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BIOENGINEERING OF HUMAN MOVEMENT

CODICE 106729
ANNO ACCADEMICO 2022/2023
CFU 6 cfu al 1° anno di 11159 BIOENGINEERING (LM-21) GENOVA
SETTORE SCIENTIFICO DISCIPLINARE ING-INF/06
LINGUA Inglese
SEDE GENOVA (BIOENGINEERING)
PERIODO 2° Semestre

PRESENTAZIONE

L'insegnamento intende fornire le basi fisiologiche essenziali e la conoscenza dei metodi sperimentali e degli strumenti computazionali per la comprensione dei movimenti umani.

OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

The course covers the technologies, the analytical methods, the modeling approaches used for the analysis and quantification of human movement and its neural correlates. Specific topics include three-dimensional analysis of movements, muscle and body mechanics, physiology and physiological signals in motor control, computational motor control

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

Alla fine del corso gli studenti saranno in grado di registrare e analizzare i movimenti umani (cinematica, cinetica, attività muscolare) e descrivere i sottostano meccanismi di controllo, utilizzando gli opportuni dispositivi e strumenti analitici e modellistici.

PREREQUISITI

Non ci sono prerequisiti formali, ma ci si aspetta che gli studenti conoscano la meccanica, la geometria, l'analisi matematica e dei segnali.

MODALITA' DIDATTICHE

Il corso combina lezioni frontali, sessioni sperimentali guidate e analisi dei dati di movimento.

PROGRAMMA/CONTENUTO

A. Movimento umano (s1-s2). Livelli di descrizione del movimento: cinematica, cinetica, meccanica muscolare, fisiologia. Terminologia per descrivere i movimenti umani (movimenti degli arti, movimenti delle mani inclusa la manipolazione). Richiami di neuroanatomia del sistema sensomotorio.

B. Tecnologie di motion capture (s3-s4). Introduzione alla geometria proiettiva. Stereofotogrammetria. Unità di misura inerziali. Analisi della cinematica del movimento.

C. Meccanica muscolare e controllo (s5-s6). Richiami di fisiologia muscolare. Tipi di fibre: intrafusali, extrafusali. Il modello di Hill sulla generazione della forza muscolare. Muscoli e tipi di contrazione. Unità motorie e principio dimensionale. Elettromiografia: superficiale vs intramuscolare. Analisi dei segnali EMG.

D. Neuromeccanica uniarticolare e multiarticolare (s7-s8). Meccanica dei corpi rigidi: metodi di Newton-Eulero e di Lagrange. Statica del movimento multi-articolazione. Il problema della ridondanza. Dinamica: equazioni del moto delle catene cinematiche. Impedenza meccanica e sua misura. Dinamometria.

E. Biomeccanica della locomozione (s9-s10). Cinematica e cinetica del passo. Correre, andare in bicicletta, nuotare.

Controllo motorio computazionale (s11-s12). Panoramica storica. Psicofisica del movimento. Integrazione multisensoriale e sensomotoria. Ottimalità nel controllo motorio. Azione congiunta. Apprendimento motorio.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

Uchida TK, Delp SL (2021) Biomechanics of Movement. MIT Press. 

DOCENTI E COMMISSIONI

LEZIONI

Orari delle lezioni

L'orario di tutti gli insegnamenti è consultabile su EasyAcademy.

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

Prova scritta (peso 50%) 

Progetto (peso 50%)

MODALITA' DI ACCERTAMENTO

La prova scritta consisterà in domande e problemi su argomenti a lezione.

Il lavoro del progetto comporterà la registrazione di un movimento specifico e l'analisi dei dati registrati.