腦電波激玩機械人 活學 STEM(下)

| 三十三 | 22-12-2018 00:02 | |

基督教中國佈道會聖道迦南書院早前舉行年度開放日,幾位曾學習 Neeuro Senzeband 的同學,便設計了一個機械人競賽,並準備了幾部由他們預先編程好的 mBot,讓入場參觀的幾間小學同學,可以率先利用腦電波操控機械人,並在競賽道上完成「掃跌乒乓波」及「剌穿氣球」兩個任務。

原意是希望同學讓機械人停在紅色框,可惜鮮有同學能完成。

任務一︰將乒乓波掃進膠杯中。

任務二︰剌爆氣球。

小朋友率先體驗

參賽的小朋友,會取得一組 mBot 套件及一部 Senzeband,同學們需要先針對兩個任務設計並砌作機械人,之後便可調試如何試用腦電波操控機械人。為讓小朋友可成功以腦電波推動機械人,聖道迦南的同學特別將專注度調低,只需小朋友的腦電波數值超過 50,讓機械人便能按編程前進,低於此數值,機械人便停下不動。Senzeband 其他基於不同專注度對應的指令,此次均暫時沒用上。所以縱觀比賽過程,小朋友都能讓機械人前進及完成任務。

聖道迦南的同學也會簡單解釋腦電波控制的原理,對小學生而言是很新奇的知識。

每組同學除體驗 Senzeband,也要發揮創意,改良 mBot 完成任務。

戴上腦電波裝置,開始控制 mBot 前進。

訓練邏輯思維

以腦電波控制機械人,原來還可以對邏輯思維有幫助。舉例剛提到的比賽其實還有個「停頓」任務,要求小朋友放鬆精神,讓機械人停在版圖上的紅色框。但原來是極其困難的任務,據邱老師解釋,同學愈是要求自己放鬆,精神反而會愈集中。

閉上眼,手按頭帶,是否可增加專注度?

起動一刻是蠻困難,不少小朋友都因專注度不夠,在起點停滯不前。

如何可以令精神收放自如,最佳方法是多以邏輯思維方式思考問題,並觀察腦電波數值如何更為對應裝置靈敏度。兩位同學則補充指,不單是放鬆或集中,其他指令對腦電波數值也有不同,例如:機械人速度可按專注度高低而變化,數值愈高加速愈快,這便依靠日常多加訓練專注度,但其實這也是在做邏輯思維的訓練,因為腦部活動愈頻繁,思考速度及靈活度也就愈高。

神召第一小學的學生認為腦電波控制機械人是很新奇的科技,控制卻也不是太困難。

培道小學以最快時間完成所有任務,不過負責戴上腦電波裝置的同學,就指集中精神不難,反而要「分心」就難控制。

創意助傷殘

邱諾庭老師指,現時聖道迦南中二至中五級部分同學,已有關於編程與腦電波控制配合的先導計劃課程,並由 mBot 延伸至配合 Makeblock、以至 Arduino 等較深入的編程工具,令高年級同學可研發相關的實際產品。現時,初步更已打算研創可配合電動輪椅使用的腦電波控制。同學亦希望可創製更多協助傷健人士生活的發明,例如:開關門、斟水,甚至更高科技的義肢控制。校方也有計劃,將之滲入到初中科學及高中資訊科技科內,並配合體感控制、人工智能(AI)、物聯網三個範疇,啟發同學研究更多實用裝置,並將之推廣開去。

早前,同學們便曾在「樂齡科技」上,教授及協助老年人接觸腦電波控制機械人。

More About:腦電波分級制

一般腦電波 (Electroencephalography,EEG),視乎集中程度,頻率約介乎 0.5 至 100 Hz 間。按國際通用分類,由小至大各有稱呼,並對應不同的大腦集中狀態。而依靠腦電波操控機械,則是按不同腦電波頻率,對應不同指令。換句說話,當使用腦電波操控物件,不一定必須集中精神,還需要放鬆精神。

電波名稱 頻率 功能
Delta(δ) 0.5-4Hz 深度睡眠,沒發夢
Theta(θ) 4-8Hz 情緒受壓
Alpha(α) 8-13Hz 心情放鬆
Beta(β) 13-16 Hz 放鬆但精神集中
  16-20Hz 思考、聽到或看見外界訊息
  20-30Hz 激動、焦慮
Gamma(γ) 30-100Hz 冥想

 

Photo:三十三、受訪者提供
Source:ezone.hk

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