CustomSCAD

 Faciliter la modification d’objets paramétrables

CustomSCAD est un logiciel d’aide à la modification d’objets paramétrables destinés à être fabriqués via impression 3D et créés avec OpenSCAD. Il a été créé à l’origine pour les ergothérapeutes du centre de Kerpape, pour leur permettre de modifier les objets sans repasser par le code.

Doté d’une interface graphique aisée à prendre en main, il utilise les ressources d’OpenSCAD pour permettre un affichage en temps réel de l’objet à modifier. Chaque paramètre peut être accompagné d’un commentaire, permettant une clarification de sa fonction.

De plus, les utilisateurs n’ont pas besoin de revenir sur OpenSCAD : une fonction de sauvegarde des paramètres et d’export en STL est incluse dans le logiciel.

Démarche du projet

Créé en novembre 2016 par Alexandre POIRRIER (à son initiative dans le cadre du projet REHAB-LAB), le logiciel a été depuis présenté aux ergothérapeutes qui l’ont accepté comme outil. Diverses aides techniques ont été réalisées grâce à CustomSCAD, à la fois par les thérapeutes et les patients.

Visualisation en temps réel de la modification des paramètres

Et côté développeur OpenSCAD ?

Seules des modifications minimes du code OpenSCAD sont nécessaires pour rendre le fichier .scad compatible avec CustomSCAD.

Ressources

 

 

RePhone Kit: téléphone modulaire et Open-Source

 Développement d’une aide technique pour l’utilisation d’un téléphone modulaire et Open-Source

Contexte

Aujourd’hui, les smartphones sont utilisés par une grande majorité de la population. Les capacités cognitives sont de plus en plus solicitées pour gérer les informations (toucher, voix, visuel…) lors de l’utilisation d’un smartphone. Les interfaces tactiles requièrent des capacités gestuelles variées et complexes.
Les différentes combinaison pour l’interaction tactile avec un smartphone ne peuvent pas être réalisées par des personnes aux capacités fonctionnelles réduites. Le surplus d’informations à l’écran peut aussi être un facteur rendant compliquée l’utilisation d’un smartphone.

Aujourd’hui, des solutions existent mais elles sont trop chères ou pas assez adaptées. Par exemple, le portable Bazile intègre un seul bouton pour appeler et décrocher mais le prix
du forfait mensuel reste un facteur repoussant et les fonctionnalités sont limitées. Les possibilités d’interaction avec un smartphone sont :
Head-tracking : le téléphone détecte les mouvements de la tête one-switch access : un seul bouton est utilisé pour l’accès aux fonctionnalités du téléphone Reconnaissance   Vocale :   analyse   la   voix   humaine   captée   par   un   microphone   pour   la retranscrire sous la forme d’un texte
Périphériques USB et Bluetooth : communication
Les avantages du RePhone sont :

  • le prix : environ 55€
  • la polyvalence : possibilité de changer les modules du téléphone fonctionnalités : le RePhone ne contient que les fonctionnalités de base d’un téléphone
  • facilité d’utilisation : les icônes sont intuitives.
RePhone Kit

RePhone Kit avec bouton poussoir

 Analyse fonctionnelle du Rephone

Aujourd’hui,   les   smartphones   sont   utilisés   tous   les   jours   mais   beaucoup   de   leurs fonctionnalités ne le sont pas. RePhone  veut  dire  la  Renaissance  du  téléphone,  chacun  peut  créer  son propre  téléphone personnalisable en quelques minutes. Le RePhone est un téléphone Open Source et modulaire
imaginé par la société chinoise Seeed. Le projet a été lancé et financé sur le site internet Kickstarter par le biais d’une campagne de financement participatif. Il a atteint 246800€ en octobre 2015.
Seeed   a   eu   l’idée   de   lancer   un   projet   révolutionnaire :   réinventer   le   téléphone   que   nous connaissons   aujourd’hui   en   permettant   à   l’utilisateur   de   créer   son   propre   téléphone   en choisissant les fonctionnalités qu’il souhaite utiliser.

