Didattica - Università degli Studi di Padova

Syllabus

Prerequisiti:	Conoscenze di meccanica applicata, meccanica dei materiali e costruzioni meccaniche sono raccomandate, come pure elementi di calcolo differenziale e matriciale.
Conoscenze e abilita' da acquisire:	Competenze da sviluppare durante il corso 1. Capacità di individuare i requisiti di qualità quali prestazione, comfort e sicurezza di attrezzature sportive e della riabilitazione e di correlarle con parametri quantitativi ingegneristici 2. Capacità di formulare un progetto di ricerca in Ingegneria dello Sport e della Riabilitazione, con l'identificazione di variabili indipendenti e dipendenti e della domanda di ricerca. 3. Capacità di definire le strumentazioni ed i metodi più appropriati utili per lo sviluppo del progetto e per rispondere al quesito della ricerca assegnato. 4. Capacità di progettazione di un sistema di misura per la quantificazione del comportamento strutturale / dinamico di dispositivi per lo sport e la riabilitazione durante l'uso reale. 5. Capacità di decomporre un movimento sportivo/riabilitivo in diverse fasi, separate da eventi fondamentali, al fine di descrivere analiticamente il movimento dei segmenti corporei e delle articolazioni, nonché l'attivazione di gruppi muscolari. 6. Capacità di descrivere quantitativamente la postura di un soggetto nei piani fondamentali per mezzo di vettori di angoli assoluti e di angoli relativi. 7. Capacità di rappresentare i movimenti di tipo sportivo/ riabilitativo per mezzo di diagrammi temporali di grandezze cinematiche, cinetiche e fisiologiche e di effettuarne l'analisi dopo normalizzazione o analisi in frequenza. 8. Capacità di individuare il modello biomeccanico più significativo per lo studio meccanico di articolazioni in condizioni statiche o dinamiche, con riferimento anche ai SW di modellazione muscoloscheletrica. 9. Capacità di determinare la significatività statistica dei dati raccolti mediante t-test, correlazioni, ANOVA a misure ripetute o indipendenti, al fine di rispondere al quesito della di ricerca iniziale. 10. Capacità di pianificare e condurre un progetto di ricerca assegnato dopo aver individuato la strumentazione e metodi sperimentali, eseguire i test e l'analisi dei risultati. 11. Capacità di elaborare una relazione finale ed una presentazione powerpoint del progetto e di discuterlo con gli altri studenti, il professore ed alcuni rappresentanti dell'industria coinvolti nel tema del progetto.
Modalita' di esame:	L'esame consisterà in una prova scritta, relativa a tutti gli argomenti delle lezioni e delle esperienze di laboratorio. Seguirà una discussione orale al fine di integrare i risultati dello scritto con domande riguardanti l'anatomia e fisiologia del sistema muscolo-scheletrico. Il voto finale terrà conto anche della valutazione della conduzione e presentazione del progetto di gruppo e dei compiti assegnati settimanalmente.
Criteri di valutazione:	Il voto finale sarà la media dei due voti: il voto dello scritto (aumentato del punteggio medio dei compiti assegnati settimanalmente, 0..+3), e la discussione orale. Il voto assegnato alla conduzione e presentazione del progetto di gruppo (concordato con i rappresentanti industriali, (0..+5) sarà aggiunto alla media dei due voti precedenti.
Contenuti:	Programma previsto. 1. Introduzione alle costruzioni meccaniche per lo sport e la riabilitazione. 2. Richiami di anatomia, antropometria e fisiologia del sistema muscoloscheletrico. 3. Identificazione dei parametri di prestazione e sicurezza delle costruzioni biomeccaniche. 4. Pianificazione della ricerca per la valutazione delle costruzioni biomeccaniche. 5. Sistemi e sensori per la rilevazione di grandezze biomeccaniche in esercizio: solette, pedane, elettromiografi, sistemi stereofotogrammetrici, sistemi di motion capture. 6. Concezione e sviluppo di attrezzi strumentati per la rilevazione dei carichi in esercizio. 7. Analisi della camminata e della corsa. 8. Modellazione dell’equilibrio e del movimento di segmenti del sistema muscolo-scheletrico, codici di simulazione muscoloscheletrica. 9. Analisi funzionale di attrezzi sportivi, ortesi, ausili, protesi e macchine di allenamento e riabilitazione. 10. Problematiche di sicurezza e normazione delle costruzioni biomeccaniche.
Attivita' di apprendimento previste e metodologie di insegnamento:	Il corso sarà composto da un set principale di lezioni in lingua inglese, date dal docente con l'uso della lavagna e di presentazioni per PC. Due sessioni sperimentali saranno anche proposte: una nel laboratorio di Biomeccanica dello Sport (motion capture) ed una seconda nel Laboratorio di Sports Engineering Lab. (componenti estensimetrati ). Una sessione di laboratorio di informatica utilizzando software di modellazione muskoloskeletal completerà le sessioni di insegnamento pratico. Gli studenti saranno poi divisi in gruppi di 3-5 persone e sarà chiesto di eseguire i test necessari per rispondere al quesito di ricerca concordato: i test saranno supervisionati dal docente e dai suoi collaboratori in qualità di tutor. STRUMENTAZIONI E DISPOSITIVI DI LABORATORIO A DISPOSIZIONE Sistema di Visione Smart di BTS®, Pedana dinamometrica Bertec®, Solette Baropodometriche Novel®, Sensori di forza Tekscan, Elettromiografia Pocket BTS ®, Macchina di prova servoidraulica Minibionix MTS®, Acquisitori portatili Somat® e Leane®, Biciclette da corsa e MTB con manubrio, sella, pedali strumentati, attacchi snowboard strumentati, sci strumentati, attacchi da sci strumentati, pagaia di kayak strumentata, pattini in linea strumentati, mazza da baseball strumentata.
Eventuali indicazioni sui materiali di studio:	Materiale didattico: -Diapositive dalle lezioni -Appunti delle lezioni Dispense di Anatomia e Fisiologia del sistema muscolo-scheletrico Pubblicazioni scientifiche riguardanti attrezzature sportive, ortesi e dispositivi di riabilitazione.
Testi di riferimento:	J. Richards, Biomechanics in Clinic and Research. --: Elsevier, 2008.