Plan docente de la asignatura

 

 

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El rector de la Universidad de Barcelona ha resuelto, en fecha 3 de abril de 2020, de acuerdo con el presidente de la Generalitat, la consejera de Empresa y Conocimiento, y los rectores y rectoras de las demás universidades catalanas, suspender la docencia presencial correspondiente al segundo cuatrimestre hasta la finalización del curso. Este hecho obliga a adaptar la planificación de la docencia presencial a la modalidad de docencia en línea y, en consecuencia, también puede implicar la modificación de algunos de los apartados del plan docente de las asignaturas. La descripción de los cambios se recoge en una adenda al final del plan docente original.



Datos generales

 

Nombre de la asignatura: Microchips Biomédicos

Código de la asignatura: 364596

Curso académico: 2019-2020

Coordinación: Pedro Luis Miribel Catala

Departamento: Departamento de Ingeniería Electrónica y Biomédica

créditos: 3

Programa único: S

 

 

Horas estimadas de dedicación

Horas totales 75

 

Actividades presenciales y/o no presenciales

30

 

-  Teórico-práctica

Presencial

 

30

Trabajo tutelado/dirigido

10

(Actividades indicadas en el Campus.)

Aprendizaje autónomo

35

 

 

Recomendaciones

 

Seguir toda la documentación que se cuelga en el Campus Virtual y tenerla disponible a la hora de hacer la clase presencial teórica y práctica.

 

 

Competencias que se desarrollan

 

   -

Conocimiento de materias básicas y tecnológicas, que le capacite para el aprendizaje de nuevos métodos y tecnologías, así como que le dote de una gran versatilidad para adaptarse a nuevas situaciones (Personal)

   -

Habilidad para trabajar de manera autónoma (Personal)

   -

Capacidad para utilizar herramientas informáticas de búsqueda de recursos bibliográficos o de información relacionada con las tecnologías médicas y la bioingeniería. (Personal)

   -

Capacidad para el acceso a estudios posteriores desarrollando una actitud positiva para mantener actualizados los conocimientos en un proceso de formación continuada y proporcionando la suficiente amplitud y profundidad para el acceso a la formación de postgrado en el ámbito de la enseñanza avanzada de la ingeniería biomédica

Objetivos de aprendizaje

 

Referidos a conocimientos

— Adquirir el concepto de biochip y conocer la amplia familia de dispositivos relacionados con el ámbito.
— Conocer el proceso de diseño de un dispositivo microelectrónico en el ámbito biomédico, desde la concepción de la idea inicial hasta la implementación final, mostrando algunos ejemplos. Con esta finalidad se plantea una programación gradual de la asignatura por lo que respecta a los conocimientos.
— Iniciarse en los conocimientos básicos necesarios sobre la tecnología CMOS.
— Conocer los fundamentos del diseño microelectrónico analógico, primordialmente, y ciertos apuntes al diseño mixto. A partir de estos fundamentos se combina la electrónica con su integración con elementos de interés en el ámbito. Desde la visión de los biosensores para diferentes aplicaciones: por ejemplo, tratando una introducción a los biosensores y su aplicación en el ámbito de los Point-of-Care, los conceptos de los dispositivos on-body e implantables, y sensores de imagen.
— Presentar una introducción a las problemáticas sobre la biocompatibilidad. Hay que tener presente la dimensión de la asignatura, que pretende dar una visión introductoria en estos temas. A partir de un proyecto a desarrollar durante el curso, como hilo conductor, se irá avanzando en los fundamentos de la asignatura, para luego entrar en la parte más especializada.

 

Referidos a habilidades, destrezas

— Capacitar para trabajar de manera autónoma y en equipo, buscar información específica, hacer primeros diseños electrónicos, etc. Hay que organizarse bien el trabajo fuera del aula, en cuanto a la preparación de materiales, lectura de materiales (capítulos de libros programados, artículos, etc.); debe llevarse al día la programación de tareas, etc.

