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教学时程


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审定:无
翻译:唐小慧(简介并寄信)
编辑:陈盈(简介并寄信)


这个时间表反映了这门课程综合的时间安排,包括授课,阅读,作业和深入研究的链接。
This calendar reflects the comprehensive schedule for the course, including lectures, readings, assignments, and even links for further exploration.

课程板块 #
COURSE BLOCK #

LECTURES
阅读,参考和链接
READINGS, REFERENCES, AND LINKS
提示
REMINDERS
1

背景
Background

  • 课程概要
    Course outline
  • 宇航员的工作
    Astronaut Performance
  • 空间站研究和火星任务(概述)
    Space Station research and Mars mission (overviews)
  • 医学生理学教材资料
    Textbook of Medical Physiology Handout
  • 国际空间站(ISS)研究 (PDF - 2.8 MB)
    ISS Research (PDF - 2.8 MB)
  • 人类的火星探索:参考任务和考虑
    Human Exploration of Mars: Reference
    Mission and Considerations
  • 阅读作业
    Reading Assignments
  • 自我评估表(PDF)
    Self-assessment form (PDF)
2

在极限环境下的探索
Exploration in Extreme Environments

  • ICE
    ICE
  • 长时间的飞行
    Long-duration flight
  • 大胆的努力
    Bold Endeavors
  • Stuster, J., C. Bachelard, and P. Suedfeld. 〈长时间进行ICE任务时行为问题的相对重要性〉,《航空太空环境医学》 (9月 2000): A17-A25.
    Stuster, J., C. Bachelard, anbrd P. Suedfeld.
    "The relative importance of behavioural issues
    during long-duration ICE missions." Aviat.
    Space Env. Med.
    (September 2000): A17-A25.
  • Brubakk, A. 〈人类在极限环境〉, 《航空太空环境医学》 (9月 2000): A126-A130.
    Brubakk, A. "Man in Extreme Environments."
    Aviat. Space Env. Med. (September 2000): A126-A130.
  • Stuster, J. 〈大胆努力:来自极地和太空探索的动作教训〉.《重力空间生物学报告》13(2) (June 2000).
    Stuster, J. "Bold Endeavors: Behavioral Lessons from
    Polar and Space Exploration." Grav. Space Bio Bulletin
    13(2) (June 2000).
3

极限环境(续)
Extreme Environments (cont.)

  • 南极洲
    Antarctica
  • 西伯利亚
    Siberia
  • 火星
    Mars
  • 极限环境中的人类表现协会:
    Society for Human Performance in Extreme Environments:
    www.hpee.org
  • Bob Helmreich教授在德克萨斯大学的研究:
    Prof. Bob Helmreich's research at U of Texas: http://homepage.psy.utexas.edu/homepage
    /group/HelmreichLAB/
  • 俄罗斯对极端环境下的心理学研究
    Russian studies on psychology in extreme conditions
4

火星上的生命?
Life on Mars?

  • 南极洲
    Antarctica
  • 西伯利亚
    Siberia
  • 火星
    Mars
5 指南
Tutorial Offered
  • Saleh, Joseph. "Introduction to Matlab and Simulink." (1998)
E53-220
6 NASA 的太空船外活动与 维生
NASA EVA & Life Support
7

太空中骨的变化
Bone Changes in Space

  • 文献
    Literature
  • 定义
    Definitions
  • 失败的分析
    Failure analysis
  • 骨折的危险
    Fracture risk
  • 曲梁模型
    Curved beam model
  • 材料道具
    Material properties
  • 介绍太空飞行对骨骼的影响
    Introduction to Skeletal Effects of Space Flight
  • Newman/Schaffner的介绍
    Newman/Schaffner presentation
  • 太空飞行模型的改造<>Bone Modeling assignment brhanded out (PDF)

