Создание нейротренажера в игровой форме для развития краткосрочной памяти

Next Lesson

Урок 1

Создание нейротренажера в игровой форме для развития краткосрочной памяти Урок 1

Цель

  • Создание игры, которая поможет увеличить кратковременную память.
  • Написать логику и реализовать ее с помощью Ардуино
  • Изготовление корпуса (3D, из дерева или картона)

Ожидаемые результаты 

После разработки проекта учащиеся

  • Научится работать с Arduino
  • Понимает логику создания игры
  • 3D моделирование
  • научатся работать с деревом или картоном
  • Учатся программированию

Междисциплинарные связи

  • Информатика
  • Физика
  • Технология

Руководство для учителя

  • Учащихся необходимо разделить на 5 групп
  • при использовании горячего клея следует соблюдать осторожность
  • При использовании канцелярского ножа или ножниц необходимо следить за тщательностью
  • Наблюдение за осторожностью при подключении электронных устройств к току
  • Проверка правильности подключения проводов и предоставление учащимся схемы подключения проводов

Введение

Кратковременная память позволяет без подготовки отвечать на сложные вопросы, импровизировать и быстро оценивать ситуацию. Раньше считалось, что у каждого человека есть определенная кратковременная память, но недавние исследования в области когнитивной науки и психологии доказали, что мы можем тренировать ее.

Что такое кратковременная память и почему она важна?

Это «резервуар» для кратковременного хранения мыслей и идей, который мы можем извлечь и использовать для принятия любых решений в любое время.Когда необходимо ответить на вопрос без подготовки, кратковременная память позволяет говорить одновременно и мысленно планировать последующие высказывания. Он также используется, когда мы читаем. Чтобы понять суть материала, мы должны вспомнить, что мы читали раньше, и связать его с тем, что мы читаем дальше. Кроме того, кратковременная память помогает игнорировать ненужную информацию, включая все, что нас беспокоит. Особенно в наше время очень важна способность к полному сосредоточению внимания на задаче.

Сейчас все мы страдаем от переизбытка информации, социальных сетей и разного рода предупреждений, требующих внимания днем и ночью. Мозг должен приложить много усилий, чтобы определить, какую информацию он должен запомнить, а что следует запомнить. Все это вызывает беспокойство и стресс и еще больше снижает память.

Как заставить кратковременную память работать на полную мощность

Есть два способа.

Во-первых, уменьшите количество отвлекающих факторов и, таким образом, снизьте уровень стресса. Это положительно влияет не только на память, но и на все сферы жизни.

Но иногда это невозможно. Мы не можем предсказать, когда начальник потребует от нас срочного отчета или когда заболеет наш близкий человек. Честно говоря, нам обычно нравится разнообразие информации, которая сейчас представлена в сети.

Итак, остается второй вариант-развивать и укреплять кратковременную память.

Как укрепить кратковременную память

Упражнения для мозга

В частности, так называемая «двойная задача n-назад». Во время этого упражнения вы тренируете свою кратковременную память, отслеживая ряд изображений и обнаруживая, что определенное изображение появилось раньше.

Исследования подтвердили, что такие упражнения помогают укрепить кратковременную память, в частности, таких ученых, как Джеки Ау, Эллен Шихан, Нэнси Цай. Но если все упражнения происходят нестабильно, это не поможет. Кратковременная память, как и наши мышцы, требует регулярных тренировок. Исследователи рекомендуют выделять для этого 25 минут в день.

Эти записи взяты из статьи зарубежных ученых

Источник: http://www.artofmanliness.com/2016/09/20/think-better-feet-improve-working-memory/?utm_source=pocket&utm_medium=email&utm_campaign=pockethits

Прописаны и другие факторы, Если вкратце, то на наш сон, занятия спортом, правильное питание все влияет. То, что нам подходит для игры, которую мы делаем в этом проекте, – это всего лишь упражнение,поэтому мы придаем этому упражнению значение.

Итак, у нас есть светодиоды в четырех разных цветах и кнопки в таких цветах

В начале первой игры светодиоды должны гореть четыре раза, не важно в каком порядке. Затем мы должны нажать и повторить кнопки того же цвета. Если мы нашли правильный, мы производим звук, который говорит о том, что мы перешли на следующий уровень через активный зуммер, а если мы нашли неправильный, мы производим звук, который говорит о том, что мы проиграли. С каждым правильным заработком число возгораний увеличивается, т. е. при четырехкратном сгорании после пятикратного сгорания после шести повторяется то же самое.

