El cerebro como mando a distancia

Descripción de la actividad de la organización

El CIFP San Jorge es un centro integrado de Formación Profesional público situado en Santurtzi, donde se imparten 16 ciclos formativos, cursos de Formación para el Empleo y se impulsan proyectos complementarios a la formación.

Sector

Educación - Formación profesional

Nº de personas empleadas

81

Localización

Antecedentes

Uno de los grandes objetivos estratégicos del Centro Integrado de Formación Profesional San Jorge es la innovación, tanto en la implementación de metodologías de trabajo como en la incorporación de nuevas tecnologías en las aulas. Con ese espíritu, en 2018 el personal del departamento de electricidad-electrónica decide visitar el Pue Academy Day en Madrid (evento anual para la comunidad educativa TIC – Innovación en el aula) y es a partir de ese momento que surge la idea de intentar controlar unos "robot car" que hasta entonces se controlaban por Wifi y pasar a hacerlo con el cerebro.

Reto

El reto principal ha sido construir la arquitectura de la solución, superando las dificultades técnicas que se han ido produciendo a lo largo de la puesta en marcha del proyecto al necesitar integrar varias tecnologías y diferentes protocolos para conseguir el resultado deseado. El segundo reto ha sido trasmitir a los alumnos el aprendizaje adquirido para su posterior replicabilidad en otros contextos.

Razones para ser considerado un Caso Práctico de Innovación

Porque se trata del diseño, instalación y configuración en el aula de un proceso altamente innovador como es el de controlar con la actividad cerebral diferentes tipos de dispositivos robóticos. Gracias a la implementación de una interfaz cerebro-ordenador (BCI) se ha conseguido con las ondas cerebrales y el movimiento de los ojos dirigir un “robot car” y controlar diferentes tipos de dispositivos integrados en una infraestructura domótica.

El CIFP San Jorge es un centro integrado público de Formación Profesional situado en Santurtzi con más de 40 años de existencia que ofrece una educación innovadora con el objetivo de que los alumnos se formen en tecnologías del futuro y trasladen ese conocimiento a las empresas cuando se incorporen al mercado laboral.
El proyecto “el cerebro como mando a distancia” comienza en 2019 impulsado por Tknika (Centro de Investigación Aplicada de la FP de Euskadi) en un contexto donde el mercado ya se estaban comercializando dispositivos capaces de captar las ondas cerebrales por lo que el reto para el CIFP San Jorge residía en ser capaces de combinar esa tecnología con otras (Brain-Computer Interface/Internet of Things) y conseguir mover un dispositivo robótico utilizando únicamente la actividad cerebral.
Así, el aula de innovación del Centro se dota de la infraestructura necesaria para la puesta en marcha de un proceso que se compone de tres fases. En la primera, se registra mediante sensores EEG la frecuencia que emite nuestro córtex en base a las frecuencias de parpadeo que captan los ojos, a través de la colocación de una diadema de nueve electrodos en el córtex visual, que es capaz de detectar los impulsos eléctricos que genera el sistema nervioso acoplado a nuestros ojos. Se trata, por tanto, de un dispositivo no invasivo capaz de captar las variaciones de intensidad de la actividad del córtex visual que funciona como un sensor de alta precisión que decodifica la actividad neuronal a tiempo real.
En la segunda fase, un ordenador recibe la señal de la diadema por Bluetooth e identifica las intenciones del usuario en cada momento a partir de sus estímulos visuales. Es decir, sin ningún contacto con el teclado o pantalla del ordenador, tan solo enfocando la mirada a un “botón virtual”, se activa el comando deseado.
Y, en la tercera, el comando seleccionado se envía mediante wifi a un microordenador que se encarga de interpretarlo y de trasladar la orden a un dispositivo robótico o a una unidad de control domótico.
Con el desarrollo de esta tecnología se ha conseguido controlar el movimiento de un "robot car" así como encender/apagar luces, subir/bajar persianas, poner música,…siendo el potencial de esta tecnología en el mundo de la domótica muy amplio, especialmente por su capacidad de dotar de mayor autonomía a personas con diversidad funcional.
Para el buen desarrollo del proyecto se ha contado con el apoyo de Biook (asociación que impulsa la innovación social) y de un técnico integrador de software de Open Mind Robotika. A nivel interno, se ha contado con un profesor dedicado a tiempo parcial durante cuatro cursos así como con la colaboración de una decena de alumnos siguiendo la metodología ETHAZI (Aprendizaje colaborativo basado en retos).

1. Adquisición de todos los materiales necesarios (Ordenador Portátil, Sensor Nextmind, Raspberry Pi robótica RC, Router, Controlador de persianas, Cámara ip, etc…) y habilitación de un espacio para su implantación.
2. Puesta en marcha de todo el sistema:
• Interacción persona-máquina con el motor de desarrollo de software Unity
• Puesta en marcha de la pantalla interactiva, incorporación de los neurotags y asignación de los dispositivos domóticos.
• Puesta en marcha del protocolo de comunicación MQTT- Machine to Machine (M2M), que comunica el interface cerebro-ordenador (BCI) con los actuadores domóticos.
• Implementación del software de domótica openhab que se ejecuta en un dispositivo Raspberry Pi y sirve de enlace con los actuadores inteligentes a través de un controlador Usb Z-wave (tecnología inalámbrica IOT).
• Instalación de la Cámara y protocolo de transmisión de vídeo-audio.
3. Incorporación de estos conocimientos a la programación de los alumnos de FP.
4. Dar a conocer esta tecnología tanto fuera como dentro del Centro donde se ha instalado una Smart Gela para hacer demostraciones in situ.

• A nivel externo, mejora de la imagen del Centro y, en especial, la de los ciclos de electricidad-electrónica, al alcanzar la difusión de la iniciativa a alrededor de 500 personas con un grado de satisfacción del 9.8/10.
• A nivel interno, generación en el Centro de un clima que fomenta la innovación y la creatividad.
• Además, se percibe una alta motivación en el personal docente y los alumnos involucrados en el proyecto. El grado de satisfacción de los alumnos participantes en el proyecto alcanza el 9.6/10
• Contribución al ODS3 (salud y bienestar), al ODS4 (educación de calidad), ODS8 (trabajo decente y crecimiento económico), ODS9 (industria, innovación e infraestructura) y, más especialmente, al ODS10 (reducción de las desigualdades).
• Reconocimientos:
- Sello STEAM Euskadi, en la 2ª edición de los premios STEAM Euskadi Sariak 2022
- Proyecto nombrado en el congreso mundial de “2022 World Federation of Colleges and Polytechnics”
- Proyecto seleccionado para participar en el Concurso de Proyectos Empresariales de Dema Enpresari 2021
- Proyecto mostrado a los Consejeros de Educación en el Congreso Internacional de FP en 2021