Comment les professeurs enseignent avec l’Unicorn Education Kit

Un guide sur la façon de transférer l’expertise sur l’ingénierie des biosignaux, le traitement du signal et les interfaces cerveau-ordinateur à vos étudiants en un semestre.

Abdelkader Nasreddine Belkacem, (docteur de l’Institut de technologie de Tokyo, Japon) est professeur adjoint au département d’ingénierie informatique et des réseaux de l’Université des Émirats arabes unis (UAEU). Il a récemment acheté un Unicorn Education Kit pour enseigner l’interface cerveau-ordinateur et l’EEG dans ses cours. Dans cette interview, nous vous présenterons comment il s’y prend, quels avantages il crée pour ses étudiants et pour lui-même et pourquoi toutes les universités qui se concentrent sur les interfaces cerveau-ordinateur, le traitement du signal et la neurotechnologie devraient le faire aussi.

Belkacem, pourquoi avez-vous décidé d’utiliser l’EEG portable Unicorn Hybrid Black pour l’enseignement ?

Je travaille dans le domaine des interfaces cerveau-ordinateur (ICC) au Japon depuis plusieurs années et j’ai toujours rêvé d’apporter cette technologie et de transférer mon expertise en matière d’ICC dans le monde arabe (Afrique du Nord et Moyen-Orient).

Enseigner des domaines multidisciplinaires tels que la BCI à des étudiants de premier cycle a toujours été un défi, en particulier pour les étudiants qui n’ont pas de connaissances en BCI, jusqu’à ce que g.tec medical engineering fournisse un Unicorn Education Kit.

Ce kit éducatif comprend huit casques EEG et un environnement logiciel flexible, ce qui permet d’enseigner les aspects pratiques de la BCI aux étudiants de premier cycle. Je divise mes étudiants en huit groupes et je demande à chaque groupe de réaliser un projet BCI en un semestre.

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

Pour quelles études et cours utilisez-vous l’Unicorn Hybrid Black?

J’ai commencé à enseigner un cours sur les ICB à l’UAEU dans le cadre des Selected Topics in Computer Engineering, où mes étudiants devraient en apprendre davantage sur l’interface humaine, le traitement du signal, l’apprentissage automatique et les algorithmes de contrôle. J’enseigne aux étudiants de premier cycle comment construire un BCI à partir de zéro en utilisant Unicorn Hybrid Black.

Par exemple, un groupe de trois étudiants de premier cycle de l’UAEU au College of Information Technology a contrôlé un drone en utilisant leurs ondes cérébrales. Ils ont utilisé un casque EEG sans fil Unicorn Hybrid Black pour diffuser et enregistrer les signaux EEG afin d’extraire la caractéristique P300 et la traduire en commandes pour contrôler les mouvements du drone en temps réel.

À la fin du projet, ils ont appris:

  • Comment enregistrer les ondes cérébrales,
  • Comment utiliser le P300 Speller,
  • Comment envoyer des commandes d’Unicorn au drone en utilisant le socket,
  • comment tout connecter en utilisant Python pour faire voler un Parrot Bebop 2.

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

Pourquoi avez-vous participé au hackathon BR41N.IO 2019 à Bari avec vos élèves? Et comment avez-vous profité de l’événement, vous et vos élèves?

C’était la première fois que nos étudiants de premier cycle en informatique participaient à une conférence internationale d’une telle envergure pour se joindre à un hackathon BCI. Je les ai poussés et formés pendant l’été à participer au hackathon BR41N.IO pour plusieurs raisons:

  1. Le hackathon de la BCI est un cadre idéal pour que les étudiants apprennent auprès d’éminents experts internationaux de la BCI.
  2. Se mettre au défi de développer et tester leurs idées, alors que l’échec ne porte pas de conséquences graves.
  3. La possibilité que les étudiants rivalisent en utilisant leurs compétences techniques pour développer de nouvelles idées de BCI contre d’autres étudiants internationaux, dans un environnement sûr et amical.
  4. La possibilité de gagner afin de devenir plus confiant et plus travailleur.
  5. Et lorsqu’ils ont effectivement gagné le hackathon BR41N.IO, ils ont commencé à croire en eux-mêmes qu’ils sont capables de réaliser n’importe quoi en 24 heures.

Avant le hackathon BR41N.IO, contrôler mentalement un drone relevait de la science-fiction pour mes élèves. Du moins jusqu’à ce qu’ils gagnent vraiment.

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

Comment enseignez-vous avec Unicorn Hybrid Black et quelles applications logicielles utilisez-vous?

Au cours des premières semaines, je donne à mes étudiants un aperçu de l’interface cerveau-ordinateur et de ses applications les plus populaires.

Au milieu du semestre, je commence à leur enseigner plus en détail les trois principes communs de la BCI (P300, SSVEP et imagerie motrice). Ensuite, je leur présente Unicorn Hybrid Black pour le développement de leurs propres projets BCI. Je leur enseigne comment utiliser le logiciel P300 Speller et comment l’adapter à leurs projets. Puis comment envoyer des commandes via TCP/IP depuis l’Unicorn Hybrid Black vers un autre ordinateur portable ou un robot. En général, la plupart de mes étudiants de premier cycle sont capables d’en apprendre davantage sur l’Unicorn Hybrid Black par eux-mêmes.

En outre, j’ai commencé à organiser un atelier BCI d’une journée pour nos étudiants en informatique chaque semestre afin d’attirer les étudiants brillants dans le domaine de la BCI.

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

Et quel type de tâches vos étudiants doivent-ils résoudre tout au long d’un semestre?

Je laisse toujours mes étudiants proposer leurs propres idées en matière de BCI. Je leur demande d’imaginer toutes les applications invasives ou non invasives possibles de la BCI qui leur viennent à l’esprit après avoir lu certains articles sur la BCI.

En général, ils proposent des idées farfelues comme le contrôle mental de personnes folles (retardées mentalement) pour qu’elles fassent un certain travail ou qu’elles deviennent des personnes normales grâce à une puce implantée. J’essaie alors de les guider pour qu’ils réalisent des applications BCI réalistes à l’aide d’Unicorn Hybrid Black.

Quel est le plus grand avantage que Unicorn Hybrid Black vous offre en tant que professeur?

Le casque Unicorn Hybrid Black m’aide, en tant qu’instructeur, à enseigner un domaine multidisciplinaire à des étudiants de premier cycle en informatique sans perdre mon temps à tout développer par moi-même.

Le casque EEG Unicorn m’aide à enseigner les aspects de la BCI sans entrer dans tous les détails techniques et les étapes de développement.

L’Unicorn Education Kit facilite la vie des enseignants en leur permettant de passer des aspects théoriques aux aspects pratiques de la BCI. Comme nous le disons, il faut beaucoup pratiquer pour développer ses compétences.

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

Pourquoi les universités et les enseignants devraient-ils utiliser l’Unicorn Education Kit pour enseigner?

Je pense que toute université souhaitant transférer rapidement des connaissances pratiques (savoir-faire) en matière de BCI devrait utiliser Unicorn Education Kit pour enseigner aux étudiants comment développer des interfaces cerveau-ordinateur en quelques heures.

Grâce à Unicorn Education Kit, nos étudiants ne se contenteront pas de contrôler un fauteuil roulant ou un robot, mais ils pourront également créer de nouvelles applications BCI dans un avenir proche.

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