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課程名稱 |
生醫機械系統之最佳化
OPTIMIZATION IN BIOMECHANICAL ENGINEERING |
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開課學期 |
98-2 |
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授課對象 |
醫學院 職能治療學研究所 |
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授課教師 |
呂東武 |
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課號 |
Biomed7054 |
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課程識別碼 |
548EM0910 |
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班次 |
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學分 |
3 |
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全/半年 |
半年 |
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必/選修 |
選修 |
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上課時間 |
星期三2,3,4(9:10~12:10) |
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上課地點 |
共304 |
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備註 |
本課程以英語授課。
總人數上限：15人 |
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Ceiba 課程網頁 |
http://ceiba.ntu.edu.tw/982_548m0910 |
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課程簡介影片 |
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核心能力關聯 |
核心能力與課程規劃關聯圖 |
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課程大綱
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為確保您我的權利,請尊重智慧財產權及不得非法影印
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課程概述 |
1. Introduction to optimal design: design concept and problem formulation
2. Linear Programming (Unconstrained and Constrained)
3. Non-Linear Programming (Unconstrained and Constrained)
4. Multiobjective Optimisation
5. Discrete Optimisation
6. Introduction to Optimal Control
7. Optimal control of joint motion and human movement
8. Design principles of the human musculoskeletal system
9. Bone remodelling
10. Optimal design of prosthetic devices
11. Optimisation methods in the determination of muscle forces
12. Optimisation of surgical and rehabilitation procedures
13. Optimisation of biomechanical data
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課程目標 |
人體之形態與功能在在顯示其演進係依循著某些原則而進行的最佳化過程。基於此，最佳化方法於人體各部及其替代品之研究、設計與開發一向扮演著極為重要的角色。相關生醫機械系統之研發亦不例外。本課程旨在針對生醫機械系統(包括人體)之最佳化做一系統性介紹。作法上，除了課堂講授外，同學們將在老師的指導下，分組選定一生醫機械相關課題做為學期研究之方向。主要目的是讓學生練習如何將實際問題以數學語言描述出來，並學習使用最佳化套裝軟體求解之。其中，並強調所得結果之解釋。課程結束後，學生將對最佳化理論及其於生醫機械之應用有充份的認識，亦具備從事相關研究之能力。 |
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課程要求 |
MATLAB |
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預期每週課後學習時數 |
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Office Hours |
每週三 12:00~13:20 |
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指定閱讀 |
Introduction to Optimum Design |
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參考書目 |
1. Arora, J.S., Introduction to Optiumum Design, John Wiley & Son Ltd, 1998.
2. Mow, V.C. and Hayes, W.C. Basic Orthopaedic Biomechanics, 2nd Edition,
Lippincott-Raven, New York, 1997.
3. Winter, D.A., Biomechanics and Motor Control of Human Movement, John Wiley
& Sons, Inc., 1990.
4. Pennycuick, C.J., Newton rules biology: a physical approach to biological
problems, Oxford University Press, 1992.
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評量方式
(僅供參考) |
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No. |
項目 |
百分比 |
說明 |
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1. |
作業 |
20% |
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2. |
考試 |
30% |
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3. |
報告 |
50% |
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週次 |
日期 |
單元主題 |
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第1週 |
2/24 |
Introduction to optimal design design concept and problem formulation |
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第2週 |
3/03 |
Optimum Design Concepts(I) |
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第3週 |
3/10 |
Optimum Design Concepts(II) |
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第4週 |
3/17 |
Optimum Design Concepts(III) |
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第5週 |
3/24 |
Optimum Design Concepts(IV) |
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第6週 |
3/31 |
Numerical Methods for Unconstrained Optimum Design(I) |
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第7週 |
4/07 |
Numerical Methods for Unconstrained Optimum Design(II) |
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第8週 |
4/14 |
Numerical Methods for Unconstrained Optimum Design(III) |
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第9週 |
4/21 |
Numerical Methods for Unconstrained Optimum Design(IV) |
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第10週 |
4/28 |
Numerical Methods for Constrained Optimum Design(I) |
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第11週 |
5/05 |
Oral Presentation : Final Project Proposals |
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第12週 |
5/12 |
Numerical Methods for Constrained Optimum Design(II) |
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第13週 |
5/19 |
Multiobjective Optimum Design Concepts and Methods |
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第14週 |
5/26 |
INFLUENCE OF SKIN MOVEMENT ARTEFACTS ON THE CALCULATED KINEMATIC GEOMETRY AND JOINT KINETICS OF THE LOCOMOTOR SYSTEM DURING WALKING |
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第15週 |
6/02 |
AN OPTIMIZATION-BASED METHOD FOR THE ESTIMATION OF SUBJECT-SPECIFIC BODY SEGMENT INERTIAL PARAMETERS IN HUMAN MOVEMENT ANALYSIS |
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第16週 |
6/09 |
Bone Remodeling、Multiobjective Optimal Control of Stepping Over Obstacles |
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第17週 |
6/16 |
Dragon boat festival |
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第18週 |
6/23 |
Oral Presentation : Final Project Report |
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第99週 |
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Homework |
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