Le RePhone est constitué de modules qu’il faut connecter ensemble pour créer son propre téléphone.  Les environnements de développement sont Javascript, Arduino, Eclipse et Lua. L’entreprise met à disposition des développeurs l’intégralité du code source du RePhone. Cependant, le code source du téléphone est uniquement disponible sur Eclipse.  Les autres environnements de développement possèdent uniquement des fonctions basiques (allumer l’écran, afficher des caractères, écouter un son…).

 Cahier des charges

Le téléphone doit pouvoir être utilisé par une personne aux capacités fonctionnelles réduites pour :

  • appeler et recevoir des appels,
  • envoyer et recevoir des messages,
  • régler des paramètres (luminosité, son, date et heure),
  • écouter de la musique ou des sons,
  • prédéfinir des instructions conditionnelles qui permettent de déclencher des actions

L’écran du téléphone doit : soit être fixé pour se situer en face de la personne, le contacteur doit pouvoir être accessible et utilisable sur un fauteuil roulant. L’utilisation du téléphone se fait en mode « haut-parleur », le son doit être assez audible comme le téléphone se situe à une certaine distance du patient. soit être fixé pour se situer en face de la personne, le contacteur doit pouvoir être accessible et utilisable sur un fauteuil roulant.
L’utilisation du téléphone se fait en mode « écouteurs », des écouteurs sont placés aux oreilles du patient, le son doit être assez audible pour une écoute dans les oreilles (moins puissant
qu’un haut-parleur).

Reprendre les codes sources du RePhone et les modifier pour respecter le cahier des charges.

Le téléphone  doit être accessible,  c’est à dire  que les choix  seront validés à l’aide d’un contacteur en utilisant le principe de défilement pour naviguer dans les menus.

Le principe du défilement consiste à faire briller ou colorer les icônes une par une pour permettre à l’utilisateur de savoir quelle icône sélectionner.

Le téléphone ne possède pas de clavier, il faut donc trouver une solution pour l’envoi des messages.

rephone kit

RePhone kit

Rehab-Lab

Rehab-Lab: Un FabLab intégré dans le Centre de Kerpape: De “patient” à “acteur”

Cours de dessin 3D

Cours de dessin 3D

Un Laboratoire d’électronique intégré au Centre de Kerpape

Seul laboratoire intégré dans un centre de rééducation en France depuis plus de 30 ans, le laboratoire d’électronique du Centre de Kerpape travaille sur les aides techniques électroniques et informatiques pour les patients du centre : aide à la communication avec synthèse vocale, accès au TIC (Ordinateurs, tablettes, smartphones…) avec des interfaces spécialisées ou grand publics, domotique, commande de fauteuils roulants électriques, aides à la rééducation… Dans ce cadre, le laboratoire répond aux besoins des patients accueillis à Kerpape, à travers l’adaptation de produits et logiciels commercialisés ou mis à disposition gratuitement. Quand les solutions existantes ne permettent pas de couvrir les besoins particuliers de certains patients, le développement de prototypes sur mesure est réalisé.

Le laboratoire accueille ainsi chaque année des étudiants de nombreuses écoles : étudiants de Master de l’UBS, élèves d’école d’ingénieurs (ENSIBS, ENIB, INSA, Télécom Bretagne, ICAM, ISIFC, École Polytechnique…), BTS en domotique de Quimper et Lorient, DUT informatique de Vannes… Certains viennent au laboratoire dans le cadre d’un stage, d’autres restent dans leur école dans le cadre d’un projet étudiant. Quoi qu’il en soit, ils sont encadrés par les ingénieurs du laboratoire et développent à leurs demandes, de nouveaux systèmes répondant à des besoins de terrain. Ces développements, pour qu’ils puissent bénéficier au plus grand nombre, doivent être partagés. Pour ce faire, l’utilisation de cartes Arduino (open-source, open-hardware) s’est généralisée. Il est également demandé aux étudiants de rendre un dossier entièrement documenté sous le principe de la reproductibilité par un FabLab.

Une imprimante 3D pour la réalisations d’aides techniques.

Depuis 2015, des essais d’imprimantes 3D ont été réalisés au laboratoire d’électronique pour une utilisation en ergothérapie pour la création d’aides techniques. Cette activité s’est montée en partenariat avec l’association Sikula-Robotik pour les prêts d’imprimantes 3D et le plateau technique ComposiTIC pour la mise à disposition de matériaux composites innovants (biosourcés, bio-dégradables…) et pour leur expertise dans le domaine de l’impression 3D.