Теперь начнем реализовывать нашу игру

Сначала открываем Ардуино IDE, если не установлено, устанавливаем по ссылке

после открытия платформы для написания кода нажмите кнопку Инструменты в верхней части

Затем выберите порт

Код не будет отправлен в Ардуино, если не выбран Порт

Ардуино должен быть подключен к компьютеру через синий кабель

На рисунке ниже мы подключили кнопки и светодиоды к плате ардуино

Соедините так же

Теперь при нажатии кнопок зажгем соответствующий светодиод.

Для этого вам нужно запустить код ниже

Шаг 1 Напишите этот код на Ардуино IDE или скопируйте

Затем нажмите на кнопку, указанную ниже

Код

#define redbtn 3
#define yellowbtn 4
#define bluebtn 5
#define whitebtn 6

#define redled 9
#define yellowled 10
#define blueled 11
#define whiteled 12

void setup(){
  Serial.begin(9600);
  pinMode(redled,OUTPUT);
  pinMode(yellowled,OUTPUT);
  pinMode(blueled,OUTPUT);
  pinMode(whiteled,OUTPUT);
  pinMode(whitebtn,INPUT_PULLUP);
  pinMode(bluebtn,INPUT_PULLUP);
  pinMode(yellowbtn,INPUT_PULLUP);
  pinMode(redbtn,INPUT_PULLUP);

}

void loop(){
  if(!digitalRead(redbtn)){
    digitalWrite(redled,HIGH);
    delay(150);}
  else digitalWrite(redled,LOW);
  if(!digitalRead(yellowbtn)){
    digitalWrite(yellowled,HIGH);
    delay(150);}
  else digitalWrite(yellowled,LOW);
  if(!digitalRead(bluebtn)){
    digitalWrite(blueled,HIGH);
    delay(150);}
  else digitalWrite(blueled,LOW);
  if(!digitalRead(whitebtn)){
    digitalWrite(whiteled,HIGH);
    delay(150);}
  else digitalWrite(whiteled,LOW);
}

С помощью этого кода мы можем управлять светодиодами с помощью кнопок.


Теперь давайте рассмотрим зажигание ламп в произвольной последовательности


Обратите внимание на код ниже


#define redled 9
#define yellowled 10
#define blueled 11
#define whiteled 12

int leds[] = {redled,yellowled, blueled, whiteled};

void setup(){
  Serial.begin(9600);
  pinMode(redled,OUTPUT);
  pinMode(yellowled,OUTPUT);
  pinMode(blueled,OUTPUT);
  pinMode(whiteled,OUTPUT);
  randomSeed(analogRead(0));
  flashLed();

}

void loop(){
}
void flashLed(){
   for (int i = 0; i < 4; i++) {
      int shoosen_led = random(4);
      flash(leds[shoosen_led]);
    }
  }
void flash(int led){
  delay(200);
  digitalWrite(led,HIGH);
  delay(500);
  digitalWrite(led,LOW);
  }

Когда мы запускаем этот код, четыре раза случайные огни загораются между светодиодами

Теперь давайте подключим активный зуммер и экран к нашей схеме

Добавьте, как на схеме, показанной ниже

Попробуйте запустить этот код, полный код предоставлен ниже

Код

#include <LiquidCrystal_I2C.h>
LiquidCrystal_I2C lcd(0x27,16,2);



