Dr Kirill Aristovich

Offert par

Introduction to Biomedical Engineering

Université polytechnique d'État de Saint-Pétersbourg

À propos de ce cours

38,676 consultations récentes

The course is aimed at university-level students of all engineering backgrounds, who would like to learn the basics of modern biomedical engineering, including the development of human-robotic interfaces and systems such as bionic prosthetics. 
The course is covering the practical basics of almost everything that a modern biomedical engineer is required to know: electronics, control theory, microcontrollers (Arduino), and high-level programming (MATLAB). All covered disciplines do not require any prior knowledge except university-level mathematics and physics.

By the end of the course, the students will be able to practically understand and design electronic systems for electrophysiological signal acquisition, connect and program the microcontroller, organise the data transmission between a controller and PC, process the acquired signal and control a simple robot with the acquired signal in real-time. 

The course is also providing a platform from which the students can improve their skills further by simply adding more complicated systems and experimenting with more advanced control paradigms.

Although the course is aimed at engineers, it will be also suitable for anyone who is interested in modern R&D as it teaches the practical concepts which are employed by almost any engineering environments around the world involved in designing and prototyping of new ideas, both in academia and industry.

The course was developed by Peter the Great St. Petersburg Polytechnic University with the support of University College London (UCL).

Certificat partageable

Obtenez un Certificat lorsque vous terminez

100 % en ligne

Commencez dès maintenant et apprenez aux horaires qui vous conviennent.

Dates limites flexibles

Réinitialisez les dates limites selon votre disponibilité.

Niveau débutant

Approx. 18 heures pour terminer

Anglais

Sous-titres : Arabe, Français, Portugais (européen), Chinois (simplifié), Italien, Vietnamien, Coréen, Allemand, Russe, Turc, Anglais, Espagnol

Ce que vous allez apprendre

How to design and analyse the electronics related to the weak signal acquisition, particularly electrophysiology

How to analyse electro-mechanical systems and design the closed-loop controllers for them

How to code in Arduino for real-time control applications

How to code in MATLAB for advanced signal processing

Compétences que vous acquerrez

MATLAB programmingControl TheoryEmbedded programmingRoboticsElectronics

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Niveau débutant

Approx. 18 heures pour terminer

Anglais

Sous-titres : Arabe, Français, Portugais (européen), Chinois (simplifié), Italien, Vietnamien, Coréen, Allemand, Russe, Turc, Anglais, Espagnol

Enseignant

Évaluation de l'enseignant

4.43/5 (44 notes)

Dr Kirill Aristovich

PhD in Electrical Engineering

Assistant Professor at UCL, Visiting Lecturer at Peter the Great St. Petersburg Polytechnic University

12,759 étudiants

1 cours

Offert par

Université polytechnique d'État de Saint-Pétersbourg

Peter the Great St. Petersburg Polytechnic University has a long-standing and successful history over 100 years where a great deal of important discoveries and inventions have been made. It was founded in 1899.

SPbPU has recently become the "National Research University" – a recognized Russian and international leader in the field of engineering and economic education with a rich educational, scientific and innovation infrastructure. The University is a member of Academic Excellence program among Russian Universities “5-100-2020”. SPbPU is listed in the QS World University Rankings (471-480) and Times Higher Education (113th position among European universities). SPbPU is a leading university of Russia with over than 26 000 students and postgraduates, 4500 of them are foreign citizens from 115 countries. The University is carrying out education and research activities in the following areas: natural science, engineering, economics and humanities. SPbPU trains specialists in 49 Bachelor Degree programs and 200 Master Degree programs, including 20 international Master Degree programs taught in English, 90 PhD programs and Doctorate programs. The University is proud of its longstanding traditions of international cooperation with many foreign educational institutions, research organizations and industrial companies. Among the partners of the University are 293 universities and 90 partner companies from 68 countries.

Programme du cours : ce que vous apprendrez dans ce cours

Semaine

Semaine 1

5 heures pour terminer

Electronics

In this module, we introduce the basics of electronics and an overview of the field. We explain analogue and digital electronics, introduce basic components and discuss how to read and understand principle diagrams. We talk about amplifiers and filters in detail and learn how and why to apply them for biomedical signal acquisition.

5 heures pour terminer

4 vidéos (Total 44 min), 9 lectures, 3 quiz

4 vidéos

What's this course about?2 min

Diodes and Transistors16 min

Amplifiers10 min

Filters13 min

9 lectures

Welcome to the course5 min

Syllabus10 min

Literature10 min

Introductory survey1 min

Join us3 min

Lecture Notes45 min

Electronics main question10 min

3 exercices pour s'entraîner

Check yourself15 min

Test 1 – Graded Quiz15 min

Check your Exercise 145 min

Semaine

Semaine 2

4 heures pour terminer

Control theory

This module gives an introduction to Laplace transform and transfer functions. We analyse various mechanical and electrical closed-loop systems and show how to predict the system performance and stability. Finally, we introduce and analyse the PID controller as the most universal tool for the closed-loop control and show how to control a DC motor.