Imprimante 3D

Imprimante 3D utilisée au Rehab-Lab

Actuellement, les ergothérapeutes réalisent des aides techniques pour faciliter des actes de la vie quotidienne. La création personnalisée de manches d’objets pour une meilleure préhension en est un exemple : clef de porte, support de verre, adaptation de fourchettes/cuillères… Ces adaptions, sur mesure et à la demande, sont souvent réalisées à base de thermoplastique ou de mousse. L’impression 3D permet d’automatiser la réalisation de ces aides techniques une fois le modèle 3D réalisé et de les partager par la suite.

Rehab-Lab: Un FabLab intégré dans le Centre de Kerpape: De “patient” à “acteur”

La création d’un FabLab au centre de Kerpape vient de la demande de certains patients intéressés par le mouvement DIY (Do It Yourself) qui souhaitent découvrir les technologies liées à la fabrication numérique et à l’impression 3D et qui souhaitent les utiliser. La grande majorité des projets développés au laboratoire d’électronique naissent de besoins exprimés par les patients du centre (développés par des étudiants). Certains d’entre eux, qui ont un profil ”geek”, souhaitent être moteur dans la création de leur propre aide technique et à ce titre veulent participer à son développement. Le REHAB-LAB a pour objectif de multiplier ces initiatives en impliquant les patients de Kerpape, les thérapeutes, les étudiants et d’autres ”passionnés”.

Rehab-Lab: Un FabLab avec différents niveaux d’implication.

Au centre de Kerpape, 400 patients (adultes et enfants) sont accueillis par jour. Chez les personnes en soins, certaines séjournent à l’année à l’IEM (Institut d’Éducation Motrice) tout en étant scolarisées à l’école intégrée, d’autres viennent pour plusieurs semaines, ou mois…

Dans la diversité de l’accueil qui dépend des pathologies, les patients doivent trouver, pendant leurs temps libres, des activités autres que celles de rééducation. Basé sur les principes d’ouverture et de collaboration, le REHAB-LAB accueille toutes ces personnes (adultes, adolescents et jeunes) en plus de passionnés professionnels de Kerpape. Différentes activités peuvent être ciblées suivant l’intérêt vis à vis de la fabrication numérique, leurs souhaits de développer des compétences en profitant du temps passé au centre ou leur envie de participer à des projets innovants…(cf ci-dessous).

Ces activités sont encadrées par des étudiants de différentes formations scolaires (école d’ingénieurs, Master, BTS, DUT) ce qui permet un échange et peut être une projection plus facile pour certains jeunes patients désirants suivre ou poursuivre une formation technique (informatique/électronique).

  1. Découverte / Information / Formation

Comme tout FabLab ”ordinaire”, le REHAB-LAB permet aux patients de découvrir les technologies issues de la fabrication numérique comme l’impression 3D. Des ateliers de démonstration sont pour cela organisés régulièrement par les étudiants accueillis au laboratoire : atelier soudure, utilisation de logiciels de CAO (Conception Assistée par Ordinateur), découverte de la programmation de cartes électroniques…

Suivant le projet personnel du patient, des formations spécifiques peuvent être mises en place (en lien avec le projet thérapeutique) dans le but de mettre à profit le temps passé en hospitalisation pour développer des compétences ou pour préparer la sortie de l’établissement et l’insertion professionnelle. A titre d’exemple, des ateliers soudures ont été réalisés pour apprendre ou pour perfectionner la technique et faciliter ainsi l’intégration d’une jeune suivi à l’IEM de Kerpape dans un ESAT (Établissement et Service d’Aide par le Travail) qui requiert ses compétences. Cette activité peut également susciter l’envie de s’investir d’avantage dans le développement d’un projet innovant personnel ou pour une autre personne.

Embout de stylet: dessin et réalisation

Embout de stylet: dessin et réalisation

  1. Développement d’un projet personnel

Lorsqu’une personne a une idée de projet pour lequel il n’existe pas de solutions acceptables, elle peut s’adresser au REHAB-LAB pour être l’acteur principal de ce projet, tout en étant accompagnée pour le mener à son terme. Cela concerne des aides techniques liés à l’autonomie de la personne.

