40224 - BIOINGEGNERIA ELETTRONICA E INFORMATICA

Scheda insegnamento

Anno Accademico 2020/2021

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso, lo studente - conosce le basi della meccanica del corpo rigido, i fondamenti della biomeccanica del movimento umano, i principali protocolli impiegati nell'analisi del movimento e soluzioni tecnologiche disponibili per il mantenimento e l'allenamento; - è in grado di calcolare le forze in un sistema in equilibrio statico, e di riconoscere le potenzialità applicative ed i limiti dei principali strumenti per le misure cinematiche e dinamiche.

Contenuti

Teoria

Introduzione. Obiettivi della Biomeccanica: miglioramento della prestazione (tecnica, equipaggiamento, allenamento) e prevenzione infortunio. Metodo Scientifico. Modello: del punto materiale e del corpo rigido. Ripasso di Matematica: Trigonometria, Vettori, Derivata e Integrale. Nozioni di Base. Cinematica. Lineare e Angolare (posizione, velocità, accelerazione). Cinematica del corpo umano: terminologia. Statica e Dinamica: leggi di Newton, diagramma del corpo libero, forze concentrate e ripartite, centro di massa. Centro di massa del corpo umano, tabelle antropometriche, centro di pressione, momento di una forza, momento d'inerzia. Interpretazione angolare delle leggi di Newton, assiomi della statica, reazioni vincolari, vincoli. Esercitazioni di Biomeccanica. applicazioni a spalla, gomito, anca, ginocchio e caviglia.

Strumenti.

Stereofotogrammetria: acquisizione, calibrazione, ricostruzione. Dall'acquisizione alla ricostruzione della cinematica dei segmenti corporei. Errori strumentali, mislocazione dei punti di repere anatomici, artefatti dei tessuti molli. Protocolli sperimentali in stereofotogrammetria: saflo, cast, pig. Riprese video 2D: approccio markerbased e markerless. Elettromiografia: origine del segnale, natura del segnale, fattori che influenzano il segnale EMG, linee guida generali, tipi di analisi. Pedana di forza: momenti articolari esterni, potenza articolare. Sensori Inerziali: Accelerometri, Giroscopi e Magnetometri; principali applicazioni in ambito sportivo. Solette baropodometriche: accuratezza e precisione. Global Positioning System: principali sorgenti di errore e utilizzo in ambito sportivo.

Esercitazione Laboratorio di Biomeccanica: stereofotogrammetria, sensori inerziali, pedana di forza e elettromiografia (acquisizione di un soggetto durante la corsa ed il salto verticale).

Testi/Bibliografia

AA.VV., “Bioingegneria della Postura e del Movimento”, Collana del Gruppo Nazionale di Bioingegneria, vol. 22, Patron ed., 2003

Peter M. McGinnis, "Biomechanics of Exercise and Sport", 2nd Edition, Human Kinetics, 2004

Metodi didattici

Lezioni frontali e visite al laboratorio di biomeccanica presso gli impianti sportivi della Record.

Modalità di verifica dell'apprendimento

Esame Scritto con Orale facoltativo allo scopo di verificare l'apprendimento. Lo scritto è suddiviso in tre parti: la prima parte verte sulla teoria di base ed è costituita da domande chiuse a risposta multipla (5 punti), la seconda parte è un esercizio di statica (12 punti), infine la terza parte è una domanda aperta sulla strumentazione (13 punti).

Strumenti a supporto della didattica

Lavagna, videoproiettore, esercitazioni in laboratorio.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Silvia Fantozzi