شرائح العرض للمحاضرة الثانية عن النمذجة والمحاكاة

1. ‫مقدمة يف اهلندسة الطبية‬
‫احملاضرة الثانية: النمذجة واحملاكاة‬
Prepared by: Dr Nazeeh Alothmany, @nothmany,
http://nothmany.kau.edu.sa, http://alothmany.me

2. ‫النمذجة واحملاكاة‬
‫• النموذج هو متثيل مرئي للمعرفة‬
‫يساهم يف تبسيط األفكار وجتربتها‬
‫بشكل أويل قبل التطبيق العملي‬
‫ومنها مناذج املباين‬
‫• احملاكاة هي عملية تقليد لعملية‬
‫فيزيائية أو أداة حقيقية هبدف دراسة‬
‫النتائج املتوقعة ومنها جهاز حماكاة‬
‫الطريان وحماكاة القيادة للمعاقني‬
‫,‪Prepared by: Dr Nazeeh Alothmany, @nothmany‬‬
‫‪http://nothmany.kau.edu.sa, http://alothmany.me‬‬

3. ‫• فكروا يف أمثلة اخرى للمحاكاة والنمذجة‬
‫• التشبيه البليغ باللغة العربية هو منوذج لتقريب املفاهيم‬
‫• املسافة تساوي السرعة ضرب الزمن هو منوذج حملاكاة عملية كة واالنتقال‬
‫احلر‬
‫من مكان ملكان‬
‫,‪Prepared by: Dr Nazeeh Alothmany, @nothmany‬‬
‫‪http://nothmany.kau.edu.sa, http://alothmany.me‬‬

4. ‫النمذجة يف اهلندسة الطبية‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫تستخدم النمذجة بشكل متواصل ومستمر يف اهلندسة الطبية‬
‫يتم النظر للوظائف اليت يؤديها جسم اإلنسان على أهنا وظائف ألجهزة معينة.‬
‫يتعامل املهندس الطيب مع جسم اإلنسان على أنه جهاز يؤدي وظيفة معينة‬
‫يف حالة وجود عطل يف اجلهاز يقوم املهندس الطيب بإصالح اجلهاز كأنه جهاز كهروميكانيكي.‬
‫و‬
‫سنقوم خالل الربنامج بالنظر لعدد من هذه النماذج وعدد من هذه األجهزة لنتعلم ما هي اهلندسة‬
‫الطبية‬
‫,‪Prepared by: Dr Nazeeh Alothmany, @nothmany‬‬
‫‪http://nothmany.kau.edu.sa, http://alothmany.me‬‬

5. ‫أمثلة للنمذجة يف جسم اإلنسان‬
‫• وظيفة القلب:‬
‫– ضخ واستقبال الدم من وإىل جسم اإلنسان‬
‫– هل هناك جهاز يقوم بعملية ضخ واستقبال السوائل؟‬
‫• وظيفة الكلية:‬
‫– تصفية الدم من األمالح الزائدة والسامة‬
‫– هل هناك جهاز يقوم بتصفية السوائل من األمالح؟‬
‫• وظيفة الدماغ:‬
‫– التحكم يف وظائف أعضاء جسم اإلنسان‬
‫– هل هناك جهاز يقوم بالتحكم يف وظائف أجهزة أخرى؟‬
‫,‪Prepared by: Dr Nazeeh Alothmany, @nothmany‬‬
‫‪http://nothmany.kau.edu.sa, http://alothmany.me‬‬

6. ‫ما هي الكهرباء؟‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫تتشكل املواد من العناصر‬
‫تتشكل العناصر من ذرات صغرية‬
‫تتكون كل ذرة من نواة حتيط هبا‬
‫شحنات سالبة هي إلكرتونات.‬
‫عندما تتوفر طاقة خارجية تتمكن‬
‫االلكرتونات البعيدة من اإلنتقال‬
‫للذرات اجملاورة.‬
‫إنتقال اإللكرتونات ينتج عنه تيار‬
‫كهربائي‬
‫,‪Prepared by: Dr Nazeeh Alothmany, @nothmany‬‬
‫‪http://nothmany.kau.edu.sa, http://alothmany.me‬‬

7. ‫التيار الكهربائي والفولت‬
‫• عند توفر الفولت على طريف دائرة مغلقة تبدأ اإللكرتونات يف االنتقال من‬
‫ذرة للذرة اجملاورة وينتج عن هذا التيار الكهربائي.‬
‫• ماذا نسمي املواد اليت يسهل انتقال اإللكرتونات بني ذراهتا؟‬
‫• ماذا نسمي املواد اليت يصعب انتقال اإللكرتونات بني ذراهتا؟‬
‫,‪Prepared by: Dr Nazeeh Alothmany, @nothmany‬‬
‫‪http://nothmany.kau.edu.sa, http://alothmany.me‬‬

8. ‫مترين مجاعي‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫فيلم (انتقال اإلشارة يف األعصاب)‬
‫ما هو مصدر الكهرباء يف اجلسم؟‬
‫كيف تنتقل الكهرباء داخل جسم اإلنسان؟‬
‫النمذجة: كيف ميكنك استخدام مفاهيم التيار الكهربائي اليت تعلمتها لنمذجة ما شاهدته يف الفيلم؟‬
‫كيف ميكنك االستفادة من هذه النمذجة يف عالج بعض األمراض؟‬
‫,‪Prepared by: Dr Nazeeh Alothmany, @nothmany‬‬
‫‪http://nothmany.kau.edu.sa, http://alothmany.me‬‬