A titre d’exemple, une jeune femme tétraplégique ayant des difficultés dans la manipulation de son verre, a dessiné son propre support de verre. Elle a été formée à l’usage d’un logiciel simple et gratuit de CAO par l’animateur/étudiant. Aidé par son ergothérapeute, elle a pu affiner ses besoins pour réaliser son support de verre personnel. Elle a réalisé plusieurs dessins, choisi la matière et la couleur qui convenaient le mieux et réglé les paramètres d’impression pour que l’objet soit le plus léger possible, facilitant ainsi son autonomie.

Un patient avec son support de verre

Un patient avec son support de verre

  1. Développement d’un projet pour une autre personne

Pour réaliser certaines aides techniques, les participants du REHAB-LAB sont sollicités s’ils n’ont pas de projets personnels. Ces derniers peuvent aider directement d’autres personnes en situation de handicap qui n’ont pas les possibilités de créer eux-mêmes leurs aides techniques pour des raisons de compétences ou pour des raisons liées à leur pathologie. Les ergothérapeutes guident alors  les ”makers” dans la réalisation de ces aides techniques.

Par exemple, un patient venant à Kerpape pour une rééducation du genou et n’ayant pas de besoins à long terme d’aides techniques, est venu au Rehab-Lab pour participer à l’élaboration d’aides techniques pour d’autres personnes. Il avait des compétences en CAO, par son parcours professionnel (ancien ingénieur en mécanique), mais n’avait jamais réalisé d’objets en impression 3D.  Il a été formé à l’usage de l’imprimante 3D par l’étudiant et a réalisé plusieurs aides techniques pour d’autres patients.

Support de verre

Support de verre réalisé par une patiente

Partage avec les autres

Au sein du REHAB-LAB, la notion de partage est omniprésente. Il y a bien sûr le partage de compétences et de connaissances entre les différents acteurs (patients, ergothérapeutes, étudiants). Mais le partage s’applique également aux objets réalisés.  Ils  peuvent être dupliqués et modifiés facilement en cas d’évolution de la pathologie. Ils peuvent également  servir à d’autres personnes ayant des besoins similaires d’aides techniques dans le centre de Kerpape ou ailleurs.

C’est pour ces raisons que les créations seront partagées sur le site du Rehab-Lab pour que d’autres personnes ayant les mêmes besoins puissent les télécharger et les imprimer.  Quelques uns des objets  réalisés sont d’ores et déjà partagés sur le site Thingiverse, site de partage pour des objets 3D «grand public».

Lien avec la recherche

Le laboratoire d’électronique collabore avec  le monde de la recherche dans de nombreux domaines. Pour l’impression 3D, il s’appuie sur le Plateau Technique Compositic  (http://www-compositic.univ-ubs.fr/) qui dépend de l’Université de Bretagne-Sud.  Compositic possède  une grande expertise autour de l’impression 3D pour les entreprises mais également sur la création de consommable à base de matériaux biosourcés (lin, coquilles d’huître…) pour imprimante 3D.

Le REHAB-LAB bénéficie de son soutien pour la réalisation d’aides techniques où le choix des matériaux et le choix des paramètres d’impression ont une grande influence d’un point de vue fonctionnel. Pour les matériaux, il faut parfois privilégier des matériaux souples (ex : pour la réalisation d’orthèses) ou au contraire résistants (ex : pour une fourche de fauteuil), conducteurs (ex : pour une aide à la manipulation d’un stylet pour tablette) conforme pour le contact alimentaire… Pour les paramètres d’impression, le fait par exemple de faire varier le taux de remplissage de l’objet permet de moduler le poids de ce dernier (utilisé par exemple pour créer un ensemble de pions avec des poids variables pour les exercices autour de la prise fine de la main en ergothérapie).

