DEPARTAMENTO DE FÍSICA

 

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Ano letivo: 2004-2005
Specification sheet
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Specific details
course codecycle os studiesacademic semestercredits ECTSteaching language
26pt


Learning goals
Projecto de arquitecturas de controlo para robótica minimamente invasiva
Projecto de arquitecturas de controlo para tele-medicina robótica
Avaliação de robôs médicos
Syllabus
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







Prerequisites
Sinais e Sistemas, Fundamentos de Robótica e Biónica


Generic skills to reach
. Competence in analysis and synthesis;
. Competence to solve problems;
. Critical thinking;
. Creativity;
. Research skills;
. Competence in understanding the language of other specialists;
. Competence in autonomous learning;
(by decreasing order of importance)
Teaching hours per semester
lectures28
laboratory classes20
tutorial guidance28
total of teaching hours76

Assessment
Laboratory or field work33 %
Research work33 %
Assessment Tests33 %

Bibliography of reference

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.


Teaching method

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












Resources used

Dispositivos hapticos e manipuladores robóticos redundantes ultra-leves.