#define redbtn 3
#define yellowbtn 4
#define bluebtn 5
#define whitebtn 6

#define redled 9
#define yellowled 10
#define blueled 11
#define whiteled 12



#define NOTE_B0  31
#define NOTE_C1  33
#define NOTE_CS1 35
#define NOTE_D1  37
#define NOTE_DS1 39
#define NOTE_E1  41
#define NOTE_F1  44
#define NOTE_FS1 46
#define NOTE_G1  49
#define NOTE_GS1 52
#define NOTE_A1  55
#define NOTE_AS1 58
#define NOTE_B1  62
#define NOTE_C2  65
#define NOTE_CS2 69
#define NOTE_D2  73
#define NOTE_DS2 78
#define NOTE_E2  82
#define NOTE_F2  87
#define NOTE_FS2 93
#define NOTE_G2  98
#define NOTE_GS2 104
#define NOTE_A2  110
#define NOTE_AS2 117
#define NOTE_B2  123
#define NOTE_C3  131
#define NOTE_CS3 139
#define NOTE_D3  147
#define NOTE_DS3 156
#define NOTE_E3  165
#define NOTE_F3  175
#define NOTE_FS3 185
#define NOTE_G3  196
#define NOTE_GS3 208
#define NOTE_A3  220
#define NOTE_AS3 233
#define NOTE_B3  247
#define NOTE_C4  262
#define NOTE_CS4 277
#define NOTE_D4  294
#define NOTE_DS4 311
#define NOTE_E4  330
#define NOTE_F4  349
#define NOTE_FS4 370
#define NOTE_G4  392
#define NOTE_GS4 415
#define NOTE_A4  440
#define NOTE_AS4 466
#define NOTE_B4  494
#define NOTE_C5  523
#define NOTE_CS5 554
#define NOTE_D5  587
#define NOTE_DS5 622
#define NOTE_E5  659
#define NOTE_F5  698
#define NOTE_FS5 740
#define NOTE_G5  784
#define NOTE_GS5 831
#define NOTE_A5  880
#define NOTE_AS5 932
#define NOTE_B5  988
#define NOTE_C6  1047
#define NOTE_CS6 1109
#define NOTE_D6  1175
#define NOTE_DS6 1245
#define NOTE_E6  1319
#define NOTE_F6  1397
#define NOTE_FS6 1480
#define NOTE_G6  1568
#define NOTE_GS6 1661
#define NOTE_A6  1760
#define NOTE_AS6 1865
#define NOTE_B6  1976
#define NOTE_C7  2093
#define NOTE_CS7 2217
#define NOTE_D7  2349
#define NOTE_DS7 2489
#define NOTE_E7  2637
#define NOTE_F7  2794
#define NOTE_FS7 2960
#define NOTE_G7  3136
#define NOTE_GS7 3322
#define NOTE_A7  3520
#define NOTE_AS7 3729
#define NOTE_B7  3951
#define NOTE_C8  4186
#define NOTE_CS8 4435
#define NOTE_D8  4699
#define NOTE_DS8 4978




int melody[] = {
  NOTE_G4, 0, NOTE_G4, NOTE_D5,
  NOTE_C5, 0, NOTE_AS4, 0,
  NOTE_A4, 0, NOTE_A4, NOTE_A4,
  NOTE_C5, 0, NOTE_AS4, NOTE_A4, 
  NOTE_G4,0, NOTE_G4, NOTE_AS5,
  NOTE_A5, NOTE_AS5, NOTE_A5, NOTE_AS5,
  NOTE_G4,0, NOTE_G4, NOTE_AS5,
  NOTE_A5, NOTE_AS5, NOTE_A5, NOTE_AS5,
  NOTE_G4, 0, NOTE_G4, NOTE_D5,
  NOTE_C5, 0, NOTE_AS4, 0,
  NOTE_A4, 0, NOTE_A4, NOTE_A4,
  NOTE_C5, 0, NOTE_AS4, NOTE_A4, 
  NOTE_G4,0, NOTE_G4, NOTE_AS5,
  NOTE_A5, NOTE_AS5, NOTE_A5, NOTE_AS5,
  NOTE_G4,0, NOTE_G4, NOTE_AS5,
  NOTE_A5, NOTE_AS5, NOTE_A5, NOTE_AS5
 };

int noteDurations[] = {
  4,4,4,4,
  4,4,4,4,
  4,4,4,4,
  4,4,4,4,
  4,4,4,4,
  4,4,4,4,
  4,4,4,4,
  4,4,4,4,
  4,4,4,4,
  4,4,4,4,
  4,4,4,4,
  4,4,4,4,
  4,4,4,4,
  4,4,4,4,
  4,4,4,4,
  4,4,4,4,
  4,4,4,4,
  4,4,4,4,
  4,4,4,4,
  4,4,4,4,
  4,4,4,4,
  4,4,4,4,
  4,4,4,4,
  4,4,4,4,
  4,4,4,4,
  4,4,4,4,
  4,4,4,4,
  4,4,4,4,
  };





int current_level = 4;
int leds[] = {redled,yellowled, blueled, whiteled};
int output_leds[30]={};
int input_leds[30]={};
int mill = 0;
int speed_of_flashing = 500;
int index = 0;
bool waitforpress = false;
unsigned long timer = 0;
int deadline = 59;

void setup() {
  lcd.init();
  lcd.backlight();
  
