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Como os professores ensinam com o Unicorn Education Kit

Um guia de como transferir conhecimentos sobre engenharia de biosinais, processamento de sinais e interfaces cérebro-computador para os seus alunos em um semestre

Abdelkader Nasreddine Belkacem, (PhD do Instituto Tecnológico de Tóquio, Japão) é professor assistente no Departamento de Engenharia Informática e de Redes na Universidade dos Emirados Árabes Unidos (UAEU) e recentemente adquiriu um Unicorn Education Kit para ensinar interface cérebro-computador e EEG nos seus cursos. Nesta entrevista, vamos saber como o faz, que benefícios cria para os seus estudantes e para si próprio e porque é que todas as universidades com foco nas interfaces cérebro-computador, processamento de sinais e neurotecnologia também o deviam fazer.

Belkacem, porque decidiu usar Unicorn Hybrid Black para ensino?

Há vários anos que trabalho no campo de interfaces cérebro-computador (BCI) no Japão e foi sempre um sonho meu trazer esta tecnologia e transferir a minha experiência em BCI para o mundo árabe (Norte de África e Médio Oriente).

Ensinar campos multidisciplinares como o BCI para estudantes sempre foi um desafio, especialmente para estudantes que não têm qualquer formação em BCI. Isto até que a g.tec medical engineering começou fornecer o Unicorn Education Kit.

O Education Kit tem oito aparelho EEG com um ambiente de software flexível, o que torna possível o ensino dos aspectos práticos do BCI aos estudantes de licenciatura. Divido os meus alunos em oito grupos e peço a cada grupo que entregue um projecto BCI no prazo de um semestre.

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

Para que estudos e cursos utiliza o Unicorn Hybrid Black?

Comecei a ensinar um curso BCI na UAEU para Tópicos Seleccionados em Engenharia Informática onde os meus alunos deveriam aprender mais sobre interface humana, processamento de sinais, aprendizagem de máquinas e algoritmos de controlo. Ensino aos alunos como construir um BCI a partir do zero utilizando Unicorn Hybrid Black.

Por exemplo, um grupo de três estudantes dos UAEU na Faculdade de Tecnologia da Informação controlaram um drone usando as suas ondas cerebrais. Utilizaram a touca Unicorn Hybrid Black sem fios para transmitir e gravar sinais EEG de forma a extrair a característica P300 e traduzi-la para comandos para controlar os movimentos do drone em tempo real.

No final do projecto, eles aprenderam:

  • como gravar as ondas cerebrais,
  • como usar o P300 Speller,
  • como enviar comandos da Unicorn para o drone usando uma network,
  • como ligar tudo usando Python para pilotar um Parrot Bebop 2.

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

Porque se juntou à BR41N.IO Hackathon 2019 em Bari com os seus estudantes? E como é que o você e os seus estudantes beneficiaram do evento?

Foi a primeira vez que os nossos estudantes universitários de TI participaram em tão grande conferência internacional, ao se inscreverem nesse hackathon de BCI. Convenci-os e treinei-os no Verão para participarem na BR41N.IO Hackathon, por muitas razões:

  1. BCI Hackathon é um óptimo cenário para os estudantes aprenderem com famosos peritos internacionais do BCI;
  2. Serve para os desafiar a desenvolver e testar as suas ideias, sem que o fracasso tenha consequências graves;
  3. Dá a oportunidade de os estudantes competirem utilizando as suas competências técnicas no desenvolvimento de novas ideias BCI contra outros estudantes internacionais, num ambiente seguro e amigável;
  4. A possibilidade de ganhar de forma a ficarem mais confiantes e trabalhadores;
  5. E quando realmente ganharam a BR41N.IO Hackathon, começaram a acreditar em si próprios, de que são capazes de realizar qualquer coisa em 24 horas.

Antes da BR41N.IO Hackathon, o controlo da mente de um drone era ficção científica para os meus alunos. Isto até eles terem realmente ganho o concurso.

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

Como ensina com Unicorn Hybrid Black e que aplicações de software utilizam?

Nas primeiras semanas, dou aos meus alunos uma visão geral sobre a interface do cérebro-computador e as suas aplicações mais populares.

A meio do semestre, começo a ensinar-lhes mais pormenores sobre os três princípios comuns do BCI (P300, SSVEP e Motor Imagery). Depois, apresento-lhes o Unicorn Hybrid Black para o desenvolvimento dos seus próprios projectos BCI. Ensino-os a utilizar o software P300 Speller e a adaptá-lo aos seus projectos. Depois, como enviar comandos via TCP/IP a partir de Unicorn Hybrid Black para outro portátil ou robô. Normalmente, a maioria dos meus alunos universitários são capazes de aprender mais sobre Unicorn Hybrid Black por si mesmos.

Além disso, comecei a dar um workshop BCI de um dia para os nossos estudantes de TI todos os semestres para atrair estudantes brilhantes para o campo BCI.

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

E que tipo de tarefas é que os seus alunos têm de fazer ao longo de um semestre?

Deixo sempre que os meus alunos proponham as suas próprias ideias relacionadas com BCI. Peço-lhes que transmitam quaisquer possíveis aplicações invasivas ou não-invasivas do BCI, que venham primeiramente à sua mente após a leitura de alguns artigos de BCI.

Normalmente, saem com algumas ideias loucas, tais como o controlo da mente de pessoas loucas (problemas mentais) para fazer um determinado emprego ou uma pessoa normal usando um chip implantado. Depois tento orientá-los a fazerem aplicações realistas de BCI usando Unicorn Hybrid Black.

Qual é o maior benefício que o Unicorn Hybrid Black lhe oferece como professor?

Unicorn Hybrid Black ajuda-me como instrutor, a ensinar um campo multidisciplinar para estudantes de TI sem perder o meu tempo a desenvolver tudo sozinho.

O aparelho EEG Unicorn ajuda-me a ensinar aspectos do BCI sem entrar em detalhes técnicos.

O Unicorn Education Kit ajuda um professor a converter aspectos teóricos em práticos no BCI. Como dizemos, há que praticar muito para possam desenvolver as suas competências.

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

Porque devem as Universidades e os Professores utilizar o Unicorn Education Kit para ensinar?

Acredito que qualquer universidade que procure uma rápida transferência de conhecimentos práticos (know-how) do BCI deve utilizar o Unicorn Education Kit para ensinar os estudantes como desenvolver interfaces cérebro-computador em poucas horas.

Utilizando o Unicorn Education Kit, os nossos estudantes não só controlarão cadeiras de rodas ou robôs mas também criarão novas aplicações possíveis para o BCI num futuro próximo.

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