Introducing Neuroscience and Neurocomputation Concepts to High School Students using Brain-based Neurorobots

使用基于大脑的神经机器人向高中生介绍神经科学和神经计算概念

基本信息

  • 批准号:
    9763674
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 31.25万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2018
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2018-09-01 至 2021-08-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

PROJECT SUMMARY Understanding the brain is a profound and fascinating challenge, captivating the scientific community and the public alike. The lack of effective treatment for most brain disorders makes the training of the next generation of neuroscientists, engineers and physicians a key concern. However, much neuroscience is perceived to be too difficult to be taught in school. To make neuroscience more accessible and engaging to students and teachers, Backyard Brains is developing neurorobots for education: fun and affordable robots with camera­eyes, wheels, WiFi and artificial software brains modeled on real biological brains. The neurorobot kit will allow students to investigate meaningful real­world questions about mind, brain and behavior by designing artificial brains that make the robot’s behavior life­like, sensory­guided and goal­directed. In Phase I of this project, students will work in groups to investigate the question “Why does my dog come to me when I call?” by designing neural networks that make the robot approach when called for. While the robot moves around in the classroom, students will be able to observe its visual sensory input and the flow of activity between its neurons on a smartphone or laptop, and interact with the brain using voice commands and a “reward button” that drives learning. By designing, testing and analysing neurorobot brains, students will acquire a practical understanding of neurons, synapses, neural networks, brain functions, and the relationship between brain and behavior, and develop important computational thinking skills and self­conception as neuroscientists. For Phase I we will develop neurorobot hardware and software, and collaborate with education specialists to develop and evaluate a short high­school instructional unit around neurorobots. Our overall Phase I goal is to demonstrate the feasibility and educational value of using neurorobots to teach high­school neuroscience. Our unique combination of low­cost robot hardware, innovative curriculum, and easy­to­use applications makes our product appealing to our large high­school, university, and amateur customer base. For Phase II we will expand the curriculum and the capabilities of our neurorobot kit, and create an online forum where students and teachers can share brains and discuss experiments. Our long­term aim is to encourage education policy makers to adopt neuroscience requirements by demonstrating an effective neuroscience curriculum organized around brain­based neurorobots. By combining neuroscience, a multidisciplinary field that spans biology, medicine, psychology, mathematics, and engineering, with robotics and a project­based approach to learning, our neurorobots and curriculum will improve STEM­education and inspire the next generation of scientists, engineers and physicians.
项目概要 了解大脑是一项深刻而迷人的挑战,吸引了科学界和科学界 大多数脑部疾病缺乏有效的治疗方法,这使得下一代的培训受到影响。 然而,许多神经科学被认为是神经科学家、工程师和医生关注的一个关键问题。 使神经科学更容易被学生接受和吸引。 老师们,Backyard Brains 正在开发用于教育的神经机器人:有趣且价格实惠的机器人 摄像头、轮子、WiFi 和仿照真实生物大脑的人工软件大脑 神经机器人套件。 让学生通过设计来研究关于思想、大脑和行为的有意义的现实世界问题 人工大脑使机器人的行为栩栩如生,具有感官引导和目标导向。 项目中,学生将分组研究“为什么当我打电话时我的狗会来找我?” 设计神经网络,使机器人在需要时接近。 课堂上,学生将能够观察其视觉感官输入及其神经元之间的活动流程 在智能手机或笔记本电脑上,使用语音命令和驱动的“奖励按钮”与大脑互动 通过设计、测试和分析神经机器人大脑,学生将获得实际的理解。 神经元、突触、神经网络、大脑功能以及大脑与行为之间的关系,以及 作为神经科学家,我们将培养重要的计算思维技能和自我概念。 开发神经机器人硬件和软件,并与教育专家合作开发和评估 我们的第一阶段总体目标是展示神经机器人的简短高中教学单元。 使用神经机器人教授高中神经科学的可行性和教育价值我们独特的。 低成本机器人硬件、创新课程和易于使用的应用程序的结合使我们 我们将在第二阶段推出对我们庞大的高中、大学和业余客户群有吸引力的产品。 扩展我们的神经机器人套件的​​课程和功能,并创建一个在线论坛,学生可以在其中 我们的长期目标是鼓励教育政策。 创客通过展示组织的有效神经科学课程来采纳神经科学要求 围绕基于大脑的神经机器人通过结合神经科学这一跨生物学的多学科领域, 医学、心理学、数学和工程学,以及机器人技术和基于项目的学习方法, 我们的神经机器人和课程将改善 STEM 教育并激励下一代科学家, 工程师和医生。

