Wie Professoren mit Unicorn Education Kit unterrichten

Ein Leitfaden zur Wissensvermittlung über Biosignalverarbeitung, Signalanalyse und Gehirn-Computer-Schnittstellen an Studenten in 1 Semester

Abdelkader Nasreddine Belkacem, (PhD vom Tokyo Institute of Technology, Japan) ist Assistenzprofessor im Department of Computer and Network Engineering an der United Arab Emirates University (UAEU), der vor kurzem ein Unicorn Education Kit gekauft hat, um Brain-Computer Interface und EEG in seinen Kursen zu unterrichten. In diesem Interview stellen wir vor, wie er es macht, welche Vorteile er für seine Studenten und sich selbst schafft und warum alle Universitäten mit einem Fokus auf Brain-Computer-Interfaces, Signalverarbeitung und Neurotechnologie es auch tun sollten.

Belkacem, warum hast du dich entschieden, das Unicorn Hybrid Black Wearable EEG für den Unterricht einzusetzen?

Ich habe mehrere Jahre in Japan im Bereich Brain Computer Interface (BCI) gearbeitet und es war immer ein Traum für mich, diese Technologie und meine BCI-Expertise in die arabische Welt (Nordafrika und Naher Osten) zu bringen.

Multidisziplinäre Bereiche wie BCI für Studenten zu unterrichten war immer eine Herausforderung, besonders für Studenten, die keinen BCI-Hintergrund haben, bis g.tec medical engineering ein Unicorn Education Kit zur Verfügung stellte.

The Education Kit has eight EEG headsets with a flexible software environment, which makes teaching the practical aspects of BCI to undergraduate students possible. I divide my students into eight groups and ask each group to deliver a BCI project within one semester.

Für welche Studien und Kurse verwendest du Unicorn Hybrid Black?

Ich habe begonnen, einen BCI-Kurs an der UAEU für Selected Topics in Computer Engineering zu unterrichten, in dem meine Studenten mehr über menschliche Schnittstellen, Signalverarbeitung, maschinelles Lernen und Steuerungsalgorithmen lernen sollen. Ich bringe den Studenten bei, wie sie ein BCI von Grund auf mit Unicorn Hybrid Black bauen können.

Zum Beispiel hat eine Gruppe von drei UAEU-Studenten am College of Information Technology eine Drohne mit ihren Gehirnwellen gesteuert. Sie benutzten das kabellose Unicorn Hybrid Black EEG-Headset, um EEG-Signale zu streamen und aufzuzeichnen, um die P300-Charakteristik zu extrahieren und sie in Befehle zu übersetzen, um die Bewegungen der Drohne in Echtzeit zu steuern.

Am Ende des Projekts haben sie gelernt:

• wie man Gehirnströme aufzeichnet,
• wie man den P300 Speller benutzt,
• wie man Befehle vom Unicorn zur Drohne mittels Socket sendet,
• wie man alles mit Python verbindet, um eine Parrot Bebop 2 zu fliegen.

Warum hast du mit deinen Schülern am BR41N.IO Hackathon 2019 in Bari teilgenommen? Und wie haben du und deine Studenten von der Veranstaltung profitiert?

Es war das erste Mal, dass unsere IT-Studenten an einer so großen internationalen Konferenz teilgenommen haben, um an einem BCI-Hackathon teilzunehmen. Ich habe sie im Sommer dazu gedrängt und trainiert, aus vielen Gründen am BR41N.IO Hackathon teilzunehmen:

1. Der BCI Hackathon ist ein großartiger Rahmen für Studenten, um von angesehenen internationalen BCI-Experten zu lernen.
2. Eine Herausforderung für sie, ihre Ideen zu entwickeln und zu testen, wobei ein Scheitern keine schwerwiegenden Konsequenzen nach sich zieht.
3. Die Möglichkeit, dass Studenten mit ihren technischen Fähigkeiten bei der Entwicklung neuer BCI-Ideen gegen andere internationale Studenten antreten, in einer ausfallsicheren und freundlichen Umgebung.
4. Die Möglichkeit zu gewinnen, um selbstbewusster und fleißiger zu werden.
5. Und als sie tatsächlich den BR41N.IO Hackathon gewonnen haben, haben sie angefangen, an sich selbst zu glauben, dass sie in der Lage sind, alles in 24 Stunden zu realisieren.

