Projets:Fokus vision2

Description du projet

Les personnes mal ou non-voyantes rencontrent des difficultés d’orientation dans la vie quotidienne. Cela rend la pratique de certains sports plus difficile, notamment du point de vue de l’orientation et de la précision des mouvements. Par exemple, le taekwondo est un sport nécessitant une grande précision dans ces deux domaines.

À Rennes, un club propose des séances de céci-taekwondo, où les malvoyant·es et aveugles peuvent pratiquer ce sport (Jeong Tong Taekwondo Dojang, 2017). Le projet consiste au développement d’un outil qui permettrait aux malvoyant·es de gagner en précision et en confiance dans leurs orientations. Cette première version du projet est modélisée par la réalisation des mouvements de rotation, utilisés lors de la pratique du taekwondo, sans remplacer le facteur humain. Ce projet est mené par un groupe d'étudiant·es de l'Institut Agro Rennes encadré par l'enseignant-chercheur Sébastien Lê, qui dispense les cours de céci-taekwondo (Thès’ en Images, 2022), des makers de My Human Kit et les pratiquant·es.

Equipe (Porteur de projet et contributeurs)

• Porteurs du projet : Sebastien Lê
• Concepteurs/contributeurs : Noémie F., Ugo P., Laurence R., Julie L. Emma L., Anne P., Fanny K, Gregory S., Margot L., Najia B., Yves., Sophia, Cédric
• Animateur (coordinateur du projet)
• Fabmanager référent: Delphine
• Responsable de documentation

Journal de bord

27/04/2022 - 1er jour de Hackathon à l’Institut Agro Rennes

Mise en commun du cahier des charges

Les étudiant·e·s ont exposé leur réflexion et le cahier des charges de l’objet.

Cahier des charges:

• orientation quantifiée grâce à la mesure d’angle au niveau du centre de gravité du pratiquant·e
• correction par un retour haptique via des vibrations d’intensité variable sur les hanches du pratiquant·e
• application sur un téléphone qui transmet les entraînements au contrôleur

Découverte de l’objet

Yves a proposé un modèle fonctionnel sur une carte de montage. L'objet est encore à affiner. Il ne possède pas de retour haptique mais simplement une led qui s'allume quand la rotation est mal effectuée. Le prototype n'est pas adapté aux malvoyant·e·s mais est modifiable pour le devenir.

Explication du code version macro

Yves a expliqué les différents blocs du code aux étudiants. Les principaux blocs sont:

• initialisation des différentes variables
• set-up qui ne fonctionne qu'une fois
• loop: boucle principale qui met à jour les variables envoyées

Explication du fichier

Yves a détaillé comment étaient organisés les tableurs de données. Il y a les impondérables c'est-à-dire le nom du pattern et le niveau puis autant de colonnes que de mouvements pour le pattern avec dans chaque colonne le temps et la rotation spécifique.

Répartition du travail en 3 groupes

En début d'après-midi l'équipe s'est répartie en 3 groupes en fonction des tâches les plus urgentes.

• codage du nouveau programme avec incorporation des vibreurs
• montage du contrôleur des étudiant·e·s
• rédaction d’une explication du projet pour le pratiquant de cécitaekwondo qui viendra tester le prototype demain, création d’un fichier CSV avec les pomsaes 1,2 et 3 et création de la ceinture

Pour la création de la ceinture, deux étudiantes ont cousu une pochette se fixant directement à la ceinture du dobok. Le prototype se glisse directement dans la pochette.

Bibliothèques utilisées

https://www.arduino.cc/reference/en/libraries/u8g2/?fbclid=IwAR1Mpgsq1SKjoYH5Nt4HBYvjHOJSrca7rGTaZ_2MoVKtyUtJq8DJcC6_lro https://github.com/heleon19/PushButtonCommand?fbclid=IwAR2hsIknNzHcOG4WPfszfA3fest5zenEh0b9yMfOBxsRo8c_GU1EYdG7czA

28/04/22 - 2e jour de Hackathon à l’Institut Agro Rennes

Débuguer le 2e prototype

Le protoype fabriqué par les étudiant·e·s la veille ne fonctionnait pas. L'une des priorités de la matinée était donc de débuguer le prototype. Problèmes rencontrés:

• le contrôleur ne recevait pas le signal bluetooth à cause un bouton était mal orienté et un fil mal branché
• l'écran affichait le début de la boucle mais ne le lancait pas à cause d'une mauvaise résistance installée, un gyroscope non soudé et un écran mal fixé

Montage du 3e prototype

En parallèle du débugage du 2e prototype, une équipe a monté le 3e prototype mais sans le gyroscope. Le 2e gyroscope sera récupéré demain et sera ajouté au montage. A la fin de la journée, les 3 protypes sont fonctionnels.