项目成果

期刊论文数量(1)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Neurorobotics Workshop for High School Students Promotes Competence and Confidence in Computational Neuroscience.
高中生神经机器人研讨会提高计算神经科学的能力和信心。
  • DOI:
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Harris, Christopher A;Guerri, Lucia;Mircic, Stanislav;Reining, Zachary;Amorim, Marcio;Jović, Ðorđe;Wallace, William;DeBoer, Jennifer;Gage, Gregory J
  • 通讯作者:
    Gage, Gregory J
{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Gregory John Gage其他文献

Gregory John Gage的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Gregory John Gage', 18)}}的其他基金

A biologically-inspired, interactive digital device to introduce K12 students to computational neuroscience
一种受生物学启发的交互式数字设备,可向 K12 学生介绍计算神经科学
  • 批准号:
    10706026
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 31.25万
  • 项目类别:
Backyard Brains: Bringing Neurophysiology Into Secondary Schools
后院大脑:将神经生理学引入中学
  • 批准号:
    9983344
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 31.25万
  • 项目类别:
Introducing Neuroscience and Neurocomputation Concepts to High School Students using Brain-based Neurorobots
使用基于大脑的神经机器人向高中生介绍神经科学和神经计算概念
  • 批准号:
    10385012
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 31.25万
  • 项目类别:
Backyard Brains: Bringing Neurophysiology Into Secondary Schools
后院大脑:将神经生理学引入中学
  • 批准号:
    9347753
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 31.25万
  • 项目类别:
Backyard Brains: Bringing Neurophysiology Into Secondary Schools
后院大脑:将神经生理学引入中学
  • 批准号:
    8454030
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    $ 31.25万
  • 项目类别:
Backyard Brains: Bringing Neurophysiology Into Secondary Schools
后院大脑:将神经生理学引入中学
  • 批准号:
    8641417
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    $ 31.25万
  • 项目类别:

相似国自然基金

适当冷暴露通过肠道菌群调控心脏免疫微环境改善心梗后心室重构和心力衰竭的作用与机制
  • 批准号:
    82330014
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    220 万元
  • 项目类别:
    重点项目
SIRT1通过TXNIP/NLRP3通路促进巨噬细胞自噬在烟曲霉感染中的作用及机制研究
  • 批准号:
    82360624
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    32 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
心外膜细胞中BRD4通过促进MEOX-1表达激活TGF-β信号通路参与糖尿病心肌病纤维化形成的分子机制研究
  • 批准号:
    82300398
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
红毛藻多糖通过增加肠道鼠乳杆菌丰度双向调节免疫功能机制研究
  • 批准号:
    32302098
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
腺相关病毒载体介导的circ_12952基因治疗通过激活结直肠癌抗肿瘤免疫增强PD-1抗体疗效的机制研究及临床探索
  • 批准号:
    82303073
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

Establishing and Mimicking Patterning Mechanisms in the Distal Nephron Tubule and Kidney Organoid
建立和模拟远端肾小管和肾类器官的模式机制
  • 批准号:
    10719178
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 31.25万
  • 项目类别:
Determinants of amino acid transporter oligomerization in membranes
膜中氨基酸转运蛋白寡聚的决定因素
  • 批准号:
    10725968
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 31.25万
  • 项目类别:
Advancing novel survey tools to increase participation and improve sexual and reproductive health data quality
推进新颖的调查工具,以提高参与度并提高性健康和生殖健康数据质量
  • 批准号:
    10659727
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 31.25万
  • 项目类别:
Real-time Volumetric Imaging for Motion Management and Dose Delivery Verification
用于运动管理和剂量输送验证的实时体积成像
  • 批准号:
    10659842
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 31.25万
  • 项目类别:
Remote Kinesiology for Improving Human Health with Auto-locating Compliant Motion Tracking Stickers and Artificial Intelligence
通过自动定位兼容运动跟踪贴纸和人工智能来改善人类健康的远程运动机能学
  • 批准号:
    10751952
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 31.25万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了