    (HW#1)
8

Modeling Space Flight Alterations

  • 瞬间惯性
    Moment of inertia
  • 密度(系数)
    Density (Modulus)
  • 肌肉力量对骨压力的影响
    Muscle force effects on bone stress
  • 计算
    Countermeasures
  • 技术(飞行 DXA)
    Technology (flight DXA)
  • Beck, T. J., F. A. Mourtada, et al.〈对最接近的大腿骨的DEXA曲梁模型的试验检测〉,《整形外科研究期刊》16(3) (1998): 394-398.
    Beck, T. J., F. A. Mourtada, et al. "Experimental Testing of a DEXA-Derived Curved Beam model of the Proximal Femur." Journal of Orthopaedic Research 16(3) (1998): 394-398.
  • Beck, T. J., C. B. Ruff, et al. 〈对来自骨矿数据的大腿骨颈力量的预测:结构性方法〉,《放射线学研究》 25(1) (1990): 6-18.
    Beck, T. J., C. B. Ruff, et al. "Predicting Femoral Neck Strength from Bone Mineral Data: A Structural Approach." Investigative Radiology 25(1) (1990): 6-18.
9

机械式模型
Mechanical Models

  • 太空飞行的改变
    Space Flight Changes
  • 肌肉模型
    Muscle Model
  • 张力-强度曲线
    Tension-Length Curves
  • 张力-速度曲线
    Force-Velocity Curves
  • 肌梭和牵张反射
    Muscle Spindle and Stretch Reflexes
  • Saleh, Joseph.〈肌节、抽搐和相等张力关系:数学模型和含义〉(2000): 34 页.
    Saleh, Joseph. "Sarcomere, twitch and isometric tension-length relation: mathematical models and implications." (2000): 34 pages.
  • 上交作业1 (PDF)
    (PDF)
  • 布置肌肉作业(PDF) (作业2)
    Muscle assignment handed out (PDF)

    (HW#2)
10

多体动力学
Multibody Kinematics

  • 同等转化
    Coordinate Transformations
  • 差别关系
    Differential Relationships

多体动力学
Multibody Dynamics

  • Lagrangian 公式
    Lagrangian Formulation
  • 动力学仿真
    Dynamic Simulation
11

生物机械控制
Biomechanical Control

  • 阻抗/ PID 控制
    Impedance / PID Control
  • 适应性控制
    Adaptive Control
  • 最佳控制
    Optimal Control
  • 提交肌肉作业 (PDF) (提交作业2)
    Muscle assignment due (PDF)

    (HW#2 Due)
测试1
Quiz 1
测试解答 (PDF)
Quiz Solutions (PDF)
12

心血管结构 I
Cardiovascular Mechanics I

  • 外围循环模型
    Models of the peripheral circulation
  • 像泵一样的心脏
    The heart as a pump
  • 完整系统模型
    Modeling of the intact system
  • Mark, Roger G., and Roger D. Kamm.〈定量生理学:器官传输系统〉,《心血管系统控制与综合的课堂笔记》(I, II, III) (2000).
    Mark, Roger G., and Roger D. Kamm. "Quantitative Physiology: Organ Transport Systems." Class Notes on Cardiovascular Mechanics (I, II, III) (2000).
  • Berne and Levy,《生理学》,章节: 21, 23和26
    Chapters: 21, 23, and 26 in Berne and Levy, Physiology.
13

心血管的控制
Cardiovascular Control

  • 固有规定
    Intrinsic regulation
  • 外在运用
    Extrinsic application
  • Mark, Roger G., and Roger D. Kamm.〈定量生理学:器官传输系统〉,《心血管系统控制和综合的课堂笔记》 (2000).
    Mark, Roger G., and Roger D. Kamm. "Quantitative Physiology: Organ Transport Systems." Class Notes on Control and Integration in the Cardiovascular System (2000).
  • Berne and Levy,《生理学》章节: 28 .
    Chapter: 28 in Berne and Levy, Physiology.
  • 提交心脏作业 (PDF)(作业3)
    Cardio assignment handed out (PDF)(HW#3)
  • 继续自我评估(PDF)
    Ongoing Self-assessment (PDF)
14