Conception du support vestimentaire

Une équipe s'est penchée sur l'ergonomie du prototype. Une pochette attachée à la ceinture de taekwondo au niveau du centre de gravité contient le contrôleur et la batterie. De la pochette partent deux bretelles qui se croisent sur l'avant du corps et retombent dans le dos pour s'attacher à la ceinture du pratiquant·e. Au croisement avant se fixeront le buzzer, le bouton d'allumage et la led. Les vibreurs seront positionnés sur les épaules du pratiquant·e pour le·la corriger en cas d'erreur.

Test du prototype avec un pratiquant mal voyant

Le pratiquant a réalisé deux pomsaes à différents niveaux de difficultés. Peu importe le niveau de difficulté la marge d'erreur étaient de 15°. Il a utilisé le protype non soudé sans vibreurs en le tenant dans les mains à l'horizontal. Les étudiant·e·s regardaient la led pour savoir si les mouvements étaient correcement effectués. Globalement le test a été réussi car la majorité des rotations étaient correctement réalisées.

Debrief des tests

A la suite des tests, une partie de l'équipe a débriefé avec le pratiquant malvoyant. Deux points ont été abordés: les vibreurs et la marge d'erreur.

Vibreurs

Les questionnements tournaient autour de la position et de l'intensité des vibrations. Un vibreur sera positionné à l'avant de chaque épaule. Ils vibreront pour pousser le·la pratiquant·e dans la direction souhaitée.

Exemple: Le·la pratiquant·e doit tourner de 90° sur la gauche.

• Premier cas: la rotation s'arrête avant les 90°. Le vibreur positionné sur l'avant de l'épaule gauche s'actionne pour "pousser" le·la pratiquant·e jusqu'à 90°.
• Deuxième cas: la rotation continue après 90°. Le vibreur positionné sur l'épaule droite s'actionne pour pousser le·la pratiquant·e à corriger l'angle et revenir à 90°.
• Troisième cas: la rotation est correctement réalisée. Les vibreurs ne s'actionnent pas.

Marge d'erreur

Différents taux de tolérance sont appliqués selon le niveau, par exemple: marge de 10,15 ou 20°. Si l'utilisateur·trice réalise la rotation correctement d'après la marge d'erreur choisie il n'y aura pas de vibration. Sinon il y a une ou des vibrations en fonction de l'écart entre l'angle souhaité et l'angle réalisé. Plus l'erreur est grande, plus le nombre de vibrations sera important.

Exemple: la rotation s'arrête à 70° au lieu de 90° avec une marge d'erreur de 10°. Le vibreur vibre 3 fois.

Modification du programme

Sur le prototype initial, lorsque l'angle de rotation effectué était mauvais la led s'allumait et ce, peu importe l'erreur.

5 erreurs ont été différenciées:

• rotation trop grande à gauche
• rotation trop petite à gauche
• rotation trop grande à doite
• rotation trop petite à droite
• rotation alors qu'il ne devait pas en avoir

Lorsque l'utilisateur·trice tourne trop la lumière s'allume 2 fois et lorsqu'il·elle ne tourne pas assez, la led s'allume une fois.

Le fait d'avoir séparé les différents cas de façon précise sera utile lorsque la lumière sera remplacée par les vibreurs.

Sur le programme les vibreurs ont été rajoutés en tant que sortie.

Équipe de tournage

Une équipe de tournage est venue filmer la matinée de hacakthon pour My Human Kit.

Soudure des moteurs

Une partie de l'équipe s'est occupée de souder les moteurs au prototype dans le but d'une installation des vibreurs.

Conception du boîtier

Le boîtier est pensé pour contenir le contrôleur, et permettre l'accessibilité de certains composants : le bouton d'activation, la LED et l'écran d'aperçu. Les deux parties du boîtier sont modélisées en 3D à l'aide du logiciel FreeCAD, et seront imprimées en 3D.

