Tech Sandkasse: Legepladsen For Neural Engineering

{h1}

University of washington studerende gør emg videospil baseret på ansigts muskler.

Hvis det smilende til et videospil kunne være nok til at gøre nogle mennesker lykkelige, så skulle "Unicorb" - et videospil styret af en spillerens ansigtsmuskler - betragtes som noget, der ligner en cyberfontens glæde. Hvorfor? Fordi videospilets formål er at smile gentagne gange for at holde en enhjørning i flugt, da det hopper gennem regnbue i en video. Spillernes ansigtsudtryk kan registreres og oversættes til Unicorb-kontroller, fordi de under spillet skal bære Thalia - et bærbart interaktivt system, der optager telltale signaler fra ansigtsudtryk.

"Thalia er glædenes muse", sagde James Wu, en medskaber af Thalia og Unicorb og en kandidatstuderende inden for bioteknologi ved University of Washington. "Mange studier har vist, at kun den fysiske handling af smil forbedrer din generelle stemning og mental sundhed."

((ImgTag | //WordsSideKick.com/images/i/000/067/605/i02/UnicorbTeam.jpg? 1403711942 | null | Venstre til højre: James Wu, Tiffany Youngquist, Tyler Maxfield og Karl Marrett fra universitetet af Washington skabte spillet "Unicorb" til 2014 Tech Sandbox-konkurrencen. Brugere styrer spillet via elektriske signaler, der genereres af deres smil. Disse signaler hentes af ikke-invasive elektroder. Sådanne hjerne-computer-interfaces undersøges ved NSF Engineering Research Center for Sensorimotor Neural Engineering, der er dedikeret til at udvikle ny teknologi til at hjælpe folk, der er lammet eller handicappede. Centret har også den årlige Tech Sandbox konkurrence. | Eric H. Chudler, Center for Sensorimotor Neural Engineering | null | false))

Thalia og Unicorb blev oprettet af Wu sammen med tre andre University of Washington studerende: Karl Marrett, en kandidatstuderende, der har en forskningsbakgrund inden for neurologi, Tyler Maxfield, en bioteknologi bachelor og Tiffany Youngquist, en bioteknologi kandidatstuderende. Eleverne skabte Thalia og Unicorb til en 2014-konkurrence kaldet Tech Sandbox, som blev afholdt i slutningen af ​​et kursus, også kaldet "Tech Sandbox", der blev tilbudt ved University of Washington i 2014.

Formålet med Tech Sandbox blev forklaret af Lise Johnson - instruktør for Tech Sandbox og uddannelsesleder for Center for Sensorimotor Neural Engineering (CSNE), et Engineering Research Center finansieret af National Science Foundation og baseret på University of Washington: " Studerende skal skabe projekter, der viser de centrale principper for neuroteknik, og de skal også være ting, der kan fungere som uddannelsesmæssige demoer. Vi vil have dem til at være sjove og interessante og måske omsættelige, kommercielle. "

Endvidere giver Tech Sandbox-konkurrencen en mekanisme til opmuntring af elever og fakulteter til at eksperimentere med CSNE's sofistikerede udstyr.

Hvad er der i et smil?

I starten ønskede skaberne af Thalia og Unicorb at indarbejde et elektroencefalogram (EEG) i deres spil, hvilke foranstaltninger signalerer fra hjernens occipitale lobe, hvor visuel information behandles. Men fordi den elektriske signalering fra musklerne er mere robust, har holdet i sidste ende indarbejdet i deres spil et elektromyogram (EMG), som måler den elektriske aktivitet af hvile og kontraherende muskler.

Selv om EMG'er tidligere har været anvendt i vid udstrækning til at studere ansigtsmuskler, er anvendelsen af ​​EMG'er i et videospil ny.

Under et spil skal Thalias EMG-elektroder placeres på bestemte muskler placeret omkring hver spillerens mund, øjne og andre ansigtsområder, der bevæger sig på karakteristiske måder, når folk udtrykker glæde eller overraskelse. Elektroderne fanger muskelspillerens signalering, som derefter forstærkes og tolkes for at styre højden og hastigheden af ​​Unicorbs flyvende enhjørning.

"Kontrolsignalerne er designet, så du skal bruge dine smilende muskler og overraske muskler," sagde Youngquist. "Tanken er, at vi ved hjælp af ansigtsgeneration kan håndhæve en tilstand af lykke eller positivitet hos brugeren."

Skaberne af Thalia og Unicorb håber, at yderligere udvikling af Unicorb i sidste ende kan føre til dets anvendelse som depressionsterapi, især for små børn.

Et igangværende eksperiment

Tech Sandbox-konkurrencen blev først pilotet i 2013 som en ekstracurricular aktivitet. Derefter blev det i 2014 for første gang tilbudt som en del af Tech Sandbox-kurset. Grupper af bachelor- og kandidatstuderende indgår i Tech Sandbox som hold og konkurrerer i slutningen af ​​kvartalet i den årlige Tech Sandbox-konkurrence.

Selvom der ikke er nogen forudsætninger for at tilmelde sig i Tech Sandbox-kurset, har det hidtil hovedsagelig tiltrukket bioengineering studerende sammen med et par studerende fra andre discipliner.

