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生体計測制御医工学

後期 火曜日 1講時 未設定. 単位数/Credit(s): 2. 担当教員/Instructor: 渡邉 高志, 杉田 典大. 履修年度: 2024. 科目ナンバリング/Course Numbering: WBI-BME608B. 使用言語/Language Used in Course: 2カ国語以上.

学期/Period

後期

授業の目的・概要及び達成方法等

生体システムを対象とした計測と制御の基礎から応用までを講義する。最初に、生体の電気信号や運動の計測に関する基本的事項について学ぶ。次に、PID制御、ニューラルネットワークによる制御、ファジィ制御の基礎について学ぶとともに、機能的電気刺激による運動制御を対象に応用例について講義する。また、生体システムの同定について講義し、Matlabを使った演習を通して生体信号の計測と制御について学ぶ。

他の授業科目との関連及び履修上の注意

なし

他の授業科目との関連及び履修上の注意(E)/Other subject is relevant and complete a point to notice

none

授業計画

第1回  神経系の電気的活動とその計測法
第2回  差動増幅器による生体電気信号の計測
第3回  筋電図の計測
第4回  身体運動の計測
第5回  PID制御
第6回  Matlabによる応答の計算
第7回  機能的電気刺激による運動制御
第8回  ニューラルネットワークによる制御の基礎
第9回  ニューラルネットワークによる制御の応用
第10回 ファジィ制御の基礎と応用
第11回 自律神経活動と生体信号
第12回 生体信号計測(1)
第13回 生体信号計測(2)
第14回 生体信号計測(3)
第15回 生体の手動制御

授業計画(E)/Contents and progress schedule of class

1) Electrical activity of the nervous system and its measurement methods
2) Measurement of biological signals by differential amplifier
3) Measurement of electromyogram
4) Measurement of human body movements
5) PID control
6) Calculation of system response with Matlab
7) Motor control using functional electrical stimulation
8) Fundamentals of control by artificial neural networks
9) Applications of control by artificial neural networks
10) Fundamentals and applications of fussy control
11) Autonomic activity and biological signals
12) Biomedical signal measurement (1)
13) Biomedical signal measurement (2)
14) Biomedical signal measurement (3)
15) Human manual control

授業時間外学修/self study

予習:授業計画に記載された箇所について調べておくこと。また、Matlabの実行環境を、信号処理やシステム制御に関連するToolboxを含めて構築し、Matlabプログラミングの基礎を確認しておく。
復習:講義内容の復習とレポート課題に取り組み、関連する事項、興味を持った事項をより深く調べる。
・一回の授業につき、概ね2時間の学習を求める。

Preparation: Students should research the areas listed in "Contents and progress schedule of class" before the lecture. Students should also construct Matlab execution environment including Toolbox related to signal processing and system control, and confirm the basics of Matlab programming.
Review: Students should review the contents of the lecture and work on the report assignment, and research the related items in more detail and the items that you are interested in about the lecture.
・Require approximately two hours of study per class.

成績評価方法及び基準

課題のレポート、小テスト等により評価する。

成績評価方法及び基準(E)/Record and evaluation method

The results of reports including home works or mini tests are totalized to grade.

備考/Notes

授業の案内は,Google Classroomにより随時お知らせします。
授業形態(対面かオンラインか)に関する通知もGoogle Classroomに掲載する予定ですので,定期的にGoogle Classroomに掲載されている情報を確認してください。
Google classroomのclass codeは、3hpbbvn です。

The Information of the lecture are announced in Google Classroom. Please check it regularly.
Class code: 3hpbbvn

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