93927 - MUSCULO-SKELETAL MODELING AND CONTROL

Conoscenze e abilità da conseguire

Lo scopo del corso è di fornire allo studente le conoscenze fondamentali per per l’analisi e la caratterizzazione del controllo motorio del sistema muscolo-scheletrico in-silico e in-vivo. Lo studente comprenderà la complessa struttura del controllo motorio, acquisirà familiarità con i diversi metodi sperimentali e di analisi proposti per la caratterizzazione in-vivo, e con la simulazione e analysis attraverso l’utilizzo di modelli muscolo-skeletrici multiscala.

Contenuti

I contenuti del corso integrano, tramite la coordinazione con i docenti responsabili, quelli dei corsi di SPORT BIOMECHANICS e di AGEING AND REHABILITATION ENGINEERING

Nozioni introduttive:

- Richiami di anatomia e fisiologia del sistema neuro-muscolo scheletrico

- Fondamenti di Controllo Motorio: variabilità, complessità ed automaticità nello sviluppo tipico e in condizioni patologiche

Modellazione per la simulazione in-silico del controllo motorio:

• Richiami di meccanica di sistemi multilink
• Modello parametrico del muscolo e criteri di ottimizzazione
• Modelli muscolo-scheletrici computazionali per la simulazione del controllo motorio
• Esercitazioni di laboratorio: Simulazione dell’effetto di alterazioni funzionali e anatomiche; Influenza dei criteri di modellazione sulla simulazione

  Metodi sperimentali per la valutazione del controllo motorio in-vivo:

• Richiami di strumentazione e metodi per la quantificazione del movimento in laboratorio e in condizioni ecologiche (ambienti di vita; contesti clinici)
• Fondamenti per l’analisi della dinamica del controllo motorio: parametri per la caratterizzazione dello sviluppo e della performance motoria; teoria di analisi non lineare di sistemi dinamici; metriche non lineari (e.g. metriche per la quantificazione della stabilità e complessità di un sistema dinamico, metodi di surrogazione) per la caratterizzazione quantitativa della funzione motoria
• Esercitazioni di laboratorio per la quantificazione del controllo motorio

Testi/Bibliografia

Materiali didattico ed articoli forniti dal docente

Nonlinear Analysis for Human Movement Variability, Nicholas Stergiou, CRC Press.

Metodi didattici

Didattica frontale in aula.

Esercitazioni di laboratorio.

Progetti di gruppo con supervisione.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

Presentazione dei report dei progetti di laboratorio svolti durante il corso e di uno studio di replicazione (replicazione del lavoro di ricerca riportato in 1 articolo pubblicato).

I report dovernno essere inviati la settimana precedente all'appello orale. In sede di appello orale al candidato sarà richiesto di illustrare e discutere i documenti presentati, alla luce dei contenuti del corso.

Strumenti a supporto della didattica

· Slide Power Point

· 1 sistema Stereo-fotogrammetrico (6 TC)

· 2 pedane di forza

· 1 sistema EMG wireless multicanale

· 1 sistema EMG multicanale per schiere e matrici di elettrodi

· Sensori inerziali indossabili (IMU)

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Rita Stagni