课程申请详细信息

课程代码 :

ME6005

课程名称 :

生机电工程应用专题

课程英文名称 :

Application Topics in Biometronic Engieering

课程简称:

类型 :

一级学科

开课学期:

春季

学科/院系:

机械工程

课程学分:

3

是否跨学期 :

否

总学时:

48

实验课学时 :

讨论学时 :

周学时 :

课程性质 :

专业课

课程层次 :

博士课程

课程分类 :

全日制课程

课程类型 :

（0802）机械工程

考试方式:

上课方式:

课程教材语种类型:

中、英文教材皆有

授课语言类型:

中文、英文分班授课

成绩等级 :

通过不通过

是否绩点统计 :

否

开课状态 :

开课

任课老师:

课程简介 :

生机电相关课程是机械工程领域的前沿课程，体现了机械工程学科的发展方向和发展前沿。课程将集中展现机械工程在与人体健康与生命科学相关领域的研究及应用成果，系统学习生机电系统设计、制造、测试与评价等方面的基础知识，实现理论基础与实践应用的完美结合，培养既具有国际前沿的科学视野，又具有解决问题的实际能力的复合型工程人才。课程主要围绕典型的生机电系统，如听力辅助系统与植入体、人工视觉、人工心脏、人工假肢、骨科植入体与植入器件、生机界面与接口、助力及康复机器人、生物传感器与诊断器件、手术辅助机器人、微流体芯片，介绍其设计思想，关键技术及其发展和应用。

课程英文简介:

Biomechatronics is the application of mechatronic engineering to human biology，which is the interdisciplinary study of biology, mechanics, and electronics. Biomechatronics focuses on the interactivity of biological organs (including the brain) with electromechanical devices and systems. This course presents the principle, components, current research and application examples in Biomechatronics Engineering. Topics consist of Hearing Aid and Implants, Sensory Substitution and Visual Prostheses, Heart Replacement, Active and Passive Prosthetic Limbs etc. The students are encouraged to use the learned knowledge and skills to design biomechatronics engineering product and develop the prototype.

教学大纲:

1．生机电系统概述（2学时/课堂教学）生机电系统发展历史；生机电产品的概念与内涵；典型的生机电产品概述。 2．生机电产品设计基础（2学时/课堂教学+2学时/讨论）生机电产品的设计框架与思想，概念开发；产品设计与开发的改进，案例分享；生机电系统的学科基础与主要的基础理论，主要涉及生物力学、生物摩擦学、生物相容性、生物电子学等基础。 3．生机电产品制造基础（2学时/课堂教学+2学时/讨论）典型生机电产品的制造技术，包括仿生制造技术、微纳制造技术、先进生物材料技术等。 4．生机电系统的国际前沿与发展趋势（2学时/课堂教学+2学时/讨论）通过分析国际主流生机电产品的发展阶段与发展趋势，总结生机电系统发展的规律及未来的潜在市场。 5．人工心脏（2学时/课堂教学）介绍人工心脏的发展历史，主流产品，设计思想与制造方法。 6．人工假肢与助力系统（2学时/课堂教学+2学时/实践+2学时/咨询和特殊课程）人工假肢的概念设，发展瓶颈与关键技术，案例教学：外骨骼系统；助力系统的发展方向与前沿。 7．人工视觉系统（2学时/课堂教学+1学时/讨论）人工视觉系统的设计理念与方法，核心技术；人工视觉的瓶颈问题及其解决思路。 8．生机界面与接口（2学时/课堂教学）生物信号的采集方法；生机接口技术；案例教学：神经接口与智能假肢。 9．生物传感器与医疗诊断系统（2学时/课堂教学+1学时/讨论）生物传感器原理及其在生机电工程领域的应用；基于图像的医学诊断系统；新型诊断器件与系统。 10．生物芯片与微纳机器（2学时/课堂教学+1学时/讨论）基于微流体通道的生物芯片，原理及制作方法；微纳米尺度生物医学机器人原理及构成。 11．手术辅助机器人（2学时/课堂教学+2学时/讨论+2学时/咨询和特殊课程）数字化手术实验室的构成及核心技术；手术辅助机器人的类型、工作原理及发展趋势。 12．生机电产品的研发流程与市场应用（2学时/课堂教学+1学时/讨论）生机电产品的特点，研发流程，案例研究。生机电产品的市场分析。 13．生机电产品的全生命周期管理（2学时/课堂教学）如何用全生命周期的理论、方法和工具管理生机电产品，熟悉产品从摇篮到坟墓的生命流程，从设计、制造、市场及售后、报废及回收等环节管理生机电产品。 14．生机电产品的安全性与伦理道德（2学时/课堂教学）从生物学及人体工程学的角度分析生机电产品的安全性、稳定性与寿命。从伦理道德的角度探讨生机电产品的发展及限制。 15．研发项目管理（2学时/课堂教学+2学时/咨询和特殊课程）学习研发项目的管理理论、方法和工具，并应用于生机电产品的研究和开发，从管理的角度更加高效、经济的开发新型生机电产品。 16．生机电产品创新设计（2学时/课堂教学+2学时/讨论）优秀案例介绍。小组汇报与经验交流。

教学进度:

考试大纲:

平时成绩：开放式课堂讨论，小组练习、个人作业，60% 。期末成绩：以某种生机电产品为研究对象，利用所学知识，展示产品设计的理念、方法和流程，完成1篇研究报告，课堂答辩，40%。课堂出席学生在课堂上的表现，包括出席、讨论、课堂练习和表现。课堂出席的得分，将取决于课堂中学生的讨论，以及课堂作业等等。我们将使用的评价课堂出席情况的一些准则： 1、参加者是否很好地倾听课程？ 2、参加者的表达是否简洁和明确？ 3、提出的要点是否与目前的讨论相关？他们的讨论与别人的是否联系在一起？ 4、是否能表达出适当的意见，以及有见地的分析案例和提供清楚的论证？个人作业个人作业主要包括生机电产品的学科前沿与发展趋势，生机电产品现状与市场分析，生机电产品开发案例分享。小组作业小组作业的任务是按照项目管理的流程和方法进行创新设计选题，研发方案制定，项目进展汇报。学会按照项目管理的方法进行项目进度、成本、质量的管理，创新设计的同时学会项目管理的方法。