Misją Zakła­du Inży­nie­rii Obli­cze­nio­wej i Bio­me­dycz­nej jest kształ­ce­nie oraz pro­wa­dze­nie badań nauko­wych w zakre­sie zaawan­so­wa­nych ana­liz nume­rycz­nych oraz sze­ro­ko poję­tej inży­nie­rii bio­me­dycz­nej.

Pra­cow­ni­cy Zakła­du w ramach reali­zo­wa­nych prac badaw­czych są zorien­to­wa­ni na roz­wój metod kom­pu­te­ro­wych oraz ich prak­tycz­ne zasto­so­wa­nie do opra­co­wy­wa­nia nowa­tor­skich roz­wią­zań pro­jek­to­wych i tech­no­lo­gicz­nych na pozio­mie ana­li­zy zacho­dzą­cych zja­wisk i pro­ce­sów w ska­li nano‑, mikro- i makro­sko­po­wym. Róż­no­rod­ność podej­mo­wa­nych zagad­nień pozwo­li­ła na opra­co­wa­nie wie­lu autor­skich metod i algo­ryt­mów bada­nia kon­struk­cji, wie­lo­czło­no­wych ukła­dów ciał oraz struktur/mikrostruktur.

W obsza­rze inży­nie­rii obli­cze­nio­wej pro­wa­dzo­ne są pra­ce badaw­cze doty­czą­ce obsza­rów mecha­ni­ki mate­ria­łów i kon­struk­cji, geo­me­cha­ni­ki, mecha­ni­ki pły­nów, opty­ma­li­za­cji oraz pro­gra­mo­wa­nia. W głów­nej mie­rze reali­zo­wa­ne są zaawan­so­wa­ne bada­nia nume­rycz­ne uwzględ­nia­ją­ce: mode­lo­wa­nie kon­sty­tu­tyw­ne mate­ria­łów i bio­ma­te­ria­łów, symu­la­cje pro­ce­sów i zja­wisk szyb­ko­zmien­nych, mode­lo­wa­nie prze­pły­wu krwi w naczy­niach ludz­kich, mode­lo­wa­nie i symu­la­cja struk­tur komór­ko­wych wyko­na­nych w tech­no­lo­gii rapid-pro­to­ty­ping oraz opty­ma­li­za­cji kon­struk­cji i struk­tur inży­nier­skich, a tak­że bio­in­ży­nier­skich. Dzię­ki wyko­rzy­sta­niu wyso­ko wydaj­nych kla­strów obli­cze­nio­wych moż­li­we jest uzy­ska­nie roz­wią­zań dla kil­ku lub nawet kil­ku­dzie­się­ciu milio­nów zmien­nych.

W zakre­sie inży­nie­rii bio­me­dycz­nej pra­cow­ni­cy Zakła­du kon­cen­tru­ją się głów­nie na ana­li­zie ruchu i pomia­rze sił w ukła­dzie kost­no-sta­wo­wo-mię­śnio­wym, pomia­rze aktyw­no­ści mię­śni, ana­li­zach prze­pły­wu krwi oraz bada­niu ukła­dów i struk­tur wewnętrz­nych. Szcze­gól­ną uwa­gą oto­czo­ne są róż­ne­go rodza­ju pato­lo­gie, ich przy­czy­ny, mecha­ni­zmy powsta­wa­nia i roz­wo­ju, a tak­że ana­li­za skut­ków dla całe­go orga­ni­zmu. Dzię­ki inter­dy­scy­pli­nar­ne­mu podej­ściu, wie­dzy i doświad­cze­niu w zakre­sie metod kom­pu­te­ro­wych
i eks­pe­ry­men­tal­nych mecha­ni­ki, pra­cow­ni­cy Zakła­du wspie­ra­ją powsta­wa­nie nowych metod oraz tech­no­lo­gii wspie­ra­ją­cych pro­ce­sy dia­gno­stycz­ne i reha­bi­li­ta­cyj­no-lecz­ni­cze.

Wyko­rzy­sty­wa­ne i roz­wi­ja­ne meto­dy i algo­ryt­my obli­cze­nio­we:

  • Meto­da Ele­men­tów Skoń­czo­nych (MES),
  • Ana­li­zy ukła­dów wie­lo­czło­no­wych (Mul­ti­bo­dy),
  • Ana­li­zy w zakre­sie mecha­ni­ki pły­nów CFD (Com­pu­ta­tio­nal Flu­id Dyna­mics),
  • Meto­dy bez­siat­ko­we SPH (Smo­othed Par­tic­le Hydro­dy­na­mic),
  • Meto­da ele­men­tów dys­kret­nych DEM (Discre­te Ele­ment Method).
  • Peri­dy­na­mics,

Reali­zo­wa­ne bada­nia eks­pe­ry­men­tal­ne (m.in.):

  • Bada­nia akty­wa­cji mię­śni (EMG),
  • Pomia­ry i ana­li­za ruchu z wyko­rzy­sta­niem sys­te­mów mar­ke­ro­wych i/lub sys­te­mów iner­cyj­nych,
  • Bada­nia ergo­no­me­trycz­ne koń­czyn gór­nych i dol­nych,
  • Bada­nia postu­ro­gra­ficz­ne,
  • Ana­li­zy cho­du oraz bie­gu,
  • Bada­nia z wyko­rzy­sta­niem plat­form dyna­mo­gra­ficz­nych (sko­ki, upad­ki, chód, bieg),
  • Bada­nia z wyko­rzy­sta­niem wir­tu­al­nej rze­czy­wi­sto­ści,
  • Pomia­ry geo­me­trii (skand 3D),
  • Ana­li­zy i pomia­ry z wyko­rzy­sta­niem cyfro­wej kore­la­cji obra­zu,
  • Pomia­ry i bada­nia struk­tur i mikro­struk­tur,
  • Bada­nia wytrzy­ma­ło­ścio­we (sta­tycz­ne i dyna­micz­ne).