 

 

Bloques temáticos

 

1. Introducción. ¿Qué son los biochips?

*  
¿Qué son los biochips? Tipologías. Necesidades. Ámbitos y aplicaciones. Introducción a los POC (Point-of-care); ejemplos discretos/integrados. Conceptos de los Body Sensor Networks. Wearables. Implantables. Otros ejemplos

2. Tecnología

*  
1.1. Introducción al proceso CMOS y a los transistores MOSFET / CMOS process and MOSFET Transistors

1.2. Modelo eléctrico. Regiones de trabajo. Pequeña señal / Electric model. Operating regions. DC and AC analysis

1.3. Introducción al diseño y a la fabricación de circuitos integrados (IC) / Introduction to ASICs technologies

3. Introducción al diseño de circuitos electrónicos analógicos CMOS / CMOS Analog Circuits

*  
2.1. Etapas CMOS básicas / Basic CMOS modules

2.2. Amplificadores CMOS básicos, single-ended y diferenciales / Basic Amplifiers

2.3. Filtros/Filters

2.4. Comparadores/Comparators

2.5. Conceptos relacionados con la Energy Harvesting y el Power-management

4. Digitalización de señales analógicas y tratamiento de ruido / Fundamentos in Mixed-Signals Design

*  
4.1. Ruido/Noise

4.2. Introducción a los ADC  / Introduction to ADCs

5. Sensores. Transversal durante el curso

6. Ejemplos de realizaciones. Tema transversal

*  
Realizaciones de plataformas POC

Ejemplo de implantables

Otros ejemplos. Ámbito BioXIOPS

7. Proyecto transversal durante el curso

 

 

Metodología y actividades formativas

 

Las clases son teóricas y prácticas. Es importante la parte de trabajo autónomo y estar al día.

Carácter presencial.

Preferentemente la docencia se imparte en inglés.

Las actividades están fijadas por las programaciones de lecturas de los materiales preparados (transparencias, artículos, capítulos de libros, etc.), antes y después de las sesiones, resolución de cuestionarios en las clases, trabajos en grupo programados, realización de problemas, etc.

El mismo proyecto se plantea dentro de un entorno de simulación «conocido» por parte de los estudiantes, del tipo SPICE.

 

 

Evaluación acreditativa de los aprendizajes

 

La asignatura tiene una fuerte carga de trabajo fuera del aula, de manera que se plantea una evaluación continua a partir de:

— las tareas asignadas de lecturas, resúmenes y trabajo participativo en el aula (30-40 %)
— el proyecto que hay que presentar durante el curso (40 %)
— final de síntesis - examen: 10 al 20 %

Las actividades las fijan las programaciones de lecturas, antes de las sesiones, de los materiales preparados (transparencias, artículos, etc.), la resolución de cuestionarios en las clases, trabajos en grupo programados, etc. El mismo proyecto se plantea dentro de un entorno de simulación «conocido» por parte de los estudiantes, del tipo SPICE.

 

Evaluación única

En caso de que se siga esta vía, habrá que presentar de forma obligatoria el trabajo del proyecto de la asignatura, así como las tareas que determine el profesor. La nota se obtiene de la prueba de síntesis final (60 %) y el proyecto (40 %).

 

 

Fuentes de información básica

Consulteu la disponibilitat a CERCABIB

Libro

A CMOS Self-Powered Front-End Architecture for Subcutaneous Event-Detector Devices: Three-Electrodes Amperometric Biosensor Approach.