Vor dem BR41N.IO Hackathon war die Gedankensteuerung einer Drohne für meine Schüler eine Science Fiction. Zumindest bis sie wirklich gewonnen haben.

Wie unterrichtest du mit Unicorn Hybrid Black und welche Softwareanwendungen verwendest du?

In den ersten Wochen gebe ich meinen Studenten einen Überblick über das Brain Computer Interface und seine beliebtesten Anwendungen.

In der Mitte des Semesters beginne ich damit, ihnen mehr Details über die drei gängigen BCI-Prinzipien (P300, SSVEP und Motor Imagery) beizubringen. Dann führe ich sie in Unicorn Hybrid Black ein, um ihre eigenen BCI-Projekte zu entwickeln. Ich bringe ihnen bei, wie man die P300 Speller Software benutzt und wie man sie an ihre Projekte anpasst. Danach zeige ich ihnen, wie sie Befehle über TCP/IP vom Unicorn Hybrid Black an einen anderen Laptop oder Roboter senden können. Normalerweise sind die meisten meiner Studenten in der Lage, selbst mehr über Unicorn Hybrid Black zu lernen.

Außerdem habe ich angefangen, jedes Semester einen eintägigen BCI-Workshop für unsere IT-Studenten zu geben, um brillante Studenten für das BCI-Feld zu gewinnen.

Und welche Art von Aufgaben müssen deine Studenten während eines Semesters lösen?

Ich lasse meine Studenten immer ihre eigenen Ideen zum Thema BCI vorschlagen. Ich bitte sie, alle möglichen invasiven oder nicht-invasiven BCI-Anwendungen vorzuschlagen, die ihnen als erstes in den Sinn kommen, nachdem sie einige BCI-Artikel gelesen haben.

Normalerweise kommen sie mit einigen verrückten Ideen heraus, wie z.B. die Gedankenkontrolle von verrückten Menschen (geistig Zurückgebliebenen), um einen bestimmten Job zu machen oder eine normale Person zu sein, indem sie einen implantierten Chip benutzen. Dann versuche ich ihnen zu zeigen, wie sie mit Unicorn Hybrid Black realistische BCI-Anwendungen entwickeln können.

Was ist der größte Vorteil, den Unicorn Hybrid Black dir als Dozent bietet?

Das Unicorn Hybrid Black hilft mir als Dozent, ein multidisziplinäres Fachgebiet für Informatikstudenten zu unterrichten, ohne meine Zeit damit zu verschwenden, alles selbst zu entwickeln.

Das Unicorn EEG-Headset hilft mir, BCI-Aspekte zu lehren, ohne in alle technischen Details und Entwicklungsschritte zu gehen.

Das Unicorn Education Kit macht es dem Lehrer leicht, von theoretischen zu praktischen BCI-Aspekten zu wechseln. Wie wir sagen, man muss viel üben, um seine Fähigkeiten zu entwickeln.

Warum sollten Universitäten und Lehrer das Unicorn Education Kit für die Lehre nutzen?

Ich glaube, dass jede Universität, die einen schnellen Transfer von BCI-Praxiswissen (Know-How) sucht, das Unicorn Education Kit nutzen sollte, um Studenten in wenigen Stunden zu lehren, wie man Brain Computer Interfaces entwickelt.

Mit dem Unicorn Education Kit werden unsere Studenten nicht nur einen Rollstuhl oder einen Roboter steuern, sondern auch neue, kaum vorstellbare BCI-Anwendungen in naher Zukunft entwickeln.

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