Rencontre avec une professeur de locomation

Cette après-midi l'équipe a rencontré une professeure de locomotion. Elle nous a expliqué différentes méthodes utilisées pour l'apprentissage de l'orientation et de la locomotion chez les personnes malvoyantes. La méthode intéressante pour notre projet est l'apprentissage des directions avec l'aide d'un cadran horaire. Pour l'instant, nous avions pensé à des rotations de 45, 90, 180 et 270°. Mais à la vue de cette information il nous paraît pertinent de créer des programmes d'entraînement avec les différentes heures du cadran. De cette façon, la personne malvoyante pourrait s'entraîner seule, en dehors des séances d'orientation avec des professionels. Cette amélioration permettrait au dispositif d'être utile et accessible à plus grande échelle.

Après discussion entre la professeure et le pratiquant malvoyant, nous avons pensé dans le futur à des façons plus ludiques d'utiliser notre objet. L'exemple principal serait un retour des résultats sur l'application avec une possibilité de récompenses.

Installation des vibreurs

L'installation des vibreurs n'a pas fonctionné aujourd'hui.

29/04/2022 - 3e jour de Hackathon à l’Institut Agro Rennes

Conception d'un support vestimentaire

Avancées

Un nouveau prototype de ceinture à bretelles a été fabriqué. Il inclut une poche pour la batterie, une pour le boîtier du contrôleur, et à chaque épaule, une poche amovible pour accueillir un vibreur.

Perspectives

Les premiers prototypes réalisés sont pensés pour un support fabriqué avec des bandes de tissus, qui stabilise le boitier, la batterie et les vibreurs disposés sur les épaules de l'utilisateur. À terme, nous prévoyons en revanche un support plus sophistiqué qui soit confortable, léger, ajustable, qui optimise les longueurs des fils entre les éléments du dispositif, et qui soit le plus sobre possible - c'est-à-dire sans élément inutile. Nous partirions alors d'un objet existant et commercialisé, un gilet technique, une sacoche poitrine ou un harnais, sur lequel nous ferions les modifications nécessaires.

Par exemple, un gilet technique aux sangles ajustables, de ce type, pourrait servir de support à notre dispositif électronique : la poche accueillerait batterie et boîtier du contrôleur, les sangles aux épaules porteraient les vibreurs. Référence : LightInTheBox - gilet tactique poitrine #8805829

Conception du boîtier - Solution temporaire

Le boîtier imprimé en 3D sera réalisé plus tard. Pour des questions de temps, nous avons en premier temps réaliser un boîtier composé de pièces de bois découpées au laser. Ces pièces ont été designées avec MakerCase.com et le logiciel Inkscape. Une première version s'est révélée trop petite, la seconde version peut facilement contenir le contrôleur. Certaines ouvertures du boîtier sont, en revanche, encore à ajuster pour être bien alignées avec les éléments sortant, comme certains fils électriques.

Intégration d'un vibreur au contrôleur - Hard et soft

Les prototypes ne disposaient jusqu'à maintenant que d'un retour visuel, une LED qui signalise chaque erreur de mouvement. Nous avons intégré à un prototype la fonction de vibration qui permettre le retour haptique imaginé. Dans un premier temps, un seul moteur vibrant a été intégré. Celui-ci fonctionnant à 5V, il nécessite une alimentation électrique que l'alimentation par la carte ESP32 ne fournit pas. Le moteur est donc dans un circuit séparé du circuit de la carte, et alimenté par la même batterie qui alimente la carte, mais par un second câble. Les deux circuits communiquent grâce à un optocoupleur, qui permet la coexistence de ces deux sources d'alimentation, sans mettre en danger la carte ESP32, qui grillerait à tension trop importante. Le montage optocoupleur-moteur est fragile et instable sur le breadboard, il a donc été soudé en avance. Le code Arduino de la carte ESP32 a été modifié pour contrôler ce moteur, qui lors de l'exercice est activé une fois quand on ne tourne pas assez, et deux fois si l'on tourne trop, comme la LED.

Montage des circuits électroniques sur Veroboard

Les circuits, intitialement montés sur bread board de manière temporaire, sont schématisés puis soudés sur un Veroboard. C'est ce Veroboard qui sera collé à l'intérieur du boîtier.

Fichier CSV

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Télécharger le fichier patterns avec les exercices cadran horaire