Кейс. Нейробелт беспроводная система регистрации и анализа ЭЭГ чловека

Детский технопарк «Кванториум» структурное подразделение (филиал) муниципального бюджетного образовательного учреждения дополнительного образования «Станция юных техников» г.Альметьевск РТ

НЕЙРОКВАНТУМ

ДЕТСКИЙ ТЕХНОПАРК КВАНТОРИУМ

Кейс № 9

Нейробелт беспроводная система регистрации  и анализа ЭЭГ человека

Альметьевск, 2019

Описание проблемной ситуации

В последние несколько лет популярным становится использование технологии управления различными устройствами и программным обеспечением при помощи «силы мысли» (нейроуправление). Если это действительно то, как этому  можно научиться?

Категория кейса

Вводный

Место кейса в структуре модуля

Данный кейс является продолжением изучением биосигналов человека.  

Количество учебных часов/занятий, на которые рассчитан кейс

10ч /5

Перечень и содержание занятий:

Занятие 1

Цель: изучить устройство «Нейробелт» 

Что делаем:

1. Просмотр презентации по теме ««Нейробелт» и его возможности».

2. Инструктаж по технике безопасности.

Поиск необходимой информации в сети Интернет.

3. Осваиваем принцип работы устройства «Нейробелт».

Занятие 2

Цель: Обучение следующим состояниям: концентрации, расслабления, воображаемых движений конечностями, перевод внимания внутрь головы, ментальная тишина, с устройством «Нейробелт».

Что делаем:

1. Практическое занятие с устройством «Нейробелт».  На голову оператору надевается ЭЭГ-шапочка (рис.1).

Подключается биоусилитель.

Классификатор необходимо обучить нейтральному состоянию. Это не состояние расслабленности, а некое среднее состояние, по которому убирается шум.

Рис.1.

2.Обучение заключается в формировании таких состояний сознания, которые классификатор способен распознать. К ним относятся комбинации  состояние расслабления, концентрации, воображаемых движений конечностями, перевод внимания внутрь головы, ментальная тишина. В качестве быстрого старта легко обучиться двум состояниям: расслабленность и концентрация внимания. Непосредственно обучение заключается в повторении состояний некоторого количества раз (1-3).

Проектное задание. 6ч.

Что делаем:

1. Постановка проектной задачи - Управление робототехническим устройством посредством «Нейробелт».

2. Распределение обучающихся по группам;

3. Осуществление обучающимися проектных разработок;

4.Предварительные слушания/смотр промежуточных результатов проектной работы, методические рекомендации, позволяющие продвинуться в процессе проектирования;

В качестве управляющих состояний используются: нейтральное, расслабления, концентрации, деконцентрации, выделения ментальной зоны. В ходе процесса обучения оператору необходимо освоить следующие составляющие команд: удержание, переключение, произвольное переключение, «слепое» переключение, управление объектом.

5.Проведение полевых испытаний разработок;

7.Оформление проектных разработок;

8.Итоговая презентация результатов работы; оценка разработок;

9. Рефлексия.

Метод работы с кейсом

-Изучение проблемы – научиться управлять по средством мысли используя систему Нейробелт. Также необходимо научиться управлять своим внутренним состоянием: расслабление, воображаемыми движениями конечностями,  ментальная тишина.

- Формирование проектных групп, распределение ролей.

- План исследования:

Система Нейробелт предназначена для длительной регистрации и передачи по радиоканалу до 8 каналов ЭЭГ/ЭОГ (частота опроса 121Гц) и используется в составе компьютерной системы, обеспечивающей беспроводной прием данных и их обработку, при исследовании биосигналов человека. Прибор предназначен для снятия, анализа и записи мозговой активности человека в режиме реального времени. Система «Нейробелт» может использоваться для определения психоэмоционального состояния, построения современных нейроинтерфейсов и идентификации мыслей и навыков человека.

В состав комплекта входит:

·        Беспроводной усилитель Нейробелт

·        ЭЭГ-шлем

·        Радиомодуль с USB интерфейсом

·        Прикладное программное обеспечение

- Подготовка презентационных материалов. Презентационный материал должен отвечать на следующие вопросы: Что такое нейротехнологии? На чем они основаны? Нейрокомпьютерный интерфейс (НКИ), или интерфейс мозг – компьютер –что это за система?

- Рефлексия:

1. Как развитие нейротехнологий повлияет на появление новых профессий?

2.Что такое нейромоделивание?

3.В чем заключается концентрация внимания?

4.Для чего предназначено устройство «Нейробелт»?

Минимально необходимый уровень входных компетенций:

·       хорошая память

·       умение работать в команде

·       навыки работы с ПК

·       получение и обработка показаний цифровых и аналоговых датчиков

Предполагаемые образовательные результаты учащихся (артефакты, решения), формируемые навыки (soft и hard skills)

Hard Skills: работа с ПК, работа с устройством «Нейробелт».

Soft Skills: умение искать и подбирать, анализировать информацию,  командная работа, личностное развитие, ответственность, умение высказывать свою точку зрения, умение генерировать идеи, эрудированность.

Процедуры и формы выявления образовательного результата.

Презентация проекта.

Необходимое оборудование:

·       работа над кейсом должна проводиться в хорошо освещенном, просторном, проветриваемом помещении;

·       компьютер (ноутбук) с монитором, клавиатурой и мышкой, на которой установленной программное обеспечение: пакет офисных программ MS Office, среда разработки Arduino IDE, операционная система Windows;

·       Беспроводной усилитель Нейробелт, ЭЭГ-шлем, Радиомодуль с USB интерфейсом, Прикладное программное обеспечение;

·       презентационное оборудование;

·       компьютеры (ноутбуки) должны быть подключены к единой WI-Fi сети с доступом в Интернет;

·       каждый стол для работы над кейсом должен позволяет разместить за одним компьютером (ноутбуком)  обучающегося.

Список рекомендуемых источников:

1.     Болдырева Г. Н. Роль диэнцефальных структур в организации электрической активности мозга человека. В кн. Электрофизиологическое исследование стационарной активности мозга. М. Наука, 1983.с. 222-223.

2.     Физиология человека, под ред. Шмидта Р., Тевса Г., т. 1. М., 1996г.

3.     Шувалова Н.В. Строение человека. – М.: Олма-пресс, 2000 г.

4.     Покровский В. М., Коротько Г.Ф., Кобрин В.И. и др. Физиология человека: Учебник /В двух томах. Т.І/. – М.: Медицина, 1998. – 448 c.

5.     Мурашко В.В., Струтынский А.В. Электрокардиография. – М.: Медицина, 1991. – 288 с.

6.     Дощицин В.Л. Практическая электрокардиография. – М.: Медицина, 1987.

Краткое описание документа:

Освоение принципа работы устройства Нейробелт на занятиях "Нейроквантума" в детском технопарке "Кванториум". Система «Нейробелт» может использоваться для определения психоэмоционального состояния, построения современных нейроинтерфейсов и идентификации мыслей и навыков человека. Перед обучающимися стоит задача научиться управлять своим внутренним состоянием, такими как: расслабление, воображаемые движения конечностями, ментальная тишина; научиться управлять по средством мысли используя систему Нейробелт.