4 heures pour terminer

3 vidéos (Total 18 min), 4 lectures, 3 quiz

3 vidéos

Introduction to the control theory6 min

1st and 2nd order systems analysis5 min

PID controller5 min

4 lectures

Lecture Notes45 min

Control Theory Main Last Question10 min

3 exercices pour s'entraîner

Check yourself15 min

Test 2 – Graded Quiz15 min

Check your Exercise 245 min

Semaine

Semaine 3

4 heures pour terminer

Real-time Embedded Systems (Arduino)

In this module, we discuss the basics of embedded systems. We are using Arduino as a basic platform. We introduce the syntax and structure of Arduino language, discussing timing, loops, functions, and serial interface. The concept of interruption is introduced and discussed in detail with examples. We consider several basic embedded applications and finishing with the practical coding of a fully-functional embedded PID controller for the DC motor.

4 heures pour terminer

4 vidéos (Total 27 min), 4 lectures, 3 quiz

4 vidéos

Basics of coding for digital controlled7 min

Loops, functions, interruptions6 min

System components and hardware7 min

PID controller5 min

4 lectures

Lecture Notes45 min

Embedded real time systems main question10 min

3 exercices pour s'entraîner

Check yourself15 min

Test 3 – Graded Quiz15 min

Check your Exercise 345 min

Semaine

Semaine 4

5 heures pour terminer

High-level programming and complex control (MATLAB)

This module introduces the basics of MATLAB programming, basic syntax and common commands. We discuss the implementation of a serial interface between the embedded system and MATLAB and learn how to apply signal processing techniques like digital filtering and RMS calculations in real-time. Finally, we assemble all previously learned components together and implement an expandable and scalable platform for a bionic prosthetic device. The platform is featuring EMG signal amplification, filtering, ADC, microcontroller-PC interface, and closed-loop control of the DC motor in real-time with the parameters extracted from the EMG.

5 heures pour terminer

3 vidéos (Total 26 min), 4 lectures, 3 quiz

3 vidéos

Basics of coding in Matlab7 min

Serial interface and filters7 min

Closed-loop control of bionic prosthetics10 min

4 lectures

Lecture Notes45 min

Main Coursework10 min

3 exercices pour s'entraîner

Check yourself15 min

Test 4 – Graded Quiz15 min

Check your Coursework2 h

Foire Aux Questions

Quand aurai-je accès aux vidéos de cours et aux devoirs ?
L’accès à des vidéos de cours et des devoirs dépend de votre type d’inscription. Si vous suivez un cours en mode auditeur libre, vous pourrez voir la plupart des contenus de cours gratuitement. Pour accéder aux devoirs notés et obtenir un certificat, vous devrez acheter une expérience de certificat, pendant ou après avoir assister au cours en tant qu’auditeur libre. Si vous ne visualisez pas l’option auditeur libre :
Il est possible que le cours ne propose pas d’option auditeur libre. Vous pouvez en revanche accéder à un essai gratuit ou faire une demande d'aide financière.
Le cours propose peut-être « Cours complet, aucun certificat » à la place. Cette option vous permet de voir tous les contenus de cours, de soumettre les évaluations requises et d'obtenir une note finale. Cependant, vous ne pourrez pas acheter une expérience de certificat.
À quoi ai-je droit si j'achète le Certificat ?
Lorsque vous achetez un Certificat, vous bénéficiez d'un accès à tout le contenu du cours, y compris les devoirs notés. Lorsque vous avez terminé et réussi le cours, votre Certificat électronique est ajouté à votre page Accomplissements. À partir de cette page, vous pouvez imprimer votre Certificat ou l'ajouter à votre profil LinkedIn. Si vous souhaitez seulement lire et visualiser le contenu du cours, vous pouvez accéder gratuitement au cours en tant qu'auditeur libre.
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Oui, Coursera fournit une Aide Financière aux étudiants n'ayant pas les moyens d'acquitter les frais. Pour en faire la demande, cliquez sur le lien Aide Financière situé sous le bouton S'inscrire ci-contre à gauche. Vous serez invité(e) à déposer une demande et vous serez averti(e) si elle est acceptée. En savoir plus.
Puis-je obtenir des crédits universitaires si je réussis le Cours ?
Ce Cours n'est pas associé à des crédits universitaires, mais certaines universités peuvent décider d'accepter des Certificats de Cours pour des crédits. Vérifiez-le auprès de votre établissement pour en savoir plus. Les Diplômes en ligne et les Certificats Mastertrack™ sur Coursera apportent la possibilité d'obtenir des crédits universitaires.

D'autres questions ? Visitez le Centre d'Aide pour les Etudiants.

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