心血管的仿真
Cardiovascular Simulation

  • 太空飞行变化建模 (PDF - 2.7 MB)
    Modeling space flight changes
  • 对策
    Countermeasures
  • 提交自我评估
    Self-assessment due
设计日
Design Day
  • 学期专题(“太空练习”),学生专题
    2002Term Projects, Spacercise! student project 2002
上交心脏作业 (PDF)
Cardio assignment due (PDF)

(HW#3 Due)
15

对策
Countermeasures

  • 视觉再定位
    Visual Reorientation
  • 幻象和空间记忆
    Illusions and Spatial Memory
  • 人造重力
    Artificial Gravity
  • 虚拟现实实验室 (PDF - 1.5 MB) 和人造重力 (PDF)示范
    VR lab (PDF - 1.5 MB) and Artificial Gravity (PDF) demonstrations
  • Erika Brown/Jessica Marquez 关于“太空练习”的简要讨论。
    Brief discussion by Erika Brown/Jessica Marquez on Spacercise!
布置神经前庭作业(PDF) (作业4)
Neurovestibular assignment handed out (PDF)

(HW#4)
16

飞行和太空的神经问题
Neurovestibular Problems in Aviation and Space

  • 幻象和方向知觉的丧失
    Illusions and Disorientation
  • 太空运动疾病
    Space motion sickness
  • Lathan, Corinna E., and Gilles Clement.〈太空生命科学的基本原则〉,《对太空飞行时神经系统的反应》,章节5, 65-82.
    Lathan, Corinna E., and Gilles Clement. "Fundamentals of Space Life Sciences." Response of the Neurovestibular System to Spaceflight: Chap. 5, 65-82.
  • Oman, Charles M.〈运动疾病:感觉冲突理论的综合评估〉,《加拿大生理学药学期刊》 (1988): 10页.
    Oman, Charles M. "Motion sickness: a synthesis and evaluation of the sensory conflict theory." Canadian Journal of Physiology and Pharmacology (1988): 10 pages.
17

感觉互相作用的模型
Models for Sensory Interaction

  • 眼部的运动,姿势反射路径
    Eye movements, Postural Reflex Pathways
  • 视觉和方向的速率存储观测模型
    Observer Model for Velocity Storage in VO
神经前庭书籍和图1, 2, 3, 4, 5, 6, 7和8
Neurovestibular book chapter and separate figures 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, and 8)
18 视觉和方向
Vision and Orientation
  • 学期专题
    Term Projects
设计日
Design Day
19

太空飞船外活动I:操作
EVA I: Operations

  • 哈勃太空船外活动
    Hubble EVA
  • 航天飞船舱外活动
    Space Shuttle EVA
  • 由Ed Hodgson, Hamilton Sunstrand 概述宇航员在太空船外的活动(PDF)
    EVA presentation given by Ed Hodgson, Hamilton Sunstrand (PDF)
  • Newman, Dava, and Michael Barratt.〈太空生命科学基本原理〉,《太空船外维生和工作问题》:章22, 337-364. (PDF)
    Newman, Dava, and Michael Barratt. "Fundamentals of Space Life Sciences." Life Support and Performance Issues for Extravehicular Activity: Chap. 22, 337-364. (PDF)
设计日
Design Day
  • 学期专题
    Term Projects
20

太空飞船外活动 II:研究
EVA II: Research

  • 适当的建模
    Suit Modeling
  • 机器人技术
    Robotics
  • 未来的设计
    Future Design
设计专题
Design Project
学生的学期陈述
Student Term Presentations
设计专题
Design Project
  • 学生的学期陈述
    Student Term Presentations
  • 测试2 -课后
    Quiz 2-Take Home
设计专题
Design Project

无课
No Lecture
测试2
Quiz 2 due
  • 期末自我评估 (PDF)
    Final Self-assessment form (PDF)