Naar de content

Hacken voor het onderwijs van morgen

Hack the Brain

Hack the Brain leverde slimme toepassingen op voor het onderwijs zoals de FocusGuard en een concentratie-gestuurde knikkerbaan. Het event draaide om de vraag: kun je op basis van bestaande kennis nieuwe toepassingen (hacks) bedenken die leren makkelijker, leuker en efficiënter maken?

De ‘FocusGuard’ viel op tijdens Hack the Brain vanwege de toepasbaarheid en het intelligente systeem van de hack. Door concentratie te meten in het brein weet de slimmerik of je beschikbaar bent voor een telefoonsignaal of niet. Op het moment dat je ‘in focus’ bent, beschermt hij je concentratie en weert een inkomende oproep of sms.

Deelnemer van team ‘Guardians of the Focus’ Mik Langhout (uiterst rechts) in overleg met zijn teamgenoten tijdens het event. In 2014 behaalde hij zijn Master Artificiële Intelligentie aan de Vrije Universiteit Amsterdam.

 Mik Langhout

In de Waag Society in Amsterdam trokken acht teams ten strijde met slechts één doel voor ogen: het bedenken van de ultieme hack om leerprocessen te beïnvloeden en te verbeteren. Tijdens de driedaagse hackaton werd non-stop gehackt door kunstenaars, wetenschappers, developers en onderwijsprofessionals. “Hack the Brain zat heel goed in elkaar. Op de eerste dag werden de teams samengesteld en begonnen we met brainstormen. Aan het einde van de dag bleef één idee over. Dit hebben we verder uitgewerkt tot onze hack FocusGuard”, zegt Mik Langhout van team Guardians of the focus over het hack event.

Neurofeedback als afkickmethode

Langhout wilde het brein monitoren met EEG (Electro-Encephalografie), een techniek waarmee je elektrische potentiaalverschillen in de hersenen kunt meten, als maat voor hersenactiviteit. Hij probeerde het signaal op te pikken van het brein op het moment dat je naar een telefoon wilt grijpen. Door deze neiging vast te stellen kun je vervolgens specifieke feedback geven om je hiervan bewust te worden. Uiteindelijk is het mogelijk te leren om het enige of langere tijd zonder telefoon te stellen.

Het team van Mik Langhout kwam stap voor stap dichterbij de ultieme hack om externe signalen van telefoons uit te stellen op het moment dat je geconcentreerd met iets anders bezig bent. Op de afbeelding is een tussenstap van het uiteindelijke concept te zien.

 Mik Langhout

Aanleiding voor zijn idee was een uitzending van de NTR over scholieren die continu worden afgeleid door hun telefoon, of er zelfs aan verslaafd zijn. Volgens de scholieren leren ze hierdoor minder gefocust.

Samen met zijn teamleden verfijnde Langhout het idee. “Uiteindelijk vroegen we ons af of we een extern (telefoon)signaal konden uitstellen op het moment dat iemand geconcentreerd is”, zegt hij.

“Door het aanvankelijke idee verder uit te werken konden we niet alleen monitoren wanneer de hersenen een ‘grijpneiging’ hebben, maar zelfs voorkomen dat dit gebeurt. Dankzij een paar goede developers in ons team lukte het om dit op de derde dag van het event visueel én werkend aan de jury te demonstreren!”

Concentratie werd gemeten met de ‘Muse’, een hoofdband met geïntegreerde EEG sensoren. Die stuurde de data naar een computer via Bluetooth. De computer verwerkte de data aan de hand van een script en stuurde deze vervolgens naar een webserver. De telefoon stond hier ook mee in verbinding.

Als de concentratie afnam tot een bepaalde waarde, kreeg te telefoon een End of Focus bericht via de server. De Do Not Disturb modus werd dan uitgeschakeld en de berichten en belletjes konden weer binnenkomen.

Knikkerbaan op nummer één

Kunstenares en deelneemster van het winnende team, Marloeke van der Vlugt, had een andere inspiratiebron dan Langhout. Tijdens een lezing van neurowetenschapper Nienke van Atteveldt – die overigens verschillende artikelen voor Kennislink schreef -, kreeg ze lucht van een studie van een Amerikaanse onderzoeksgroep. Deze wetenschappers vergeleken de prestaties van twee groepen kinderen met elkaar. De ene groep werd verteld dat je zelf invloed hebt op je brein, de andere groep kreeg dit niet te horen.

De eerste groep presteerde aanzienlijk beter tijdens het uitvoeren van bepaalde taken. Van der Vlugt: “Blijkbaar heeft het besef dat je invloed hebt op je eigen brein een enorme invloed op je functioneren. Met ons team zijn we op dit idee gaan voortborduren.”

Zelf je brein beïnvloeden betekent op celniveau dat je nieuwe verbindingen tussen zenuwcellen aanmaakt. Als zo’n verbinding, of synaps, wordt onderhouden blijft deze bestaan. Use it or lose it, wordt dit wel genoemd. Om dit mechanisme begrijpelijk te maken voor kinderen, en hen te laten beseffen dat ze hun eigen brein kunnen beïnvloeden, ging van der Vlugt op zoek naar een visuele metafoor.

De concentratie neemt toe, de gele en rode toren groeien.

 Marloeke van der Vlugt

“We maakten een modulaire knikkerbaan”, zegt ze. “De verbinding tussen zenuwcellen brachten we in beeld met torens die konden groeien (versterken) of krimpen (afzwakken), naarmate iemand zich meer of minder concentreerde op een taak.” Wanneer een taak werd begrepen ontstond er een brug, een ‘open’ verbinding, tussen twee torens en werd het ‘stromen’ in het brein gevisualiseerd door een rollende knikker.

De schakel tussen concentratie en de knikkerbaan was wederom de ‘Muse’. Voor de presentatie had het team van Van der Vlugt een stopmotion filmpje gemaakt met de knikkerbaan. Het concentratielevel dat werd gelezen door de Muse, zorgde ervoor dat het filmpje werd afgespeeld (de torens groeien, verbindingen werden gelegd) of teruggespoeld (de torens zakken in).

De taak is begrepen, de verbinding is gelegd tussen de gele en rode toren. De knikker kan gaan rollen. Het kan gaan ‘stromen’ in het brein.

 Marloeke van der Vlugt

Veel van de ideeën die tijdens het _Hack the Brain_-event zijn ontsproten zijn nu al heel goed toepasbaar. De techniek en de kennis zijn voorradig. De vraag is alleen of we hier al klaar voor zijn. Van der Vlugt denkt dat het een kwestie van tijd is: “Het dragen van een Muse waarmee je je brein kunt trainen, net zoals het trainen van bijvoorbeeld je spieren, vinden we straks heel normaal.”

ReactiesReageer