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.