Аспекты нейротехнологий и основы проектирования бионейроинтерфейсов

Аспекты нейротехнологий и основы проектирования бионейро-интерфейсов
Курс включает в себя инженерную составляющую — электроника, и биологическую — электрофизиология. На стыке этих дисциплин появляется возможность создавать электронные устройства, управляемые биологическими сигналами с тела человека. Это направление сейчас активно развивается: требуются квалифицированные, междисциплинарные специалисты, которые не только могут проектировать и создавать устройства на основе нейротехнологий, но и обучать этому будущих учёных и инженеров.
Для кого?
Для методистов и преподавателей в области естественных наук, электроники и робототехники
Стоимость
15 000 рублей
В случае, если у вас нет оборудования, его можно взять в аренду (2 500 руб.)
Длительность
6 недель / 72 академ. часа:
36 онлайн
36 самостоятельно
Расписание
с 29 января 2021 года
понедельник и пятница
с 17:30 до 19:30 МСК

Что вы будете уметь?

Знать о последних достижениях и перспективах в области нейротехнологий
Уметь строить электронные схемы и программировать на плате Arduino
Знать основы электрофизиологии человека
Уметь регистрировать и анализировать биосигналы человека
Знать основы ведения проектной деятельности у школьников
Рекомендуем повторить
Информатика
Программирование. Типы данных, переменные, циклы, условия, функции
Биология
Анатомия, физиология. Мышцы, нервная система, головной мозг
Физика
Электричество. Закон Ома, электрические цепи
Кудрявцев Валерий Рудольвофич
Преподаватель курса
Инженер ОЛИИ МФТИ
Методист BiTronics Lab
Руководитель ресурсного центра по робототехнике
Куратор направления предпрофподготовки
«Нейротехнологии»
Преподаватель в ГАОУ «Школа 548»
Кудрявцев Валерий Рудольвофич
Преподаватель курса
Инженер ОЛИИ МФТИ
Методист BiTronics Lab
Руководитель ресурсного центра по робототехнике
Куратор направления предпрофподготовки
«Нейротехнологии»
Преподаватель в ГАОУ «Школа 548»
Программа курса
Занятие 1
Что такое нейротехнологии. Основы электроники
  • Цели и задачи курса
  • Формат курса
  • Обзор практической части курса
  • Нейротехнологии
  • Актуальность преподавания нейротехнологий в школах
  • Особенности курса
  • Основы построения электронных схем на макетной плате
  • Электронные компоненты
  • Практика. Подключение светодиода и кнопки
Занятие 2
Основные команды Arduino
  • Команды digitalWrite, delay, pinMode
  • Структура программы Arduino
  • Практика. Сборка светофора, бегающего огонька
Занятие 3
Чтение аналогового сигнала
  • Цифровой и аналоговый сигналы
  • Практика. Подключение потенциометра. Монитор порта
Занятие 4
Циклы и массивы
  • Использование массивов и циклов в программах
  • Практика. Бегающий огонёк с использованием массивов
Занятие 5
Функции и прерывания. Библиотеки
  • Использование своих функций в программе
  • Подключение библиотек
  • Обработка кнопок
Занятие 6
Электричество в теле человека. Визуализация сигнала
  • Мембранный потенциал, ионные каналы. ПД
  • Электромиограмма
  • Визуализатор сигналов BiTronics Studio
  • Управление светодиодом с помощью ЭМГ-сигнала
Занятие 7
Строение мозга. Электрическая активность мозга
  • Изучение мозга. Картирование
  • ЭЭГ. Ритмы
  • Работа с визуализатором BiTronics Studio
Занятие 8
Строение кровеносной системы. Электрическая активность сердца. Дыхание. Отделы нервной системы
  • Функции крови и сердца
  • Строение сердца
  • Взаимосвязь пиков ЭКГ и фаз сокращения
  • Активация симпатической нервной системы при вдохе и выдохе
Занятие 9
Подсчет размаха электромиограммы
  • Запись данных в массив
  • Подсчет амплитуды сигнала
  • Управление различными объектами с помощью ЭМГ-сигналов
Занятие 10
Преобразование Фурье Ритмы ЭЭГ
  • Преобразование Фурье
  • Библиотека fft
  • Вычисление альфа-ритма
Занятие 11
Проектная деятельность в школах
  • Передача сигнала в другую среду разработки для управления виртуальными объектами (Processing, Python, Small Basic)
  • Примеры проектных работ
  • Ведение проектной деятельности
Занятие 12
Сдача итогового проекта
Защита и разбор курсовых работ
Отзывы о курсе
Олейников Виктор Владимирович
Педагог дополнительного образования московской школы 2083
Этот курс на стыке микроконтроллеров, программирования и биологии. Очень расширяет возможности делать интересные проекты с детьми. А то все умные теплицы, метеостанции да поливалки для цветов...

Очень понравилось, как читал курс Валерий Рудольфович — очень подробно и доходчиво даже о простых вещах. Я, надеюсь, многому у него научился.

У меня достаточно опыта по Ардуино и программированию, поэтому половина курса — в общем-то ничего нового для меня. Но понимаю, что кому-то это было необходимо, поэтому это не недостаток.

Кому посоветую? Ну, тут сложно. Во первых тому, кому это интересно. Кто уже разбирается либо в программировании и микроконтроллерах, либо в биологии. Совсем ни там ни там- наверное будет сложно.

И если человек биолог, то должен не бояться попробовать программировать микроконтроллеры.

