Principles of Bionics and Biorobotics Engineering
In particolare, il modulo “Principles of Bionics and Biorobotics Engineering” introdurrà l'ampio e interdisciplinare campo della bionica e delle aree scientifiche correlate, come la biorobotica, la neuroingegneria, e la bioingegneria. La bionica mira ad acquisire conoscenze specifiche attraverso l'analisi/modellazione di organismi viventi/ecosistemi e le applica per lo sviluppo di dispositivi innovativi bioispirati. La bionica concerne anche sistemi artificiali profondamente connessi ai tessuti del corpo e/o interagenti con gli organismi. L'applicazione dei principi della bionica è oggi diffusa in molti domini dell'ingegneria. Durante questo corso vengono presentate le conoscenze principali della bionica e della robotica per consentire la corretta comprensione dell'intero loop, dalle scoperte scientifiche al processo di innovazione ingegneristica. In particolare, il corso si concentra sui principi chiave della locomozione biologica, della robotica di sciame, degli organi artificiali, della neurorobotica, della neuroprostesi, e delle interfacce con il sistema nervoso, della morphological computation, di aspetti relativi all’energia, dei principi di design bionico strutturale e sulle principali tecniche di fabbricazione, nonché sui fondamenti della meccanica dei robot.
Modeling of multi-physics phenomena
Il corso fornisce una conoscenza pratica di base della meccanica computazionale dei solidi (elasticità lineare/non lineare) e dei fluidi (flussi incomprimibili di fluidi newtoniani). e l'elettromagnetismo computazionale a basse frequenze, principalmente associato a fenomeni bielettrici e modelli neurali. La prima parte del corso tratta la teoria del Metodo degli Elementi Finiti e introduce algoritmi numerici e pratiche per la soluzione di problemi non lineari e dipendenti dal tempo, comuni a tutte le suddette discipline computazionali. Quindi, durante le sessioni pratiche verranno mostrate le implementazioni numeriche di diversi modelli fisici in un software FE commerciale, insieme alle applicazioni per progettare problemi che coinvolgono sensori e dispositivi bioispirati.
Principles of Bionics and Biorobotics Engineering
In particular, the “Principles of Bionics and Biorobotics Engineering” module will introduce the wide and interdisciplinary field of bionics and related scientific areas, such as biorobotics, neuroengineering and bioengineering. Bionics aims at gathering specific knowledge through the analysis/modeling of living organisms/ecosystems and applies it to the development of newly inspired advanced devices. Bionics also focuses on artificial systems deeply connected to body tissues, and/or interacting with organisms. The application of bionics principles is nowadays widespread in many engineering sub-fields. During this course, the pillars of bionics and robotics are presented to allow the proper understanding of the whole loop from scientific insights to engineering innovation. In particular, the course focuses on the key principles of biological locomotion, swarm robotics, artificial organs, neurorobotics, neuroprostheses, neural interfaces with the nervous system, morphological computation, energy issues, principles of structural bionic design and main manufacturing techniques, as well as the fundamentals of robot mechanics.
Modeling of multi-physics phenomena
The course provides a basic, practical knowledge of computational mechanics of solids (linear/non-linear elasticity) and fluids (incompressible flows of Newtonian fluids). and computational electromagnetism at low frequencies, mainly associated to bielectric phenomena and neural models. The first part of the course deals with the theory of the Finite Element Method and introduces numerical algorithms and practices for the solution of non-linear and time-dependent problems, which are common to all the aforementioned computational disciplines. Then, the numerical implementations of several physical models in a commercial FE software will be shown during hands-on sessions, along with applications to design problems involving sensors and bioinspired devices.
Principles of Bionics and Biorobotics Engineering
Per quanto riguarda il modulo “Principles of Bionics and Biorobotics Engineering” gli studenti saranno valutati mediante una prova orale, per verificare il loro grado di apprendimento delle conoscenze e dei messaggi chiave del corso.
Modeling of multi-physics phenomena
Durante l'esame orale lo studente dovrà: (1) discutere l'elaborato e (2) dimostrare di aver appreso i contenuti esposti nel corso anche attraverso forma di esercizi e calcoli.
Principles of Bionics and Biorobotics Engineering
Concerning the module “Principles of Bionics and Biorobotics Engineering”, the students will be subjected to oral evaluation of the knowledge acquired in the course, in order to understand if they gathered the key course messages.
Modeling of multi-physics phenomena
During the oral exam the student will have to: (1) discuss the projectual work and (2) demonstrate that he/she have learned the contents presented in the course also through exercises and calculations.
Principles of Bionics and Biorobotics Engineering
Alla fine del corso “Principles of Bionics and Biorobotics Engineering”, lo studente:
Modeling of multi-physics phenomena
Al termine del modulo lo studente:
Principles of Bionics and Biorobotics Engineering
At the end of the module “Principles of Bionics and Biorobotics Engineering”, the student:
Modeling of multi-physics phenomena
At the end of the module the student:
Principles of Bionics and Biorobotics Engineering
Per il modulo “Principles of Bionics and Biorobotics Engineering”, gli strumenti utilizzati consisteranno in:
Modeling of multi-physics phenomena
Le capacità saranno verificate sia durante le lezioni in classe che a livello della prova orale
Principles of Bionics and Biorobotics Engineering
In the module “Principles of Bionics and Biorobotics Engineering”, the instruments used will consist of:
Modeling of multi-physics phenomena
Student competence will be assessed either during lectures in the classroom and during oral examination
Principles of Bionics and Biorobotics Engineering
Durante il modulo “Principles of Bionics and Biorobotics Engineering” ci si aspetta che lo studente acquisisca:
Modeling of multi-physics phenomena
Lo studente sarà in grado di analizzare teoricamente e implementare modelli fisici di diversa natura.
