Μάθημα : Μπορούμε να κουνήσουμε ένα ρομποτικό χέρι με τη σκέψη μας;
1701010400 - ΒΑΣΙΛΕΙΟΣ ΠΑΠΑΔΟΥΡΑΚΗΣ
Περιγραφή Μαθήματος
Υλικό για τον όμιλο
How a Paralyzed Man Moved a Robotic Arm with His Thoughts
Αλήθεια ή ψέμα;
- Χρησιμοποιούμε το 10% του εγκεφάλου μας
- Ο εγκέφαλος ασχολείται με "αυτόματες" διαδικασίες (πχ θερμοκρασία σώματος, αναπνοή)
- Μεγαλύτερος εγκέφαλος = περισσότερη ευφυΐα.
- Κάποιοι άνθρωποι χρησιμοποιούν το δεξί ημισφαίριο και κάποιοι το αριστερό
Πηγή: How Humans Evolved Supersize Brains
Πηγή: McGill
Διαβάστε ακόμα
Why do we need to use animals in neuroscience research
Βασικές ενότητες
1. Επεξεργασία σήματος
2. Νευρώνες και Ανατομία
3. Συστήματα: Κινητικό και Αισθητηριακό
4. Τεχνικές καταγραφής νευρικών σημάτων. Πείραμα: EMG
5. Ανάλυση και χρήση (νευρικών) σημάτων
Θέματα Επιλογής
Μελέτη περίπτωσης: Πραγματικά δεδομένα κινητικού φλοιού και εφαρμογή BMI
Μηχανική Μάθηση
Εργαστήριο: Καρδιογράφημα
Εργαστήριο: Εγκεφαλογράφημα
Ηθική και Δικαιοσύνη: Αν ο εγκεφαλός μου είναι ασθενής, είμαι υπεύθυνος για τις πράξεις μου;
Εργαστήριο Ρομποτικής: Κίνηση βραχίονα ή αυτοκινήτου
Νευροεπιστήμη: Παθήσεις και αντιμετώπισή τους (εθισμός, επιληψία, κατάθλιψη, παρκινσον)
Βλέπουμε την ψηφιακή αναπαράσταση ενός σήματος
Κατεβάστε το audacity από εδώ:
https://www.audacityteam.org/download/windows/
Ηχογραφήστε δύο σήματα διαφορετικών συχνοτήτων για να δείτε πως οι διαφορετικές ποιότητες ήχου αντιστοιχούν στα φυσικά χαρακτηριστικά του κύματος.
Ανοίξτε το αρχείο μουσικής Pink Panther Theme και δείτε πως μοιάζουν οι ήχοι των διαφορετικών οργάνων.
Δραστηριότητα
Ηχογραφήστε τη φωνή σας και προσπαθήστε να προσομοιώσετε μία χορωδία αντιγράφοντας το ίδιο σήμα σε πολλά κανάλια και αλλάζοντας τα χαρακτηριστικά του κάθε καναλιού (ενδεικτικά time shift ή αλλαγή pitch).
Μελετάμε την αντίληψη του ήχου και την φυσιολογία του αυτιού
https://en.wikipedia.org/wiki/Hearing
Ηχογραφήστε τη φωνή σας και χωρίστε την ηχογράφηση σε δύο κανάλια. Αλλάξτε το pan για να δείτε πως η πηγή μετακινείται στο χώρο.
Δραστηριότητα
Ηχογραφήστε ένα χτύπημα δακτύλων και φτιάξτε ένα ηχητικό σήμα στο οποίο το χτύπημα επαναλαμβάνεται 12 φορές.
Αντιγράψτε το σήμα σε ένα ακόμα κανάλι και βάλτε το ένα κανάλι στο δεξί και το άλλο στο αριστερό για να προσομοιώσετε μία ηχογράφηση στέρεο.
Χρησιμοποιήστε το εργαλείο envelope για να αυξήσετε και μειώσετε την ένταση του δεξιού και αριστερού καναλιού αντίστοιχα.
Κατα την αναπαραγωγή του ήχου, κλείστε τα μάτια και προσπαθήστε να καταλάβετε από που έρχεται ο ήχος και γιατί.
Βλέπουμε πως μπορούμε να αναλύσουμε ένα σήμα σε συχνότητες
An interactive introduction to Fourier analysis
Δραστηριότητα
Επεξεργαστείτε το αρχείο 12_claps.wav με το BMIcourse_U1_AuditoryPerception.ipynb στο Google Colab ή με το αρχείο python bmicourse_u1_auditoryperception.py έτσι ώστε να "μετακινήσετε" την πηγή ήχου από αριστερά προς τα δεξιά.
Υλικό για μελέτη:
Experiment: Record Electricity from Your Muscles!
Experiment: EMGs during Muscle Fatigue
Experiment: Muscle Action Potentials
Πείραμα του Ομίλου:
https://docs.backyardbrains.com/retired/experiments/muscleSpikerShield/
Ανάλυση EMG
Ο κώδικας και τα δεδομένα βρίσκονται στο https://github.com/vpapadourakis/BMIcourse
Χρησιμοποιήστε το google ή κάποιον άλλο βοηθό όπως το chatgpt για ερωτήσεις σχετικά με τον κώδικα.
1ο μάθημα: δουλέψτε στο αρχείο u3.1_plot_EMG.py για να δείτε τα δεδομένα και να διορθώσετε τα event markers. Δείτε τα διαφορετικά task στα comments.
2ο μάθημα: δουλέψτε στο αρχείο u3.2_preprocess_EMG.py Δείτε τις οδηγίες στο BMIcourse_u3.2_instructions.docx
EEG:
Πείραμα καταγραφής alpha ρυθμού πάνω από τον ινιακό λοβό:
https://docs.backyardbrains.com/retired/experiments/eeg/
σε video: https://www.youtube.com/watch?v=LYcITvxYB1I
Δείτε και αυτό το πείραμα:
Video για νευρώνες, EEG και ρυθμούς:
https://www.youtube.com/watch?v=GDgInyAn-C8
Ηθική και Δικαιοσύνη: Αν ο εγκεφαλός μου είναι ασθενής, είμαι υπεύθυνος για τις πράξεις μου;
Εισαγωγή στη Μηχανική Μάθηση (Τριανταφύλλου)
Τεχνητή Νοημοσύνη: Πως δουλεύει το ChatGPT (Παπαδουράκης)
Τεχνητή Νοημοσύνη και Επεγεργασία εικόνων (Ρούσος)
Εδώ συγκεντρώνονται χρήσιμοι σύνδεσμοι που αφορούν όλα τα μαθήματα ή είναι γενικού ενδιαφέροντος.
