laatst gewijzigd 23/02/2006

Vakcode: wb2407
Vaknaam: Bewegingssturing van de mens

Het betreft een College
ECTS studiepunten: 4

Faculteit der Werktuigbouwkunde en Maritieme Techniek
Docent(en): Helm, prof.dr. F.C.T. van der, e.a.

Tel.: 015-27 85616

Trefwoorden:
Biomechanica, biofysica, kinematica, bewegingssturing van de mens, bewegingsregistratie, robotica, spierskeletsystemen, biomedische technologie.

Cursusjaar: MSc 1e jaar
Periode
: 1A, 1B
Coll.uren p/w: 2
Andere uren: -
Toetsvorm: Schriftelijk
Tentamenperiode:

(zie jaarindeling)

Voorkennis: wb2206, wb2302
Wordt vervolgd door: -
Uitgebreide beschrijving van het onderwerp:
  • Inleiding, gewrichten, ligamenten, spieren.
  • Driedimensionale bewegingsbeschrijving. Euler-hoeken, schroefassen.
  • 3-D bewegingsregistratie.
  • Spiereigenschappen, spiermodellen.
  • Spierskeletmodellen, parameters, EMG-metingen.
  • Inverse dynamica, voorwaartse dynamica, optimalisatie.
  • Bewegingssturing.
  • Equilibrium point hypothese.
  • Interne representatie, adaptive model reference control.
  • Propriocepsis, spierspoelen. Golgi pees orgaantjes.
  • Feedforward versus feedback sturing. Stabiliteit: intrinsieke spiereigenschappen vs proprioceptieve terugkoppeling.
  • Spierstijfheid, gewrichtsstijfheid, eindpuntstijfheid.
  • Impedantie: stijfheid, viscositeit en inertia.
  • Toepassingen op de menselijke arm, schouder en elleboog.
  • Artificiële neurale netwerken als model van het centrale zenuwstelsel.
  • Vergelijking met robotica.
College materiaal:
Bewegingssturing van de mens (dictaat in voorbereiding). Artikelen uitgedeeld op college.
Referenties vanuit de literatuur:
Opmerkingen (Specifieke informatie over tentaminering, toelatingseisen, etc.):
Binnen de cursus wordt een excursie georganiseerd naar de snijzaal van de VU Amsterdam.
Doel:
De student kan:

1.      describe the basic anatomy and physiology of components of the neuromuscular system

a)      describe basic biomechanics of biological tissues

b)      describe the physiology of force generation in muscles

c)      describe the anatomy and physiology of the important sensor systems in the neuromuscular system

d)      describe the structure and functioning of the Central Nervous System

2.      understand the system theoretical approach and control principles of the human control of his/her motions

a)      explain the most appropriate way to describe three-dimensional motions of human beings

b)      identify on a detailed level the relevant dynamic characteristics of human sensor systems (auditory, tactile, visual, vestibulary systems), muscles and the central nervous system

c)      explain the components of the neuromuscular control system from a control engineering perspective

3.      make a Problem Analysis of a given assignment in the field of a human motion control

a)      select appropriate measurement techniques for motion recording

b)      derive motions equations of a part of the human body, build a simulation model and answer biomechanical questions using simulations

c)      apply musculoskeletal models to analyse the properties of muscles needed for specified tasks

d)      identify the contribution of feedforward and feedback mechanisms in the Central Nervous System for the generation of motions

e)      apply control engineering techniques to assess the dynamics and (in)stability of the neuromuscular system, including the effect of nested feedback loops and time-delays.

f)        identify the interrelation between intrinsic muscle visco-elasticity and reflexive position, velocity and force feedback.

g)      apply the models to solve biomechanical questions related to the upper and lower extremities, the eye, etc.

 

Computer gebruik:
Enkele huiswerkopdrachten.
Practicum:
Twee opdrachten: spierskeletmodel, zelf klein onderzoek uitvoeren.
Ontwerp component:
Percentage ontwerponderwijs: 0%