico mínimo
Capítulo 1: Introdução à Robótica Médica
Tecnologias assistidas
Robótica de reabilitação
Robótica cirúrgica
Robótica não cirúrgica
Perspectiva histórica e estado da arte
Perspectivas futuras

Capítulo 2: Projecto de Manipuladores Cirúrgicos
Níveis de segurança
-Hardware
-Software
Manipuladores com configuração em série e paralelo
Restrições cinemáticas específicas
Directivas Europeias
Cirúrgia micro-invasiva
-Fórmula de Gruebler
-Juntas passivas e activas
-Centro de rotação remoto
- Paralelogramo mágico
- Sistemas mecatrónicos Master-Slave
- Exemplos (Sistema Da Vinci)

Capítulo 3: Controlo de Movimento e Controlo de Força em Robótica Médica
Técnicas de controlo PID
Técnicas de controlo em espaço de estados
-Fórmula de Ackermann
Técnicas de estimação de estados: Observadores; Filtro de Kalman
- Observador de Kalman Activo (*)
Introdução ao controlo não linear
Controlo de Movimento
- Controlo no espaço das juntas
-Controlo no espaço operacional
(Controlo PID, linearização e controlo desacoplado, controlo com dinâmica inversa, controlo centralizado e descentralizado)
Controlo de Força
- Controlo indirecto de força (controlo complacente, controlo de impedância)
-Controlo directo de força (controlo híbrido posição/força, controlo com malha exterior de força)
-Projecto de controladores null space/task space para cirurgia minimamente invasiva (*)
- Exemplos

Capítulo 4: Telemanipulação Haptica

Arquitecturas de tele-controlo haptico
- Telepresença
- Estabilidade
- Robustez
- Estimação de parâmetros de contacto (*)
Exemplos







Pré-requisitos
Sinais e Sistemas, Fundamentos de Robótica e Biónica


Competências genéricas a atingir
. Competência em análise e síntese;
. Competência para resolver problemas;
. Competência em raciocínio crítico;
. Criatividade;
. Competência em investigar;
. Competência em entender a linguagem de outros especialistas;
. Competência em aprendizagem autónoma;
(por ordem decrescente de importância)
Horas lectivas semestrais
aulas teóricas28
aulas práticas laboratoriais20
orientação tutorial28
total horas lectivas76

Método de avaliação
Trabalho laboratorial ou de campo33 %
Trabalho de investigação33 %
Frequência33 %

Bibliografia de referência

1. Modeling, Identification and Control of Robots, W. Khalil and E. Dombre, HPS 2002.
2. Modeling and Control of Robot Manipulators, Sciavicco and Siciliano, Springer, 2000.


Método de ensino

Aulas magistrais, com recurso a instrumentos audiovisuais (teóricas).
Aulas laboratoriais com simulação e testes experimentais.












Recursos específicos utilizados

Dispositivos hapticos e manipuladores robóticos redundantes ultra-leves.