Ну, или команда должна быть биолог и программист. Тогда вдвоем будет проще.
Королева Мария Михайловна

Преподаватель физики ФМШ 2007, лицея Вторая школа
Самое лучшее в курсе — это преподаватель Валерий Кудрявцев. Советую пройти занятия желающим заниматься с детьми проектной работой, преподавателям кружков и спецкурсов.
Хорсева Наталия Игоревна
К.б.н., ст.н.с. Института биохимической физики им. Н.М.Эмануэля РАН и Института космических исследований РАН
Логика построения курса хорошо охватывала практически все аспекты работы с наборами «Юный нейромоделист». Разнородность группы по её составу, скорее плюс, чем минус. Тем не менее, для «новичков», которые начинают программирование с нуля (как я), было достаточно сложно понять логические схемы построения программ, вернее многообразность использования различных функций и их сочетания.

Рекомендованная литература по программированию на Arduino рассчитана на людей, которые собираются постоянно работать в этой сфере, а не сталкиваться с этим от случая к случаю. Поэтому для таких участников нужна наработка практики...

Лично у меня не было проблем с биологической частью, за исключением моментов, с которыми в практике свей работы я не сталкивалась (например, ЭЭГ). Собрать схему в тинкеркарде — в основном справлялась, поскольку давным-давно были получены определенные навыки.

Программирование — вот была наибольшая трудность: алгоритм построения программы понимала, а вот с её «наполнением» с применением определенных функций и переменными возникали трудности. Пыталась обращаться к ресурсам Интернета и, начитавшись, не всегда верно выполняла задания(
Поскольку логика-логикой, но этим нужно заниматься профессионально :)

Советую курс всем тем, кто будет работать в наборами «Юный нейромоделист». Хорошим тандемом, на мой взгляд, может служить участие в курсах, например, от одного образовательного учреждения, трех преподавателей: информатики, биологии и физики, поскольку в данном случае будет не только взаимное дополнение, но и разработка и реализация весьма интересных проектов с учащимися.

Не советую — тем, кому нужна только очередная бумажка об окончании очередного курса повышения квалификации.

Хочу выразить отдельную благодарность наших ведущему курсов — Валерию Рудольфовичу Кудрявцеву.
Самарцев Николай Борисович
Инженер АО «ИнСис» и педагог дополнительного образования
1. Я решил пройти курс аспекты нейротехнологий и основы проектирования биоинтерфейсов по двум причинам - во-первых, потому что считаю, что это очень перспективное направление, и, возможно, мои собственные дети увлекутся такой темой, а я смогу им помочь - как раз курс рассчитан на педагогов, и, имея определённую педагогическую подготовку, мне было достаточно просто и, главное, интересно этот курс освоить. Во-вторых, понимание данной тематики было мне необходимо для работы по основному роду деятельности - мы занимаемся современной электроникой, и, возможно, именно биоинтерфесами придётся заниматься в ближайшее время - для этого нужно было войти в тему. Курс полностью удовлетворил мои в этом потребности.

2. На курсе были получены конкретные знания по физиологии и биоинтерфейсам - как устроен человеческий организм в той части, в которой это нужно для создания биоинтерфейса, и как устроено соответствующее оборудование - типовые образцы. Данные знания давались с учётом "среднего слушателя", т.е. в расчёте на курсы биологии, физики и химии средней школы. Специальных знаний не требовалось. При этом для тех, кому интересно изучить теоретические вопросы глубже - были даны исчерпывающие списки литературы и интернет-ссылки на тексты и видеоматериалы.

3. Практическая часть состояла в работе с компьютером и с набором "Юный нейромоделист". Вот здесь понадобились специальные знания - набор построен на базе Arduino, и требуются базовые знания по электронике и базовые навыки программирования. Практический курс построен так, что в самом начале эти базовые знания подаются "с нуля" - для тех, кто не знает почти ничего, поэтому даже "гуманитарии" при должном усердии и обязательной домашней работе всё осилят. Но "технарям", конечно, не в пример проще.
Теоретически, можно работать просто на компьютере - без набора - для этого применяются системы Тинкеркад и аналогичные. Зато с набором становятся доступны реальные эксперименты - можно самостоятельно снять самому себе кардиограмму и даже электроэнцефалограмму! Никогда бы раньше не подумал, что это так просто.

4. Огромная благодарность педагогам курса - за теорию, и за практику. Лекции интересные, подача материала не скучная, динамичная. Презентации оформлены на высоком уровне. Если слушатель курса ведёт с детьми проектную деятельность - очень вероятно, что он найдёт общие интересы с преподавателями и остальными слушателями - в рамках курса обсуждаются интересные проекты, конкурсы, WorldSkills и т.п.

5. Итог - знания, за которыми я шёл на курс (базовые знания по нейротехнологиям и биоинтерфейсам) я получил, направление где учиться самому дальше - тоже. Набор "Юный нейромоделист" решил себе оставить, чтобы заниматься со своими детьми - тем более, что как слушателю курса, мне сделали на него весомую скидку.
Рекомендую учителям в школах и педагогам дополнительного образования как перспективную тему для занятий с детьми и выполнения творческих проектов.
Записаться на курс
Стоимость курса 15 000 рублей. При регистрации на курс до 15.01.21 предоставляем скидку 50% на аренду оборудования на время курса!
Нажимая на кнопку, вы даете согласие на обработку персональных данных и соглашаетесь c нашей Политикой конфиденциальности.