J. Colomer-Farrarons and P. Miribel-Català

Publication Date: February 25, 2011 | ISBN-10: 9400706855 | ISBN-13: 978-9400706859 | Edition: 2011

  Enllaç

Llibres fonaments disseny / Design books

CMOS Circuit Design, Layout, and Simulation, 3rd Edition (IEEE Press Series on Microelectronic Systems)

R. Jacob Baker.

Publication Date: September 7, 2010 | ISBN-10: 0470881321 | ISBN-13: 978-0470881323 | Edition: 3

  Enllaç

Llibres fonaments disseny / Design books

Fundamentals of Microelectronics

B. Razavi.

Publication Date: January 28, 2008 | ISBN-10: 0471478466 | ISBN-13: 978-0471478461 | Edition: 1

  Enllaç

Llibre de fonaments / Fonamentals

Microelectronic Circuits (The Oxford Series in Electrical and Computer Engineering)

Sedra/Smith

Publisher: Oxford University Press, USA; 6 edition (December 15, 2009)

Language: English| ISBN-10: 0195323033 | ISBN-13: 978-0195323030

  Enllaç

Capítulo

Farem referència a diferents materials disponibles en format OPENSOURCE (INTECH).

Alguns exemples:

http://www.intechopen.com/books/semiconductor-technologies/semiconductor-processes-and-devices-modelling

http://www.intechopen.com/books/state-of-the-art-in-biosensors-general-aspects/review-on-the-design-art-of-biosensors

http://www.intechopen.com/books/state-of-the-art-in-biosensors-general-aspects/bioelectronics-for-amperometric-biosensors

 

 

Artículo

Farem diferents referències a material disponible via l’IEEE que pot ser visualitzat des d’ordinadors amb IP de la UB.

http://ieeexplore.ieee.org/Xplore/home.jsp

Texto electrónico

Hi haurà transparències pròpies per a l’assignatura, disponibles via el Campus Virtual.

 

 

ADAPTACIÓN DEL PLAN DOCENTE A LA MODALIDAD DE DOCENCIA EN LÍNEA, ANTE LA CRISIS DE LA COVID-19, DURANTE EL CURSO 2019-2020

 

Metodología docente y actividades formativas:

Se han orientado las sesiones a las clases vía en línea gracias a la plataforma Skype empresarial UB. La herramienta ha funcionado perfectamente y no ha sido necesario buscar otras opciones dentro del CV (Campus Virtual) o externas. La asignatura ya tiene materiales de apoyo en forma de PowerPoint, y materiales asociados para las actividades ya programadas a nivel de ejercicios de simulación y proyecto. Se ha hecho sesión extra de tutoría en línea. Hay realimentación entre las dudas que tienen los estudiantes y el profesor. Se han generado y se generan materiales de problemas resueltos como apoyo.

Sobre la evaluación:

La asignatura no se ha visto afectada por esta vía, básicamente vía continua. Ya tiene asociadas tareas para la evaluación continua: lecturas programadas, actividades de simulación de circuitos, generación de informes, etc., así como el propio proyecto de la asignatura.

Los % de peso de los elementos de evaluación, según PD, de la asignatura, se han modificado ligeramente:

Actividades un 40 %, Proyecto 45 % y examen 15 %.

Respecto a la prueba de síntesis:

La asignatura ya tiene programado un examen de síntesis que es tipo open-book y/o con los apuntes de la asignatura. Por lo tanto el planteamiento es hacer un examen vía Campus Virtual, de pregunta abierta, donde hay que colgar un documento pdf del problema hecho, para corregir, y como evidencia. La idea es que cada estudiante tenga un problema diferente. En modo "nuevo", podría pedir intervención vía Skype_UB para prueba oral, de corta duración, simplemente tipo entrevista de confirmación de conocimientos, con peso dentro de la prueba de síntesis, como una pregunta más.

Si alguien pide revisión, se pedirá que se notifique a través del Campus, y se programará sesión vía Skype_UB (en línea) para el particular.

A nivel de reevaluación, si fuera el caso, se mantiene todo lo programado, y sería también examen vía Campus Virtual, en caso de que no pueda ser presencial.


Evaluación única:

En principio no se ha modificado nada. Todos los estudiantes se evalúan mediante la evaluación continua, haciendo las actividades durante el curso que llevamos, etc.