"Det er lidt af et igangværende eksperiment," forklarede Johnson. "Der er ingen forelæsninger, og der er ingen læseplan. En af de gode ting ved at tilbyde det som et kursus er, at der er en slags incitament for folk til at gøre et godt stykke arbejde."

WrestleBrainia 3000 vandt 2013 Tech Sandbox student konkurrence.

WrestleBrainia 3000 vandt 2013 Tech Sandbox student konkurrence.

Kredit: Eric H. Chudler, Center for Sensorimotor Neural Engineering

Tech Sandbox Fordele

I løbet af kurset i Tech Sandbox i 2014 anmodede Johnson fra hvert hold fremskridtsrapporter, så hun kunne rådgive dem mod dårlige ideer og holde dem på rette spor for at færdiggøre deres enheder.

"En af de største ting, du kan lære, når du forsøger at bygge en teknologi på kun 10 uger, er, hvad ideer vil virke, og hvad der ikke vil," sagde Marrett, som havde til formål at fremme sin forståelse af neuroteknik gennem Tech Sandbox.

"Det vindende projekt fra sidste år (2013) er blevet brugt i tons og tonsvis af uddannelsesmæssige og outreach demonstrationer," sagde Johnson, der henviser til WrestleBrainia 3000 - et spil, der bruger EMG signaler fra to menneskelige konkurrenters arme til at kontrollere armbrydning robotter. "Alle havde det godt at gøre det, så vi troede, at det ville være en god ting at fortsætte."

Studerende i 2014 Tech Sandbox kurset nyder godt af vejledning fra Johnson og råd om deres projektdesign fra deres undervisningsassistent Dev Sarma, en af ​​skaberne af WrestleBrainia. Også, Tech Sandbox har givet mulighed for undergrads at modtage mentorskab fra holdkammerater, der er kandidatstuderende; disse kandidatstuderende får på sin side mentoroplevelse.

"Denne konkurrence har givet mig mulighed for at arbejde med kandidatstuderende, der er meget kyndige på deres områder," sagde Maxfield. "Det har været ret fordelagtigt at have gruppens atmosfære og være i stand til at komme med ideer og udstyre dem logistisk."

I 2014 indgik fem hold i Tech Sandbox for at vinde tabletter og en chance for at demonstrere deres forståelse af neuroteknik. Årets vindende projekt var vHAB, et virtuelt reality-spil, der hjælper hjerneslagspatienter, genvinde motorkontrol af deres hænder. Respondent for selv de mindste bevægelser foretaget af spillere, kan vHAb bruges til at spore patienternes fremskridt og give dem motiverende tilbagemelding i hele opsvingstider, der kan være lange og ubehagelige.

Fremtiden for Tech Sandbox

CSNE udvider for tiden den unikke Tech Sandbox-model til partnerinstitutioner - MIT, Morehouse College og San Diego State University - for at evaluere dens potentielle skalerbarhed, især for institutioner, der kan være begrænset af begrænsede ressourcer eller få grad studerende. Sådanne bestræbelser på at forbedre tilpasningsevnen af ​​Tech Sandbox vil sandsynligvis hjælpe opmuntre elever fra traditionelt underrepræsenterede grupper til at deltage i videnskab og teknik.

Keith Roper, en NSF-programleder, der fører tilsyn med CSNE, sagde, at "Tech Sandbox 'bevidsthed om kognitive, psykologiske og wellness-aspekter ved neuroteknologi er en udbredelse af tværfaglig aktivitet i centrum, som involverer læger og sundhedspersonale med ingeniører at bruge teknologi til både at fremme videnskab og gavn for samfundet på vigtige måder. "

Redaktørens note: Forskerne, der er afbildet i artiklerne bag scener, er blevet støttet af National Science Foundation, det føderale agentur belastet med finansiering af grundlæggende forskning og uddannelse på tværs af alle områder inden for videnskab og teknik. Eventuelle udtalelser, konklusioner og konklusioner eller anbefalinger udtrykt i dette materiale er forfatterens og afspejler ikke nødvendigvis Nationale Videnskabsstiftelsens synspunkter. Se Bag scener arkivet.


Video Supplement: .




Forskning


Nuclear Fusion Power Kunne Være Her I 2030, Siger Et Firma
Nuclear Fusion Power Kunne Være Her I 2030, Siger Et Firma

Hvordan Wave Pools Arbejde
Hvordan Wave Pools Arbejde

Videnskab Nyheder


Drivhusgasser Blev Rekordhøjt I 2011
Drivhusgasser Blev Rekordhøjt I 2011

Rygere Siger, At E-Cigs Er Bare
Rygere Siger, At E-Cigs Er Bare "Køligere" End Andre Inhalatorer

Skjult Maya Civilization Revealed Under Guatemalas Jungle Canopy
Skjult Maya Civilization Revealed Under Guatemalas Jungle Canopy

Mindedag: 7 Historiske Fakta Om Ferien
Mindedag: 7 Historiske Fakta Om Ferien

Bedøvelse Foto: Mount Etna'S Lava Snakes Through Snow
Bedøvelse Foto: Mount Etna'S Lava Snakes Through Snow


DA.WordsSideKick.com
All Rights Reserved!
Reproduktion Af Materialer Tilladt Kun Prostanovkoy Aktivt Link Til Webstedet DA.WordsSideKick.com

© 2005–2019 DA.WordsSideKick.com