  Serial.begin(9600);
  pinMode(redled,OUTPUT);
  pinMode(yellowled,OUTPUT);
  pinMode(blueled,OUTPUT);
  pinMode(whiteled,OUTPUT);
  pinMode(whitebtn,INPUT_PULLUP);
  pinMode(bluebtn,INPUT_PULLUP);
  pinMode(yellowbtn,INPUT_PULLUP);
  pinMode(redbtn,INPUT_PULLUP);
  randomSeed(analogRead(0));
  flashLed();
  //test();

}

void loop() {
  delay(100);
  if(waitforpress){
    if(!digitalRead(bluebtn) and millis()-mill>200){
    digitalWrite(blueled,HIGH);
    delay(150);
    Serial.println("blue");
    mill = millis();
    if(output_leds[index]==blueled){
      index += 1;
      if(index==current_level){
        
        nextlevel();
        }
      }
    else {
      test();
      Serial.println("Game Over");
      waitforpress = false;
      
      }
    }
  else digitalWrite(blueled,LOW);
  if(!digitalRead(yellowbtn) and millis()-mill>200){
    digitalWrite(yellowled,HIGH);
    delay(150);
    Serial.println("yellow");
    mill = millis();
    if(output_leds[index]==yellowled){
      index += 1;
      if(index==current_level){
        
        nextlevel();
        }
      }
    else {
      test();
      Serial.println("Game Over");
      waitforpress = false;
      
      }
    }
  else digitalWrite(yellowled,LOW);
  if(!digitalRead(redbtn) and millis()-mill>200){
    digitalWrite(redled,HIGH);
    delay(150);
    Serial.println("red");
    mill = millis();
    if(output_leds[index]==redled){
      index += 1;
      if(index==current_level){
        
        nextlevel();
        }
      }
    else {
      test();
      Serial.println("Game Over");
      waitforpress = false;
      
      }
    }
  else digitalWrite(redled,LOW);
  
  if(!digitalRead(whitebtn) and millis()-mill>200){
    digitalWrite(whiteled,HIGH);
    delay(150);
    Serial.println("white");
    mill = millis();
    if(output_leds[index]==whiteled){
      index += 1;
      if(index==current_level){
        
        nextlevel();
        }
      }
    else {
      test();
      Serial.println("Game Over");
      waitforpress = false;
      }
    }
  else digitalWrite(whiteled,LOW);
    }
    lcd.setCursor(1,0);
    lcd.print("you are Genius");

    lcd.setCursor(0,1);
    lcd.print("lvl:");
    
    lcd.setCursor(4,1);
    lcd.print(current_level-3);

    lcd.setCursor(6,1);
    lcd.print("time 0:");

    if(millis()-timer>1000 and deadline>0){
      lcd.clear();
      lcd.setCursor(13,1);
      lcd.print(deadline);
      deadline -= 1;
      timer = millis();
      }
    if(deadline==0){
      lcd.clear();
      lcd.setCursor(1,1);
      lcd.print("GAME OVER!!!");
      current_level = 3;
      test();
      nextlevel();
      }
}
void flashLed(){
   for (int i = 0; i < current_level; i++) {
      int shoosen_led = random(4);
      flash(leds[shoosen_led]);
      output_leds[i] = leds[shoosen_led];
    }
   waitforpress = true;
  }
void flash(int led){
  delay(200);
  digitalWrite(led,HIGH);
  delay(speed_of_flashing);
  digitalWrite(led,LOW);
  }

void nextlevel(){
  for (int i = 0; i < 4; i++) {
      digitalWrite(leds[i],LOW);
    }
    lcd.clear();
  delay(1000);
  deadline = 59-(current_level-4)*5;
  current_level += 1;
  index = 0;
  flashLed();
  }
void test(){
  for (int thisNote = 0; thisNote < 64; thisNote++) {
    int noteDuration = 750 / noteDurations[thisNote];
    tone(13, melody[thisNote], noteDuration);
    int pauseBetweenNotes = noteDuration * 1.30;
    delay(pauseBetweenNotes);
    noTone(13);
  }
  }
Back to Course
Next Lesson