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Esta disciplina tem por objectivo introduzir os fundamentos de robótica, para alunos das áreas biomédicas. Dar formação de base em modelização cinemática, dinâmica, aspectos de controlo digital e sistemas de controlo de equipamentos robotizados, bem como, de redes de comunicação e protocolos usados nos vários subsistemas e programação local e remota. Estes aspectos são acompanhados por uma forte componente prática.
A disciplina fornece ainda formação sobre sistemas avançados usados em robótica médica. A biónica é tratada com algum detalhe, tendo ainda em consideração que as questões dos materiais e bio-compatibilidade são essenciais.
No final os alunos devem ser capazes de modelar e analisar sistemas robóticos, interpretar as suas equações de movimento, estudar os mecanismos de controlo, perceber o que está envolvido em termos de redes, programação, segurança, controlo de contacto, etc. A biónica é explorada como forma de aplicação da mecânica e electrónica à medicina.
Robótica Moderna: Robôs Manipuladores
Mecânica de Robôs Manipuladores: Posição e Orientação; Cinemática Directa e Inversa; Velocidades e Forças Estáticas; Singularidades; Dinâmica; Modelização em Matlab da cinemática e dinâmica de um manipulador
Controlo de Robôs Manipuladores: Trajectórias; Controlo digital: elementos sobre síntese, sintonia e análise de controladores PID; Estruturas; Sensores
Programação de Robôs Manipuladores: Linguagens; Programação off-line e on-line; Acesso remoto: monitorização e supervisão.
Fundamentos de Biónica
Sistemas de interface homem-máquina.
Utilização de mecanismos robóticos para estender as capacidades humana. Modelização cinemática/dinâmica de uma mão de três dedos.
Comunicação e protocolos: segurança. Telemanipulação.
Integração com outros elementos da célula biomédica.
Revisão de sistemas avançados de robótica: controlo de força, sistemas de visão, aplicações em ambientes limpos/laboratoriais, Automated Guided Vehicles.
Nas aulas teóricas são expostos os assuntos do programa de forma detalhada, motivando os alunos para complementarem esses mesmos assuntos em casa.
As aulas teórico-práticas são divididas entre a análise e resolução de problemas, e a componente laboratorial onde os alunos devem experimentar e resolver situações de problemas reais, programação de aplicações remotas, de robótica, integração sensorial, etc. Serão sempre utilizados exemplos na área biomédica, seja ela laboratorial, apoio ao diagnóstico, etc.