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Article Bulletin Technique Septembre 2011 d'APOG

Auteurs:

Titre: Salle Intelligence Ambiante à Polytech'Grenoble.

Introduction

L'intelligence ambiante (Ambient Intelligence : AmI) fait désormais partie du quotidien des usagers. Elle se retrouve dans tous les domaines d’activité : bâtiment intelligent avec maîtrise de l’énergie et la maintenance, grille électrique intelligente (smart grid), santé avec l’hospitalisation à domicile, transport et chaîne d’approvisionnement, sécurité publique et privée (homeland sécurity), culture et divertissement (infotainment) avec les jeux sérieux (serious games), ... Le développement d’applications AmI fait principalement appel à l’intégration de très nombreuses technologies, langages, patrons, modèles qui sont enseignées de manière séparée dans les cursus universitaires et des écoles d’ingénieur. L'enseignement AmI met l'accent sur le développement d'applications pour une gamme variée d'objets intelligents (du serveur IT au terminal 3G de l'usager puis au capteur Zigbee/6LoWPAN enfoui).

L'enseignement de l'intelligence ambiante requière un cadre expérimental pour mettre en pratique les technologies nécessaires au travers de projets de groupe d’élèves dans le contexte de domaines d'applications variés. Les expérimentations peuvent à réaliser à échelle réduite dans des salles spécialisées.

Cette année, Polytech'Grenoble a ouvert une salle spécialisée. La salle AIR (Ambient Intelligence Room ainsi baptisée par les élèves) est une fablab (Factory Laboratory) destinée aux élèves ingénieurs de Polytech'Grenoble et plus largement aux étudiants de l'Université Joseph Fourier - Grenoble 1, pour inventer et pour réaliser des projets d'application d'intelligence ambiante dans le cadre de leur formation d'ingénieur. Cette salle met à disposition des élèves toute sorte d'équipement. Ces équipements peuvent aller de cartes Arduino bradées de quelques capteurs jusqu'à des équipements multimédia comme des téléphones et tablettes Android, videoprojecteurs, téléviseurs, consoles de jeux, ... Certains équipements (comme 2 ARDrones de Parrot, fauteuil roulant ...) ont été offerts par de généreux partenaires.

Plusieurs projets ont été réalisés cette année 2011. Voici quelques uns d'entre eux :

Projet AMO

Ce projet est réalisé en commun par des élèves de TIS, 3I et RICM.

Le projet AmiWheelchair concerne l’assistance et le suivi de la personne handicapée se déplaçant à l’aide d’un fauteuil roulant manuel ou à assistance électrique à la propulsion sur ses lieux de vie (logement, travail, site urbaine, transport en commun) au moyen des technologies de l’informatique ambiante.

Ce projet vise à :

instrumenter la personne pour monitorer son usage musculaire de son fauteuil au moyen d’EMG et d’accéléromètres ainsi que son effort au moyen de cardio-fréquencemêtre ;
instrumenter le fauteuil personne handicapée pour monitorer son usage musculaire de son fauteuil au moyen de gyroscopes, inclinomètre, compteurs de tour de roue, capteurs de vibration, …
collecter les mesures acquises au moyen du téléphone 3G/Wifi de l’utilisateur. Le GPS intégré au téléphone fournit les positions géographiques pour le suivi spatial de l’utilisateur . Le téléphone sert également à dénoncer des obstacles explicitement par l’utilisateur. Les mesures et les dénonciations sont remontées via des liaisons 3G/Wifi vers un centre serveur qui les archive ;
restituer aux médecins et aux urbanistes les mesures individuelles ou collectives concernant les usagers dans un objectif de support à la prise de décision (réglage du fauteuil, aménagement des accès handicapés sur les sites).

La figure ci-dessous schématise les composants fonctionnels décrits ci-dessus, ainsi que les communications multimodales (ZigBee ou 6LoWPAN/RF, Bluetooth, 3G et Wifi) utilisés entre ceux-ci. Les composants doivent pouvoir supporter des intermitences dans les communications (perte de la 3G ou sortie d’un hotspot Wifi, ...)