Principles of Bionics and Biorobotics Engineering
The attitudes that the student is thought to acquire during the module “Principles of Bionics and Biorobotics Engineering” are:
Modeling of multi-physics phenomena
The student will be able to theoretically analyze and implement physical models of different nature.
Principles of Bionics and Biorobotics Engineering
Principles of Bionics and Biorobotics Engineering: Gli strumenti usati per valutare se gli studenti avranno acquisito le conoscenze e attitudini attese, saranno principalmente domande poste agli studenti nel corso delle lezioni frontali, per valutare l’acquisizione e consolidamento di certi concetti chiave.
Modeling of multi-physics phenomena
La verifica dei comportamenti avverrà sulla base di interazioni e colloqui individuali con gli studenti. E' prevista l'esecuzione di elaborati specifici assegnati singolarmente o per piccoli gruppi.
Principles of Bionics and Biorobotics Engineering
Principles of Bionics and Biorobotics Engineering: The instruments used to assess if the students gathered the expected attitudes will be mainly questions posed to the students during the frontal classes, to evaluate the acquisition and consolidation of certain concepts.
Modeling of multi-physics phenomena
Behavior will be assessed through either individual interactions and colloquia with the students. Specific projectual works will be assigned to the students and supervised by the teacher. The projects will be assigned either on an individual basis or to small groups of students
Principles of Bionics and Biorobotics Engineering
Principles of Bionics and Biorobotics Engineering: Per seguire in modo proficuo questo corso, non sono richieste conoscenze pregresse specialistiche. Tuttavia, competenze consolidate di fisica e matematica sono necessarie. Inoltre, anche se non strettamente richieste, competenze di meccanica, elaborazione dei segnali ed elettronica sono desiderabili.
Modeling of multi-physics phenomena
Per seguire in modo proficuo questo modulo, non sono richieste conoscenze pregresse specialistiche. Tuttavia, competenze consolidate di fisica e matematica sono necessarie. Inoltre, anche se non strettamente richieste, competenze di meccanica ed bioelettricità sono desiderabili.
Principles of Bionics and Biorobotics Engineering
Principles of Bionics and Biorobotics Engineering: To profitably attend this course, no specialistic knowledge is required. However, consolidated competences of physics and mathematics are needed. In addition, even if not strictly needed, competences concern mechanic, signal processing, and electronics are desirable.
Modeling of multi-physics phenomena
To profitably attend this module, no specialistic knowledge is required. However, consolidated competences of physics and mathematics are needed. In addition, even if not strictly needed, competences concern mechanics and bioelectricity are desirable.
Principles of Bionics and Biorobotics Engineering
Le indicazioni metodologiche per il modulo “Principles of Bionics and Biorobotics Engineering” sono:
La lingua utilizzata per tutte le lezioni è l’Inglese.
Modeling of multi-physics phenomena
Principles of Bionics and Biorobotics Engineering
The methodological indications for the module “Principles of Bionics and Biorobotics Engineering” are:
Modeling of multi-physics phenomena
Principles of Bionics and Biorobotics Engineering
Gli argomenti del modulo “Principles of Bionics and Biorobotics Engineering” sono i seguenti:
Modeling of multi-physics phenomena
Principles of Bionics and Biorobotics Engineering
The “Principles of Bionics and Biorobotics Engineering” module topics are the following:
Modeling of multi-physics phenomena
Principles of Bionics and Biorobotics Engineering
Principles of Bionics and Biorobotics Engineering
Le lezioni in formato digitale sono disponibili sul sito http://www.bionicsengineering.it/Courses_PrivateArea, accessibile dagli studenti.
Modeling of multi-physics phenomena
Dokos, Socrates. Modelling organs, tissues, cells and devices: using Matlab and Comsol multiphysics. Springer, 2017
Le dispense sono disponibili su Teams.
Principles of Bionics and Biorobotics Engineering:
Principles of Bionics and Biorobotics Engineering:
Lessons: http://www.bionicsengineering.it/Courses_PrivateArea
Modeling of multi-physics phenomena
Dokos, Socrates. Modelling organs, tissues, cells and devices: using Matlab and Comsol multiphysics. Springer, 2017
Lectures are available on Teams
nessuna
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Principles of Bionics and Biorobotics Engineering
L’esame relativo al modulo “Principles of Bionics and Biorobotics Engineering” è costituito da una prova orale.
La prova orale è superata se il candidato è in grado di rispondere con padronanza e metodo alla maggior parte delle domande poste dai docenti riguardanti gli argomenti del corso.
Modeling of multi-physics phenomena
Esame orale
Principles of Bionics and Biorobotics Engineering
The “Principles of Bionics and Biorobotics Engineering” module exam will be based on an oral examination.
The oral examination is passed if the student replies in a correct way to the majority of the questions posed by the teachers concerning the course topics.
Modeling of multi-physics phenomena
Oral exam