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Biomeccanica del Movimento
MOVEMENT BIOMECHANICS
Sandro Fioretti

Sede Ingegneria
A.A. 2016/2017
Crediti 9
Ore 72
Periodo I
Lingua ITA

Prerequisiti
Nozioni dei corsi caratterizzanti del I e II anno

Risultati di apprendimento attesi
CONOSCENZE E COMPRENSIONE:
Il corso mira a fornire i concetti basilari della modellistica del sistema motorio e i principali metodi e tecniche per l’analisi del movimento umano.
CAPACITA' DI APPLICARE LE CONOSCENZE:
Al termine di questo corso, obbligatorio per la formazione in Ingegneria Biomedica, lo studente saprà applicare le conoscenze della biomeccanica del movimento per la misura e la simulazione di atti motori in ambiti medicali e sportivi. Queste conoscenze vengono acquisite mediante lezioni frontali ed esercitazioni.
COMPETENZE TRASVERSALI:
Il corso consentirà agli studenti di: sviluppare capacità di sintesi necessaria per integrare le nozioni del corso con quelle matematiche/tecniche/anatomiche di altri corsi precedenti; migliorare le capacità di linguaggio tecnico e biomedico

Programma
Nozioni introduttive sulla modellistica del sistema neuro-muscolo-scheletrico Elementi di cinematica di corpi rigidi; il problema delle trasformazioni cinematiche 3D; convenzioni angolari. Cinematica istantanea: Velocità angolare, IHA, pivot point Cinematica articolare: Moto relativo tra due corpi rigidi articolati; caratterizzazione della cinematica relativa mediante assi di rototraslazione per spostamenti rigidi di ampiezza finita; la scelta degli assi articolari; proposte di standardizzazione per la definizione dei Sistemi di Riferimento Anatomici e degli Assi Articolari; effetti delle varie sorgenti di errore sulla cinematica articolare; esempi di protocolli di analisi del movimento usati in clinica. Sterefotogrammetria Analitica: Direct Linear Transformation; problema di calibrazione e di intersezione; modello della camera a foro stenopeico: approccio mediante coordinate omogenee; il problema della corrispondenza nella visione stereoscopica; vincolo epipolare; matrice fondamentale e matrice essenziale. Digital signal processing: Teorema del campionamento, Aliasing, filtro di Butterworth, Filtro polinomiale di Lanshammar, Smoothing Splines. Metodo per stimare contemporaneamente frequenza di cut-off ottimale e varianza del rumore di osservazione Problema di dinamica inversa

Modalità di svolgimento dell'esame
METODI DI VALUTAZIONE DELL'APPRENDIMENTO
La valutazione del livello di apprendimento degli studenti consiste in due prove: - una prova scritta, consistente nella soluzione di due o tre esercizi proposti su argomenti trattati nel corso, da completare in 90 o 120 minuti, secondo il tipo di esercizio; - una prova orale, consistente nella discussione su uno o più temi trattati nel corso. La prova scritta è propedeutica alla prova orale, per accedere alla quale lo studente deve avere ottenuto almeno la sufficienza nella prova scritta. La prova orale deve essere sostenuta nello stesso appello della prova scritta. Nel caso di esito negativo per la prova orale, lo studente deve ripetere anche la prova scritta

CRITERI DI VALUTAZIONE DELL'APPRENDIMENTO
Per superare con esito positivo la valutazione dell'apprendimento, lo studente deve dimostrare, attraverso le prove descritte, di avere ben compreso i concetti esposti nel corso sulla modellistica del sistema motorio e deve dimostrare di avere ben chiare le nozioni di matematica e fisica applicate ai dati sperimentali tipici dell'analisi del movimento umano

CRITERI DI MISURAZIONE DELL'APPRENDIMENTO
Ad ognuna delle prove prima indicate è assegnato un punteggio tra zero e trenta. Il voto complessivo,in trentesimi, è dato dalla media dei voti ottenuti nelle due prove,con arrotondamento all'intero per eccesso.

CRITERI DI ATTRIBUZIONE DEL VOTO FINALE
Affinché l'esito complessivo della valutazione sia positivo,lo studente deve conseguire almeno la sufficienza, pari a diciotto trentesimi,in ognuna delle prove descritte prima. La valutazione massima è raggiunta dimostrando una conoscenza approfondita dei contenuti del corso nell'ambito delle prove. La lode è riservata agli studenti che, avendo svolto tutte le prove in modo corretto e completo,abbiano dimostrato una particolare brillantezza nella esposizione e nella redazione degli elaborati scritti.

Testi consigliati
Cappello A., Cappozzo A., di Prampero P.E.: Bioingegneria della Postura e del Movimento, Pàtron editore, 2003.; Allard P., Cappozzo A., Lundberg A., Vaughan C.L. : Three-dimensional Analysis of Human Locomotion, Wiley, Chichester, England, 1997., Fioretti S.: Appunti delle lezioni.

Corsi di laurea

• Ingegneria Biomedica (Corso di Laurea Triennale (DM 270/04))