9. ‫الكهرباء يف جسم اإلنسان‬
‫• يتواصل الدماغ مع أعضاء جسم اإلنسان باستخدام تيار كهربائي ينتقل عرب األعصاب من وإىل‬
‫الدماغ.‬
‫فيلم استقبال اإلشارة (األمل يف جسم اإلنسان)‬
‫• يقوم الدماغ بتحليل املعلومات الواردة إليه من األعصاب ومن مث اختاذ القرار املناسب حيال املعلومات‬
‫الواردة ويرسل ذلك القرار عرب التيار الكهربائي للعضالت.‬
‫فيلم إرسال اإلشارة (انقباض العضلة)‬
‫,‪Prepared by: Dr Nazeeh Alothmany, @nothmany‬‬
‫‪http://nothmany.kau.edu.sa, http://alothmany.me‬‬

10. ‫منوذج احلاسب اآليل واإلنسان‬
Prepared by: Dr Nazeeh Alothmany, @nothmany,
http://nothmany.kau.edu.sa, http://alothmany.me

11. ‫الكهرباء حولنا يف كل مكان‬
‫موجات الراديو والتلفيزيون‬
Prepared by: Dr Nazeeh Alothmany, @nothmany,
http://nothmany.kau.edu.sa, http://alothmany.me

12. ‫1- الكامريا‬
‫تقوم الكامريا بتحويل الصورة إىل إشارة كهربائية تصل حملطة التليفزيون‬
Prepared by: Dr Nazeeh Alothmany, @nothmany,
http://nothmany.kau.edu.sa, http://alothmany.me

13. ‫2- ج التليفزيون‬
‫بر‬
‫• يقوم ج التليفزيون بتحويل الكهرباء ملوجات‬
‫بر‬
‫كهرومغناطيسية ترسل يف اهلواء‬
‫,‪Prepared by: Dr Nazeeh Alothmany, @nothmany‬‬
‫‪http://nothmany.kau.edu.sa, http://alothmany.me‬‬

14. ‫3- األقمار الصناعية‬
‫• تستقبل األقمار الصناعية املوجات‬
‫املرسلة من أبراج التليفزيون وتعيد‬
‫إرساهلا حول الكرة األرضية‬
‫,‪Prepared by: Dr Nazeeh Alothmany, @nothmany‬‬
‫‪http://nothmany.kau.edu.sa, http://alothmany.me‬‬

15. ‫4- الصحون الالقطة‬
‫• تستقبل الصحون الالقطة‬
‫واهلوائيات إشارات األقمار‬
‫الصناعية وتعيدها ألصلها‬
‫الكهربائي لرتسلها ملستقبل اإلشارة‬
‫,‪Prepared by: Dr Nazeeh Alothmany, @nothmany‬‬
‫‪http://nothmany.kau.edu.sa, http://alothmany.me‬‬

16. ‫5- املستقبل والتلفاز‬
‫• يقوم املستقبل باستالم اإلشارة من الصحون الالقطة‬
‫وإعادهتا ألصلها الكهربائي لتعرض على التلفاز‬
‫,‪Prepared by: Dr Nazeeh Alothmany, @nothmany‬‬
‫‪http://nothmany.kau.edu.sa, http://alothmany.me‬‬

17. ‫الكهرباء حولنا يف كل مكان‬
Prepared by: Dr Nazeeh Alothmany, @nothmany,
http://nothmany.kau.edu.sa, http://alothmany.me

18. ‫مالحظة فيزيائية‬
‫• التيار الكهربائي ينتج عنه جمال مغناطيسي واجملال املغناطيسي ميكن أن ينتج عنه تيار كهربائي‬
‫• هذه املالحظة هي اليت متكن اهلوائيات والصحون الالقطة من التقاط املوجات من اهلواء وحتويلها لتيار‬
‫كهربائي.‬
‫• الكهرباء حولنا يف كل مكان‬
‫,‪Prepared by: Dr Nazeeh Alothmany, @nothmany‬‬
‫‪http://nothmany.kau.edu.sa, http://alothmany.me‬‬

19. ‫مترين مجاعي‬
‫أمجع املعلومات اليت تعلمتيها حىت اآلن (النمذجة، الدماغ، الكهرباء يف جسم اإلنسان) واكتيب اجابات‬
‫األسئلة التالية:‬
‫• ما هي أوجه التشابه بني احلاسب اآليل وبني جسم اإلنسان من حيث:‬
‫– أجهزة اإلدخال‬
‫– أجهزة اإلخراج‬
‫– العقل املدبر‬
‫– التواصل بني العقل املدبر وأجهزة اإلدخال واإلخراج‬
‫,‪Prepared by: Dr Nazeeh Alothmany, @nothmany‬‬
‫‪http://nothmany.kau.edu.sa, http://alothmany.me‬‬

20. ‫عصف ذهين‬
‫ماذا عن الكهرباء اليت تدخل ج من الدماغ؟‬
‫وختر‬
‫هل ميكننا التقاط الكهرباء اليت جتري داخل جسم اإلنسان من‬
‫ج؟ وما الفائدة لو متكنا من ذلك؟‬
‫اخلار‬
‫,‪Prepared by: Dr Nazeeh Alothmany, @nothmany‬‬
‫‪http://nothmany.kau.edu.sa, http://alothmany.me‬‬

21. ‫مترين مجاعي‬
‫فيلم القرد‬
‫• ماذا شاهدت على رأس القرد؟ وما هي وظيفة الشيئ املوجود على رأس القرد؟‬
‫• عد لنموذج املقارنة بني احلاسب وجسم اإلنسان ووضح أين تلك األجزاء اليت كتبتها يف جتربة القرد؟‬
‫,‪Prepared by: Dr Nazeeh Alothmany, @nothmany‬‬
‫‪http://nothmany.kau.edu.sa, http://alothmany.me‬‬