Le projet participera aux concours :

OpenWorld Contest par STMicroelectronics (http://www.stm32circle.com/hom/index.php)
Défi H par Sogeti et LeMondeInformatique (http://www.miage.net/relevez-le-defi-h-le-1er-trophee-des-grandes-ecoles-et-universites-au-service-du-handicap.html)
ImagineCup par Microsoft (http://www.imaginecup.com)

Projet Tabletop

Auteurs : Christophe HAVARD & Renaud COLLIN

L'informatique devenant de plus en plus omniprésent, le projet Tabletop a pour vocation de s'inscrire dans le domaine de l'Internet des objets. Rendre des objets du quotidien interactifs permet d'étendre les interfaces homme-machine habituelles. Ainsi la Tabletop permet de rendre une simple table à manger interactive en embarquant un système d'identification de ses usagers (NFC) et un trio vidéoprojecteur/projecteurs infrarouge/webcam permettant d'utiliser la table comme surface tactile.

En associant un tag visuel ("fiducial") à des objets ceux-ci deviennent identifiables par la table, et définissent alors un nouveau contexte d'utilisation auquel la Tabletop s'adapte. L'intérêt de cette technologie réside dans le fait de pouvoir utiliser des grandes, voire très grandes surfaces interactives (la table actuelle possède une diagonale de 60"/150cm) et utilisables par plusieurs entités à la fois (personnes, objets).

La Tabletop est un produit à forte valeur ajoutée destinée principalement aux professionnels afin de servir de support de communication dynamique et convivial. L'utilisation de la Tabletop au sein d'un restaurant pour passer ses commandes et tenir compte des préférences de l'utilisateur est un exemple d'application.

D'autres usages sont possibles tels que le travail collaboratif, la consultation d'offres proposant un contenu multimédia dans les agences immobilières ou de voyages, ou encore comme système de contrôle général en domotique.

Projet KiCTRL

Les interfaces homme-machine actuelles sont majoritairement basées sur le couple "clavier-souris". Ce couple offre de grandes possibilités dépassant souvent les besoins des utilisateurs dans les tâches les plus élémentaires (consultation de mail, de la météo, des flux RSS) et son maniement est loin d'être intuitif pour un novice. Constatant cela, le projet KiCTRL se propose de balayer ce mode d'interaction pour proposer une navigation basées sur des gestes. Grâce au dispositif Kinect de Microsft, il est dorénavant possible de capter les mouvements d'un ou plusieurs utilisateurs. Jusqu'alors réservé a l'univers vidéo ludique, KiCTRL introduit un nouvel usage de cet outil.

Ainsi, ce projet permet de rendre l'informatique plus accessible à un publique réfractaire d'un apprentissage long et fastidieux ainsi qu'à un publique qui se voit marginalisé par l’impossibilité d'utiliser le couple "clavier-souris".

Domaines d'application possibles : handicap, rééducation fonctionnel, usager dans une foule, ...

Projet iSofa

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Conclusion & Perspectives pour 2012

Trois projets ont d'ores et déjà été présentés lors du Salon Expérimenta à Minatec début Octobre 2011 :

iSofa (Flavien Garcia, Thibaud Michel)
KiCtrl (Aurélie Moiroux)
Air NFC Tabletop (Renaud Collin, Christophe Havard)

Ce salon avait pour vocation de promouvoir les sciences à travers les arts numériques.

Pari réussi pour nos 5 étudiants pour lesquels les retours ont tous été très positifs, tant de la part des professionnels présents sur le salon, que du public venu en masse.

Pour l'année 2012, les perspectives sont encourageantes : des propositions pour présenter ces projets dans d'autres salons régionaux et nationaux, des offres de stages qui pleuvent et la création d'une start-up pour les deux étudiants du projet Tabletop.