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Cómo enseñan los profesores con el Kit Educativo Unicorn

Una guía de cómo transferir conocimientos sobre ingeniería de bioseñales, procesamiento de señales e interfaces cerebro-ordenador a sus estudiantes en 1 semestre

Abdelkader Nasreddine Belkacem, (doctorado por el Instituto de Tecnología de Tokio, Japón) es profesor adjunto en el Departamento de Ingeniería Informática y de Redes de la Universidad de los Emiratos Árabes Unidos (UAEU), que recientemente ha adquirido un Kit Educativo Unicorn para enseñar la interfaz cerebro-ordenador y el EEG en sus cursos. En esta entrevista, presentaremos cómo lo hace, qué beneficios crea para sus estudiantes y para él mismo y por qué todas las universidades que se centran en las interfaces cerebro-ordenador, el procesamiento de señales y la neurotecnología deberían hacerlo también.

Belkacem, ¿por qué decidiste usar un Unicorn Hybrid Black portátil para la enseñanza?

Llevo varios años trabajando en el campo de la interfaz cerebro-ordenador (BCI) en Japón y siempre fue un sueño para mí llevar esta tecnología y transferir mi experiencia en BCI al mundo árabe (Norte de África y Oriente Medio).

Enseñar campos multidisciplinares como la BCI a los estudiantes de grado siempre ha sido un reto, especialmente para los estudiantes que no tienen ninguna experiencia en BCI, hasta que g.tec medical engineering proporcionó un Kit Educativo Unicorn.

El kit educativo cuenta con ocho auriculares de EEG con un entorno de software flexible, que hace posible la enseñanza de los aspectos prácticos de la ICB a los estudiantes universitarios. Dividí a mis estudiantes en ocho grupos y pedí a cada grupo que realizara un proyecto de ICB en un semestre.

Abdelkader Nasreddine Belkacem teaching brain-computer interfaces with unicorn education kit

¿Para qué estudios y cursos utiliza Unicorn Hybrid Black?

He comenzado a impartir un curso de BCI en la UAEU para Temas Selectos de Ingeniería Informática donde mis estudiantes deben aprender más sobre la interfaz humana, el procesamiento de señales, el aprendizaje de máquinas y los algoritmos de control. Enseño a los estudiantes de grado cómo construir una BCI desde cero utilizando Unicorn Hybrid Black.

Por ejemplo, un grupo de tres estudiantes de grado de la UAEU en la Facultad de Tecnología de la Información ha controlado un dron utilizando sus ondas cerebrales. Utilizaron unos auriculares inalámbricos Unicorn Hybrid Black para transmitir y grabar las señales de EEG con el fin de extraer la característica P300 y traducirla en comandos para controlar los movimientos del dron en tiempo real.

Al final del proyecto, han aprendido:

  • cómo registrar las ondas cerebrales,
  • cómo usar el Speller P300,
  • cómo enviar comandos desde Unicorn al dron utilizando un socket,
  • cómo conectar todo usando Python para volar un Parrot Bebop 2.

Abdelkader Nasreddine Belkacem teaching brain-computer interfaces with unicorn education kit

¿Por qué se unió al Hackathon 2019 de BR41N.IO en Bari con sus estudiantes? ¿Cómo os habéis beneficiado tú y tus alumnos del evento?

Era la primera vez que nuestros estudiantes de licenciatura en informática participaban en una conferencia internacional tan grande para unirse a un hackathon de BCI. Les incité y entrené durante el verano para que participaran en el BR41N.IO Hackathon por muchas razones:

  1. El Hackathon de BCI es un gran escenario para que los estudiantes aprendan de distinguidos expertos internacionales de BCI.
  2. Retarles a desarrollar y probar sus ideas, en un entorno en el que el fracaso no tiene consecuencias importantes.
  3. La oportunidad de que los estudiantes compitan utilizando sus habilidades técnicas en el desarrollo de nuevas ideas de ICB contra otros estudiantes internacionales, en un entorno seguro y amigable.
  4. La posibilidad de ganar para conseguir más confianza y trabajo.
  5. Y cuando ganaron el Hackathon de BR41N.IO, empezaron a creer en sí mismos que son capaces de realizar cualquier cosa en 24 horas.

Antes del Hackathon de BR41N.IO, el control mental de un dron era una ciencia ficción para mis alumnos. Al menos hasta que ganaron de verdad.

Abdelkader Nasreddine Belkacem teaching brain-computer interfaces with unicorn education kit

¿Cómo enseña con Unicorn Hybrid Black y qué aplicaciones de software utiliza?

En las primeras semanas, doy a mis alumnos una visión general sobre la interfaz cerebro-ordenador y sus aplicaciones más populares.

A mediados del semestre, empiezo a enseñarles más detalles sobre los tres principios comunes de la BCI (P300, SSVEP y Motor Imagery). A continuación, les presento el Unicorn Hybrid Black para que desarrollen sus propios proyectos de BCI. Les enseño a utilizar el software P300 Speller y a adaptarlo a sus proyectos. Luego, cómo enviar comandos vía TCP/IP desde Unicorn Hybrid Black a otro portátil o robot. Por lo general, la mayoría de mis estudiantes universitarios son capaces de aprender más sobre Unicorn Hybrid Black por sí mismos.

Además, empecé a impartir un taller de BCI de un día para nuestros estudiantes de informática cada semestre para atraer a estudiantes brillantes al campo de la BCI.

Abdelkader Nasreddine Belkacem teaching brain-computer interfaces with unicorn education kit

¿Y qué tipo de tareas tienen que resolver sus alumnos a lo largo de un semestre?

Siempre dejo que mis alumnos propongan sus propias ideas relacionadas con la ICB. Les pido que, después de leer algunos artículos sobre la ICB, piensen en alguna aplicación invasiva o no invasiva.

Normalmente, se les ocurren algunas ideas locas, como el control mental de los locos (retrasados mentales) para que hagan un determinado trabajo o para que sean personas normales utilizando un chip implantado. Entonces intento guiarles para que hagan aplicaciones BCI realistas utilizando Unicorn Hybrid Black.

¿Cuál es el mayor beneficio que Unicorn Hybrid Black le ofrece como profesor?

El Unicorn Hybrid Black me ayuda, como instructor, a enseñar un campo multidisciplinar a los estudiantes de informática sin perder el tiempo desarrollando todo por mí mismo.

Los gorros Unicorn EEG me ayudan a enseñar aspectos de BCI sin entrar en todos los detalles técnicos y pasos de desarrollo.

El Unicorn Education Kit facilita la vida del profesor para pasar de los aspectos teóricos a los prácticos de la BCI. Como decimos, hay que practicar mucho para desarrollar las habilidades.

Abdelkader Nasreddine Belkacem teaching brain-computer interfaces with unicorn education kit

¿Por qué las universidades y los profesores deberían utilizar el Kit Educativo Unicorn para la enseñanza?

Creo que cualquier universidad que busque una transferencia rápida de conocimientos prácticos de BCI debería utilizar el Unicorn Education Kit para enseñar a los estudiantes a desarrollar interfaces cerebro-ordenador en pocas horas.

Utilizando Unicorn Education Kit, nuestros estudiantes no sólo controlarán la silla de ruedas o el robot, sino que también crearán nuevas aplicaciones de BCI en un futuro próximo.

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