Dynamique d’innovation pour de nouvelles pratiques professionnelles en ergothérapie

L’ouverture du Rehab-Lab a été aussi l’occasion de faire découvrir l’impression 3D aux professionnels de Kerpape. Une présentation à l’ensemble du corps médical et des soirées ont été animées par Compositic pour faire découvrir cette nouvelle technologie à l’ensemble du personnel. Une présentation technique a été organisée, par le laboratoire,  spécifiquement aux ergothérapeutes. Elle a permis de simplifier la compréhension de cette technique et de balayer les difficultés de mise en oeuvre. A la suite de cette réunion, des séances d’échanges et des travaux pratiques sur la base du volontariat ont été organisées pour que chaque ergothérapeute intéressé puisse avancer concrètement sur la création d’une aide technique comprenant la modélisation 3D, le réglage des paramètres d’impression et l’impression finale. L’intérêt des ergothérapeutes est tel que deux d’entre elles ont demandé une formation diplomantes à l’impression 3D. Elles seront ensuite référentes pour leurs collègues et pourront les guider dans l’usage de l’impression 3D pour la création d’aides techniques.

Bilan après cinq mois d’existence

En juin 2016 (et ce depuis février 2016), plus de 40 aides techniques ont été réalisées impliquant environ 20 personnes (patients et étudiants confondus). Environ 10 formations ont été dispensées autour des logiciels de CAO, des logiciels de programmation accessible, d’atelier de soudure électronique. Plusieurs sessions de travaux pratiques ont été réalisées réunissant environ 10 ergothérapeutes en dehors du temps de travail pour se former et prendre en main les outils liés à l’impression 3D.

Rehab-Lab

Groupe de travail au Rehab-Lab

Application Android One-Switch

Contexte

Les tablettes et les smartphones remplacent de plus en plus les traditionnels PC. Ces équipements requièrent cependant des capacités motrices avancées pour les manipuler efficacement (ils sollicitent généralement l’ensemble du bras et demande une interaction fine : désignation / effleurement avec un doigt). Tout cela exclue certaines personnes en situation de handicap moteur, qui ne peuvent interagir avec des équipements électroniques et informatiques que par l’intermédiaire d’un contacteur (bouton poussoir mécanique, contact au souffle…).

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Figures : 1.Mode radar de Civikey / 2.SouriCom / 3.CrossScanner

Actuellement, il existe des logiciels « one-switch » qui rendent accessible le déplacement de souris et ses différentes fonctions à partir d’un seul contacteur (cf exemples ci-dessus). La grande majorité de ces logiciels ayant été développés pour un environnement Windows, ils ne sont pas accessibles pour des tablettes ou smartphones Android…

Objectifs du projet

Ce projet a donc pour but de développer une application « one-switch » qui permet d’interagir avec une tablette ou un smartphone Android à partir d’un seul appui. Il se décompose en deux grandes étapes :

  • Définition et développement d’un mode d’interaction (IHM) pour le déplacement et les fonctions souris à partir d’appuis sur la dalle tactile d’un device Android
  • Étude et développement pour l’interaction avec un contacteur physique sous Android

Expressiv’Kclick

Contexte

Les interfaces cérébrales (BCI : Brain Computer Interface) sont capables de repérer l’activité électrique du cerveau (EEG) pour contrôler un système électronique/informatique. A l’heure actuelle, il existe plusieurs méthodes pour exploiter ce genre d’interfaces et permettre à des personnes qui n’ont pas l’usage de la parole (et des capacités motrices très réduites) de communiquer avec leur entourage. Une méthode consiste à exploiter les expressions faciales de l’utilisateur pour sélectionner des lettres, des pictogrammes, ou des mots (issus de la prédiction).

 

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Figure : logiciel Expressiv’Klick et Interface cérébrale EPOC

Sur cette base, un logiciel (Expressiv’Klick) a précédemment été développé dans le cadre d’un stage de Master avec l’Université de Bretagne-Sud. Il permet de configurer les expressions faciales à exploiter pour utiliser l’interface cérébrale EMOTIV EPOC avec le logiciel d’aide à la communication Sibylle (cf figure ci-dessus).

Objectifs du projet

L’objectif de ce stage est donc de poursuivre ce développement en utilisant l’API Java de l’interface EPOC (ou l’interface INSIGHT) . Il se décompose en deux grandes étapes :

  • Définition et implémentation d’une méthode d’apprentissage des expressions faciales les mieux reconnus pour un utilisateur
  • Étude et développement d’une méthode mixte pour la communication : clavier de lettres dynamique (en utilisant le logiciel d’aide à la communication Sibylle) et SSVEP ou P300.